चूहों व्यवहार के हिप्पोकैम्पस में स्थानिक प्रतिबंधित दोलनों रिकॉर्डिंग
Summary
इस प्रोटोकॉल बहु-टांग रैखिक सिलिकॉन जांच के साथ स्थानीय क्षेत्र क्षमता की रिकॉर्डिंग का वर्णन । वर्तमान स्रोत घनत्व विश्लेषण का उपयोग कर संकेतों का रूपांतरण माउस हिप्पोकैम्पस में स्थानीय विद्युत गतिविधि के पुनर्निर्माण की अनुमति देता है । इस तकनीक के साथ, स्थानिक प्रतिबंधित मस्तिष्क दोलनों स्वतंत्र रूप से चलती चूहों में अध्ययन किया जा सकता है ।
Abstract
स्थानीय क्षेत्र क्षमता (LFP) तंत्रिका झिल्ली के पार आयन आंदोलनों से उभर रहे हैं । LFP इलेक्ट्रोड द्वारा दर्ज वोल्टेज के बाद से मस्तिष्क के ऊतकों की एक बड़ी मात्रा के अभिव्यक्त बिजली के क्षेत्र को दर्शाता है, स्थानीय गतिविधि के बारे में जानकारी निकालने चुनौतीपूर्ण है. अध्ययन के न्यूरॉन microcircuits बहरहाल, वास्तव में स्थानीय घटनाओं और मात्रा के बीच एक विश्वसनीय अंतर की आवश्यकता है, सुदूर मस्तिष्क क्षेत्रों में उद्भव संकेतों का आयोजन किया. वर्तमान स्रोत घनत्व (CSD) विश्लेषण इलेक्ट्रोड के आसपास के क्षेत्र में वर्तमान सिंक और स्रोतों के बारे में जानकारी प्रदान करके इस समस्या के लिए एक समाधान प्रदान करता है । ऐसे हिप्पोकैम्पस के रूप में लामिना cytoarchitecture के साथ मस्तिष्क क्षेत्रों में, एक आयामी CSD LFP के दूसरे स्थानिक व्युत्पंन का आकलन करके प्राप्त किया जा सकता है । यहां, हम एक विधि का वर्णन multilaminar LFPs रैखिक सिलिकॉन पृष्ठीय हिप्पोकैम्पस में प्रत्यारोपित जांच का उपयोग कर रिकॉर्ड । CSD निशान जांच के व्यक्तिगत टांगों के साथ गणना कर रहे हैं । इस प्रोटोकॉल इस प्रकार एक प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए स्वतंत्र रूप से चलती चूहों के हिप्पोकैम्पस में विशेष रूप से प्रतिबंधित ंयूरॉंस नेटवर्क दोलनों का समाधान ।
Introduction
LFP में दोलनों महत्वपूर्ण रूप से न्यूरॉन सर्किट द्वारा सूचना प्रसंस्करण में शामिल हैं. वे तेजी से तरंग दोलनों (~ २०० हर्ट्ज)1करने के लिए धीमी तरंगों (~ 1 हर्ट्ज) से लेकर आवृत्तियों की एक व्यापक स्पेक्ट्रम को कवर किया । अलग आवृत्ति बैंड स्मृति, भावनात्मक प्रसंस्करण, और नेविगेशन2,3,4,5,6,7सहित संज्ञानात्मक कार्यों के साथ जुड़े रहे हैं । ंयूरॉन झिल्ली के पार वर्तमान प्रवाह LFP8संकेत का सबसे बड़ा हिस्सा का गठन किया । Cations (जैसे glutamatergic उत्तेजक synapses के सक्रियण के माध्यम से) सेल में प्रवेश करने के लिए एक सक्रिय वर्तमान सिंक का प्रतिनिधित्व (प्रभारी के रूप में extracellular माध्यम से छोड़ देता है) । इसके विपरीत, extracellular माध्यम के लिए सकारात्मक प्रभार के शुद्ध प्रवाह, उदाहरण के लिए GABAergic निरोधात्मक synapses के सक्रियण द्वारा, उस स्थान पर एक सक्रिय वर्तमान स्रोत का चित्रण । न्यूरॉन dipoles में, वर्तमान सिंक निष्क्रिय स्रोतों के साथ युग्मित कर रहे हैं और दूर साइटों पर झिल्ली चार्ज को प्रभावित धाराओं क्षतिपूर्ति के कारण विपरीत.
बिजली के क्षेत्र में दूरदराज के तंत्रिका प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित भी एक रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड पर काफी वोल्टेज झुकाव में परिणाम कर सकते हैं और इस प्रकार झूठा एक स्थानीय घटना के रूप में माना जा सकता है. यह मात्रा आचरण LFP संकेतों की व्याख्या के लिए एक गंभीर चुनौती बन गया है । CSD विश्लेषण स्थानीय वर्तमान डूब और LFP संकेतों अंतर्निहित स्रोतों के बारे में जानकारी प्रदान करता है और इसलिए मात्रा कंडक्टर8के प्रभाव को कम करने के लिए एक साधन शामिल हैं । हिप्पोकैम्पस, एक आयामी CSD संकेतों की तरह फाड़ा संरचनाओं में equidistant इलेक्ट्रोड से दर्ज LFP के दूसरे स्थानिक व्युत्पंन द्वारा प्राप्त किया जा सकता है लामिना9विमानों को सीधा करने की व्यवस्था की । व्यावसायिक रूप से उपलब्ध रैखिक सिलिकॉन जांच के आगमन के शोधकर्ताओं हिप्पोकैम्पस में स्थानीय दोलन गतिविधि के अध्ययन के लिए CSD विधि का उपयोग करने की अनुमति दी गई है । उदाहरण के लिए, यह प्रदर्शित किया गया है कि अलग गामा दोलनों CA1 क्षेत्र10में एक परत-विशिष्ट तरीके से उभरने । इसके अलावा, CSD विश्लेषण dentate गाइरस11के प्रमुख कोशिका परत में गामा गतिविधि के स्वतंत्र गर्म स्थानों की पहचान की है । महत्वपूर्ण बात यह है कि ये निष्कर्ष केवल स्थानीय CSD में ही स्पष्ट नहीं थे बल्कि LFP संकेतों में थे । CSD विश्लेषण इस प्रकार हिप्पोकैम्पस के microcircuit आपरेशनों में अंतर्दृष्टि हासिल करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है ।
इस प्रोटोकॉल में, हम सिलिकॉन जांच के साथ एक आयामी CSD संकेतों को प्राप्त करने के लिए एक व्यापक गाइड प्रदान करते हैं । इन पद्धतियों चूहों व्यवहार के हिप्पोकैम्पस में स्थानीयकृत दोलन घटनाओं की जांच करने के लिए उपयोगकर्ताओं को सक्षम हो जाएगा ।
Protocol
Representative Results
Discussion
बढ़ती सबूतों से संकेत मिलता है कि मस्तिष्क दोलनों हिप्पोकैम्पस में न्यूरॉनल सर्किट असतत स्थानिक डोमेन में होते हैं10,11,16. CSD विश्लेषण काफी मात्रा के संचालन, स्थानीय दो…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
तकनीकी सहायता के लिए हम करीन Winterhalter और Kerstin Semmler के आभारी हैं. यह काम जर्मन रिसर्च फाउंडेशन के क्लस्टर ऑफ एक्सीलेंस BrainLinks-BrainTools (EXC १०८६) के सहयोग से किया गया ।
Materials
| Crocodile clamp with stand | Reichelt Elektronik | HALTER ZD-10D | |
| Silicon probe | Cambridge Neurotech | P-series 32 | |
| Stereoscope | Olympus | SZ51 | |
| Varnish-insulated copper wire | Bürklin Elektronik | 89 F 232 | |
| Ground screws | Screws & More GmbH (screwsandmore.de) | DIN 84 A2 M1x2 | |
| Flux | Stannol | 114018 | |
| Ceramic-tipped forceps | Fine Science Tools | 11210-60 | |
| Paraffine Wax | Sigma-Aldrich | 327204 | |
| Cauterizer | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Soldering iron | Kurtz Ersa | OIC1300 | |
| Multimeter | Uni-T | UT61C | |
| Ethanol | Carl Roth | 9065.1 | |
| Pasteur pipettes | Carl Roth | EA65.1 | |
| Heat sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Stereotaxic frame | David Kopf | Model 1900 | |
| Stereotaxic electrode holder | David Kopf | Model 1900 | |
| Isoflurane | Abbvie | B506 | |
| Oxygen concentrator | Respironix | 1020007 | |
| Buprenorphine | Indivior UK Limited | ||
| Electrical shaver | Tondeo | Eco-XS | |
| Heating pad | Thermolux | 463265/-67 | |
| Surgical clamps | Fine Science Tools | 18050-28 | |
| Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | H1009 | |
| Sterile cotton wipes | Carl Roth | EH12.1 | |
| Drill | Proxxon | Micromot 230/E | |
| 21G injection needle | B. Braun | 4657527 | |
| Phosphate buffer/phosphate buffered saline | |||
| Stereotaxic atlas | Elsevier | 9.78012E+12 | |
| Surgical scissors | Fine Science Tools | 14094-11 | |
| Surgical forceps | Fine Science Tools | 11272-40 | |
| 27G injection needles | B. Braun | 4657705 | |
| Vaseline | |||
| Dental cement | Sun Medical | SuperBond T&M | |
| Carprofen | Zoetis | Rimadyl 50mg/ml | |
| Recording amplifier | Intan Technologies | C3323 | |
| USB acquisition board | Intan Technologies | C3004 | |
| Recording cables | Intan Technologies | C3216 | |
| Electrical commutator | Doric lenses | HRJ-OE_FC_12_HARW | |
| Acquisition software | OpenEphys (www.open-ephys.org) | GUI | allows platform-independent data acquisition |
| Computer for data acquisition | |||
| Analysis environment | Python (www.python.org) | allows platform-independent data analysis | |
| Urethane | Sigma-Aldrich | ||
| Vibratome | Leica | VT1000 | |
| Microscope slides | Carl Roth | H868.1 | |
| Cover slips | Carl Roth | H878.2 | |
| Embedding medium | Sigma-Aldrich | 81381-50G | |
| Distilled water | Millipore | Milli Q | Table-top machine for the production of distilled water |
| Tergazyme | Alconox | Tergazyme |
Referências
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