We presenteren in vivo elektrofysiologische opname van het lokale veld potentieel (LFP) in bilaterale secundaire motor cortex (m2) van muizen, die kan worden toegepast om de halfrond lateralisatie te evalueren. De studie onthulde veranderde niveaus van synchronisatie tussen de linker en rechter m2 in APP/PS1 muizen in vergelijking met WT besturingselementen.
Dit artikel toont volledige, gedetailleerde procedures voor zowel in vivo bilaterale registratie en analyse van lokaal veld potentieel (LFP) in de corticale gebieden van muizen, die nuttig zijn voor het evalueren van mogelijke lateraal heden, evenals voor beoordeling van de hersen connectiviteit en koppeling van neurale netwerkactiviteiten bij knaagdieren. De pathologische mechanismen aan de basis van de ziekte van Alzheimer (AD), een gemeenschappelijke neurodegeneratieve ziekte, blijven grotendeels onbekend. Veranderde hersenen lateraliteit is aangetoond bij veroudering van mensen, maar of abnormale lateralisatie is een van de vroege tekenen van AD is niet vastgesteld. Om dit te onderzoeken, hebben we bilaterale LFPs opgenomen in 3-5-maand-oude advertentie model muizen, APP/PS1, samen met littermate wild type (WT)-besturingselementen. De LFPs van de linker-en rechter secundaire motor cortex (m2), met name in de gamma-band, waren meer gesynchroniseerd in APP/PS1-muizen dan in WT-besturingselementen, wat duidt op een geweigerde hemisferische asymmetrie van bilaterale m2 in dit advertentie muismodel. Met name de opname-en data-analyseprocessen zijn flexibel en gemakkelijk uit te voeren, en kunnen ook worden toegepast op andere hersen trajecten bij het uitvoeren van experimenten die zich richten op neuronale circuits.
De ziekte van Alzheimer (AD) is de meest voorkomende vorm van dementie1,2. Extracellulair bèta amyloïde eiwit (β-amyloïde proteïne, Aβ) depositie en intracellulaire neurofibrillaire tangles (NFTS) zijn de belangrijkste pathologische kenmerken van AD3,4,5, maar de onderliggende mechanismen van AD pathogenese blijft grotendeels onduidelijk. Cerebrale cortex, een belangrijke structuur in cognitie en geheugen, is aangetast in AD6, en motorische tekorten zoals Slow walking, moeilijkheden bij het navigeren door de omgeving en gang stoornissen treden op bij de voortschrijdende leeftijd7. Aβ-depositie en neurofibrillaire tangles zijn ook waargenomen in de premotorische cortex (PMC) en het aanvullende motor gebied (SMA) bij AD-patiënten8 en cognitief beïnvloede oudere volwassenen9, met vermelding van de betrokkenheid van een verminderde motor systeem in AD-pathogenese.
De hersenen worden gevormd door twee verschillende hersenhelften die worden gedeeld door een longitudinale spleet. Een gezonde hersenen vertoont zowel structurele en functionele asymmetrieën10, die wordt genoemd “lateralisatie”, waardoor de hersenen efficiënt omgaan met meerdere taken en activiteiten. Veroudering resulteert in een verslechtering van de cognitie en motoriek, samen met een afname van de hersenen lateraliteit11,12. De motorische capaciteiten van de linker hemisfeer zijn gemakkelijk zichtbaar in de gezonde hersenen13, maar in de AD-hersen afwijking optreedt als gevolg van het falen van de linker halfrond dominantie geassocieerd met links corticale atrofie14, 15,16. Daarom kan een goed begrip van een mogelijke wijziging van de hersens van de hersenen in AD-pathogenese en de onderliggende mechanismen nieuwe inzichten geven in AD-pathogenese en leiden tot identificatie van potentiële biomarkers voor behandeling.
Elektrofysiologische meting is een gevoelige en effectieve methode om veranderingen in de neuronale activiteiten van dieren te evalueren. De vermindering van de hemisferische asymmetrie in ouderlingen (HAROLD)17 is gedocumenteerd door elektrofysiologisch onderzoek met gesynchroniseerde interhemiferische overdrachtstijd, die de verzwakking of afwezigheid van hemisferische asymmetrie vertoont tot monauraal gepresenteerd spraak stimuli bij ouderen18. Met behulp van app/PS1, een van de meest gebruikte advertentie Muismodellen19,20,21,22, in combinatie met in vivo bilaterale extracellulaire opname van lfps in zowel linker-als rechter m2, we mogelijke lateraliteits tekorten in AD geëvalueerd. Bovendien, met eenvoudige parameterinstellingen, biedt de ingebouwde functie van data analysis software (Zie de tabel met materialen) een snellere en meer eenvoudige manier om de synchronisatie van elektrische signalen te analyseren dan wiskundig complexe programmeertaal, die is vriendelijk voor beginners met in vivo elektrofysiologie.
We rapporteren hier de procedure voor in vivo bilaterale extracellulaire opname, samen met het analyseren van de synchronisatie van Dual-Region LFP-signalen, die zowel flexibel als gemakkelijk te voeren is voor het inschatten van de hersen halfrond lateralisatie, evenals de connectiviteit, directionaliteit of koppeling tussen neurale activiteiten van twee hersengebieden. Dit kan op grote schaal worden gebruikt om niet alleen groep-neuronale activiteiten onthullen, maar ook een aantal fundamentele eigenschappen v…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd gesteund door subsidies van de National Natural Science Foundation of China (31771219, 31871170), de Science and Technology Division van Guangdong (2013KJCX0054), en de Natural Science Foundation van de provincie Guangdong (2014A030313418, 2014A030313440).
AC/DC Differential Amplifier | A-M Systems | Model 3000 | |
Analog Digital converter | Cambridge Electronic Design Ltd. | Micro1401 | |
Glass borosilicate micropipettes | Nanjing spring teaching experimental equipment company | 161230 | Outer diameter: 1.0mm |
Microelectrode puller | Narishige | PC-10 | |
NaCl | Guangzhou Chemical Reagent Factory | 7647-14-5 | |
Pin microelectrode holder | World Precision Instruments, INC. | MEH3SW10 | |
Spike2 | Cambridge Electronic Design Ltd. | ||
Stereomicroscope | Zeiss | 435064-9020-000 | |
Stereotaxic apparatus | RWD Life Science | 68045 | |
Urethane | Sigma-Aldrich | 94300 |