Hippocampus insulin Mikroinjektion och<em> In vivo</em> Mikrodialys Under Spatial Memory Test
Summary
Modulering av hippocampally-beroende rumsliga arbetsminne genom direkt intrahippocampal mikroinjektion tillsammans och följdes av<em> In vivo</em> Mikrodialys för metaboliter i medvetna, beter djur.
Abstract
Glukosmetabolismen är en användbar markör för lokal neural aktivitet, som utgör grunden för metoder såsom 2-deoxiglukos och funktionell magnetisk resonanstomografi. Men användning av sådana metoder i djurmodeller kräver narkos och därmed både förändrar hjärnans tillstånd och förhindrar beteendemässiga åtgärder. En alternativ metod är användningen av in vivo-mikrodialys att ta kontinuerlig mätning av hjärnans extracellulära vätska koncentrationer av glukos, laktat, och relaterade metaboliter i Vakna, ohämmad djur. Denna teknik är speciellt användbar när den kombineras med uppgifter som syftar till att förlita sig på specifika delar av hjärnan och / eller akut farmakologisk manipulation, exempelvis hippocampus mätningar under en rumslig arbetsminne uppgift (spontan växling) visar ett dopp i extracellulär glukos och ökad laktat som är tyder på ökad glykolys 1,2 och intrahippocampal insulin administration både förbättrar minnet och ökar hippocampus glykolysis 3. Ämnen såsom insulin kan avges till hippocampus via samma mikrodialyssond används för att mäta metaboliter. Användningen av spontana växling som ett mått på hippocampus funktion är utformad för att undvika förväxla från stressiga motivationsfaktorer (t.ex. fotchock), fasthållning, eller belöningar (t.ex. livsmedel), som alla kan ändra både uppgift prestanda och metabolism, denna uppgift ger också en mått på motorisk aktivitet som medger kontroll för ospecifika effekter av behandling. Tillsammans dessa metoder medger direkt mätning av neurokemiska och metaboliska variabler reglerar beteende.
Protocol
Representative Results
Discussion
Alla lösningar som används i mikrodialys bör filtreras omedelbart före användning, med användning av en 0,2 | im filter. Efter insättning av sonden i styrningen kanylen, observera att bekräfta att flödet obehindrad och provsamling sker. Om flödet avbryts efter införandet, är den troligaste orsaken skador på sonden membranet som orsakas av otillräcklig vård på insättning, och en ny sond måste ersättas.
Som nämnts ovan är en viktig fördel med dessa metoder bristen på fö…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av NIH / NIDDK (DK077106 till ECM).
Materials
The majority of reagents are standard laboratory grade and can be obtained from a supplier of choice. Similarly, equipment such as syringe pumps and tubing can be used from any of several manufacturers. Specific items used here for which details are important include: |
|||
| CMA 12 microdialysis probes | CMA/ Microdialysis | CMA-12-XXX | These are available in various membrane lengths and cutoffs, indicated by specific codes in the ‘XXX.’ |
| Human insulin (Humulin) | Eli Lilly | N/a | |
| Liquid swivel | Instech | 375/D/22QM | This specific swivel has very low torque and internal volume, as well as a nonreactive quartz lining. |
References
- McNay, E. C., Fries, T. M., Gold, P. E. Decreases in rat extracellular hippocampal glucose concentration associated with cognitive demand during a spatial task. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (6), 2881 (2000).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Age-related differences in hippocampal extracellular fluid glucose concentration during behavioral testing and following systemic glucose administration. J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. 56 (2), 66 (2001).
- McNay, E. C., McCarty, R. C., Gold, P. E. Fluctuations in brain glucose concentration during behavioral testing: dissociations between brain areas and between brain and blood. Neurobiol. Learn. Mem. 75 (3), 325 (2001).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Extracellular glucose concentrations in the rat hippocampus measured by zero-net-flux: effects of microdialysis flow rate. 72 (2), 785 (1999).
- McNay, E. C., Sherwin, R. S. Effect of recurrent hypoglycemia on spatial cognition and cognitive metabolism in normal and diabetic rats. Diabetes. 53 (2), 418 (2004).
- McNay, E. C., et al. Hippocampal memory processes are modulated by insulin and high-fat-induced insulin resistance. Neurobiology of Learning and Memory. 93 (4), 546 (2010).
- McNay, E. C., McCarty, R. C., Gold, P. E. Fluctuations in brain glucose concentration during behavioral testing: dissociations between brain areas and between brain and blood. Neurobiology of Learning & Memory. 75 (3), 325 (2001).
- McNay, E. C., Williamson, A., McCrimmon, R. J., Sherwin, R. S. Cognitive and neural hippocampal effects of long-term moderate recurrent hypoglycemia. Diabetes. 55 (4), 1088 (2006).
- McNay, E. C., Sherwin, R. S. From artificial cerebro-spinal fluid (aCSF) to artificial extracellular fluid (aECF): microdialysis perfusate composition effects on in vivo brain ECF glucose measurements. Journal of Neuroscience Methods. 132 (1), 35 (2004).
- McNay, E. C., et al. Hippocampal memory processes are modulated by insulin and high-fat-induced insulin resistance. Neurobiology of Learning and Memory. 93 (4), 546 (2010).
- Benveniste, H., Drejer, J., Schousboe, A., Diemer, N. H. Regional cerebral glucose phosphorylation and blood flow after insertion of a microdialysis fiber through the dorsal hippocampus in the rat. Journal of Neurochemistry. 49 (3), 729 (1987).
- Benveniste, H., Diemer, N. H. Cellular reactions to implantation of a microdialysis tube in the rat hippocampus. Acta Neuropathologica. 74 (3), 234 (1987).
- McNay, E. C., Fries, T. M., Gold, P. E. Decreases in rat extracellular hippocampal glucose concentration associated with cognitive demand during a spatial task. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (6), 2881 (2000).
- McNay, E. C., et al. Hippocampal memory processes are modulated by insulin and high-fat-induced insulin resistance. Neurobiol. Learn Mem. 93 (4), 546 (2010).
- Lonnroth, P., Jansson, P. -. A., Smith, U. A microdialysis method allowing characterization of intercellular water space in humans. American Journal of Physiology. 1987, E228 (1987).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Extracellular glucose concentrations in the rat hippocampus measured by zero-net-flux: effects of microdialysis flow rate. 72 (2), 785 (1999).
- Lalonde, R. o. b. e. r. t. The neurobiological basis of spontaneous alternation. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 26 (1), 91 (2002).
- Richman, C., Dember, W., Kim, P. Spontaneous alternation behavior in animals: A review. Current Psychology. 5 (4), 358 (1986).
- McNay, E. C., Canal, C. E., Sherwin, R. S., Gold, P. E. Modulation of memory with septal injections of morphine and glucose: effects on extracellular glucose levels in the hippocampus. Physiol. Behav. 87 (2), 298 (2006).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Memory modulation across neural systems: intra-amygdala glucose reverses deficits caused by intraseptal morphine on a spatial task but not on an aversive task. Journal of Neuroscience. 18 (10), 3853 (1998).
- Rex, A., Bert, B., Fink, H., Voigt, J. P. Stimulus-dependent changes of extracellular glucose in the rat hippocampus determined by in vivo microdialysis. Physiol. Behav. 98 (4), 467 (2009).
