Mouse Hippocampus and Prefrontal Cortex의 Dual Extracellular Recordings in the Mouse Hippocampus and Prefrontal Cortex(생쥐 해마와 전전두엽 피질의 이중 세포외 기록)
Summary
이 프로토콜은 국소 자기장 전위를 기록하고 쥐 해마와 전전두엽 피질의 정보 흐름을 조사하기 위해 맞춤형으로 설계된 기록 장치와 전극의 사용을 간략하게 설명합니다.
Abstract
국소 전위(LFP)를 기록하는 기술은 국소화된 신경 세포 집단의 전기적 활동을 측정하는 데 사용되는 전기생리학적 방법입니다. 이는 인지 연구, 특히 해마와 전전두엽 피질과 같은 뇌 영역에서 중요한 도구 역할을 합니다. 이러한 영역 간의 이중 LFP 기록은 지역 간 신호 통신을 탐색할 수 있게 해주기 때문에 특히 흥미롭습니다. 그러나, 이러한 녹음을 수행하는 방법은 거의 설명되지 않으며, 대부분의 상용 기록 장치는 비싸거나 특정 실험 설계를 수용하기에 적응성이 부족합니다. 이 연구는 항정신병 약물 및 칼륨 채널 조절제가 이러한 영역의 LFP 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 마우스 해마와 전전두엽 피질에서 이중 전극 LFP 기록을 수행하기 위한 포괄적인 프로토콜을 제시합니다. 이 기술을 사용하면 각 뇌 영역 내의 전력 스펙트럼 및 둘 사이의 일관성을 포함한 LFP 특성을 측정할 수 있습니다. 또한 이러한 실험을 위해 저비용의 맞춤형 녹음 장치가 개발되었습니다. 요약하면, 이 프로토콜은 서로 다른 뇌 영역에서 높은 신호 대 잡음비로 신호를 기록하는 수단을 제공하여 뇌 내 지역 간 정보 통신의 조사를 용이하게 합니다.
Introduction
국소자기전위(LFP)는 세포외 공간에서 기록된 전기적 활동을 말하며, 국소적인 뉴런 그룹의 집합적 활동을 반영합니다. 1Hz의 느린 파동에서 100Hz 또는 200Hz의 빠른 진동에 이르기까지 다양한 범위의 주파수를 나타냅니다. 특정 주파수 대역은 학습, 기억 및 의사 결정과 같은 인지 기능과 관련이 있습니다 1,2. LFP 특성의 변화는 치매 및 정신 분열증을 포함한 다양한 신경 장애의 바이오마커로 사용되었습니다 3,4. LFP 기록을 분석하면 이러한 상태 및 잠재적인 치료 전략과 관련된 근본적인 병리학적 메커니즘에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
이중 LFP 기록은 두 개의 특정 뇌 영역 내부 및 두 영역 사이의 국부적인 전기 활동을 측정하는 데 사용되는 기술입니다. 이 기술은 서로 다른 뇌 영역 내에서 그리고 서로 다른 뇌 영역 사이에서 발생하는 복잡한 신경 역학 및 신호 통신을 조사할 수 있는 귀중한 기회를 제공합니다. 이전 연구에 따르면 개별 뇌 영역의 신경 세포 특성의 변화를 감지하는 것은 복잡할 수 있지만 지역 간 대뇌 피질 통신의 변화는 관찰할 수 있습니다 5,6. 따라서 듀얼 LFP 녹음을 사용하면 이 문제를 해결할 수 있는 강력한 수단을 제공할 수 있습니다.
해마-전전두엽 연결성은 인지 기능을 조절하는 데 중요한 역할을 하며, 기능 장애는 다양한 신경 장애와 관련이 있습니다 7,8. 이러한 영역의 이중 전극 기록은 이러한 상호 작용에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 불행히도, 이러한 영역 사이에서 이중 전극 LFP 기록을 수행하는 방법에 대해 사용할 수 있는 정보는 제한적입니다. 더욱이, 상업적으로 이용 가능한 기록 장치는 일반적으로 비싸고 특정 실험 설계에 대한 적응성이 부족합니다. LFP를 기록하는 기존의 방법은 차폐 케이블을 사용하여 기록 장치를 동물의 뇌에 이식된 전극에 연결하는 것입니다. 그러나 이 접근 방식은 모션 아티팩트 및 환경 노이즈에 취약하여 기록된 신호의 품질과 신뢰성에 영향을 미칩니다.
이 프로토콜은 동물의 머리에 배치할 수 있는 저비용 맞춤형 설계 헤드스테이지를 사용하여 쥐 해마와 전전두엽 피질에서 이중 전극 LFP 기록을 수행하는 포괄적인 절차를 설명합니다. 이러한 방법을 통해 연구자들은 두 개의 분리된 대뇌 영역 내에서 영역별 진동 패턴을 조사하고 이러한 영역 간의 지역 간 정보 교환 및 연결성을 탐구할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에 제시된 프로토콜은 해마(HIP)와 전전두엽 피질(PFC)에서 이중 국소자기전위(LFP)를 동시에 기록하기 위해 특별히 설계된 맞춤형 헤드스테이지를 구성하는 절차를 간략하게 설명합니다. 이 프로토콜에 제공된 자세한 단계는 연구원이 각 영역 내 및 HIP와 PFC 간의 신호 통신을 철저히 조사할 수 있는 충분한 정보를 제공합니다.
맞춤형으로 설계된 헤드스테이지는 상업용 앰?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 Royal Melbourne Hospital Neuroscience Foundation(A2087)의 지원을 받았습니다.
Materials
| Brass tube | Albion Alloys, USA | Inside diameter of 0.45 mm |
| Carprofen | Rimadyl, Pfizer Animal Health | |
| Commercial amplifier chip | Intantech | RHD 2132 |
| Control board | Intantech | RHD recording system |
| Dental cement | Paladur | |
| Heat shrinks | Panduit | 0.8 mm diameter |
| M1.2 stainless steel screw | Watch tools | Clock and watch screw |
| Multichannel socket connector | Harwin, AU | 1.27 mm pitch, PCB socket |
| PFA-coated tungsten wires | A-M SYSTEMS, USA | Inside diameter of 150 µm |
| Phosphoric acid-based flux | Chip Quik | CQ4LF-0.5 |
| Recording software | Intantech | RHX recording software |
| Stereotactic Frame | World Precision Instruments | Mouse stereotactic instrument |
| Super glue | UHU | Ultra fast |
Referências
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