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Articles by David K. Ryugo in JoVE
JoVE Neuroscience
Preparazione di un mouse Awake per la registrazione di risposte neurali e iniezione Tracers
1Department of Neuroscience, Johns Hopkins University, 2Garvan Institute of Medical Research, 3School of Biological Sciences, Washington State University, 4Department of Otolaryngology-HNS, Johns Hopkins University
Caratterizzazione elettrofisiologica delle risposte neuronali è importante per comprendere le funzioni cerebrali e per guidare il posizionamento dei coloranti per via tracing. Tuttavia, molti studi sono effettuati in animali anestetizzati. Per capire la funzione del cervello senza anestesia, abbiamo sviluppato un metodo per registrare le proprietà di risposta dei neuroni e iniettare coloranti nel topo sveglio.
Other articles by David K. Ryugo on PubMed
Glycinergic Commissural Inibizione Delle Cellule Stellate E Folte Nel Nucleo Cocleare Anteroventral
Ingressi sinaptici da un nucleo coclea (CN) a altro possono giocare un ruolo importante nel modulare l'attività dei neuroni CN. Mediante la preparazione di cervello intero isolato di cavia, abbiamo testato gli effetti della stimolazione elettrica del nervo uditivo controlaterale (AN) su intracellularly registrati e macchiati i neuroni del nucleo cocleare anteroventral. Stimolazione di AN controlaterale evocato solo inibitori potenziali postsinaptici (IPSPs) nel 63% dei neuroni registrati, comprese le cellule stellate e folte. La latenza della maggior parte dei IPSPs (88%) era nella gamma 3.3-7,6 ms, coerente con la trasmissione mono - e disynaptic da CN controlaterale. Il IPSPs aveva un'ampiezza media di 2,6 + 1,9 mV e sono stati bloccati da stricnina suggerendo loro natura glycinergic. Questi dati, insieme ai nostri risultati simili in altre suddivisioni CN, indicano che le cellule principali della NC contribuiscano a interazioni binaurale nelle prime fasi di trasformazione acustica.
Scarico Di Proprietà Del Nucleo Cocleare Identificati Neuroni E Fibre Del Nervo Uditivo in Risposta Alla Stimolazione Elettrica Ripetitiva Del Nervo Uditivo
Utilizzando la preparazione in vitro cervello intero isolato di cavia mantenuta a 29 gradi C, intracellularly registrato e tinto i neuroni nucleo cocleare (CN) e le fibre del nervo uditivo (AN). Proprietà scarico CN cellule e un assoni sono stati testati in risposta a 50 ms treni di impulsi elettrici consegnati a AN a prezzi che vanno da 100 a 1000 impulsi al secondo (pps). A tariffe di bassa stimolazione (200-300 pps), gli scarichi di un fibre e una grande proporzione delle cellule principali (folta, polpo, stellata) nel nucleo coclea ventrale (VCN) seguita con alta probabilità ogni impulso in treno, con conseguente sincronizzazione degli scarichi all'interno di grandi popolazioni di AN CN cellule e fibre. Al contrario, a tassi elevati di stimolazione (500 pps e superiori), un fibre e molte cellule VCN esposto "primaria-like", "insorgenza" e alcuni altri modelli di scarico simile a quelle prodotte da stimoli sonori naturali. A differenza delle cellule del VCN, cellule principali (piramidale, gigante) della dorsale NC non seguire gli impulsi stimolanti anche a tassi bassi. Invece, hanno spesso mostrato "pauser" e "accumulo" modelli di attività, caratteristica di queste cellule nelle condizioni di udito normale. Si ipotizza che, a tariffe di bassa stimolazione, il comportamento di risposta di un fibre e cellule VCN è diverso dai pattern di attività neuronale correlati alla normale elaborazione uditiva, mentre tariffe alta stimolazione producono modelli di scarico più fisiologicamente significative. Le differenze osservate in scaricano proprietà di un fibre e cellule CN a tassi differenti di stimolazione possono contribuire a significativi vantaggi di alta-versus stimolazione elettrica basso tasso di AN utilizzato per la codifica di suoni in moderni impianti cocleari.
PHR1, Una Proteina Contenente Dominio PH Espressa Nei Neuroni Sensoriali Primari
In precedenza, abbiamo identificato PHR1 come un gene abbondantemente espresso in fotorecettori e ha mostrato che esso codifica quattro isoforme, ciascuno con N-terminale settori omologia (PH) e domini transmembrana C-terminale. Per comprendere meglio l'espressione e la funzione di PHR1, abbiamo fatto un mouse null Phr1 inserendo una cassetta neor/beta-galattosidasi nell'esone 3. Oltre ai fotorecettori, abbiamo trovato abbondante espressione di specifiche forme di giuntura Phr1 in neuroni olfattivi del ricevitore e cellule ciliate cocleare e vestibolari. Abbiamo anche trovato Phr1 espressione nelle cellule con una possibile funzione sensoriale, comprese le cellule gangliari della retina periferica, cellule interdentali cocleari e neuroni dell'organo circumventricolare. Nonostante questa espressione discreta nei neuroni sensoriali conosciuti e putativi, topi privi di PHR1 non si palesi deficit sensitivi.
Efficiente Quantificazione Degli Afferente Ultrastruttura Coclea Con Ansia Basati Su Progettazione
La sinapsi afferente tra le fibre del nervo uditivo e la cellula ciliata interna (IHC) rappresenta una giunzione critica per l'udienza. Delucidazione della struttura in questo sito vi aiuterà a stabilire il substrato per la codifica audio normale così come processi patologici associati a disfunzione dell'udito. Applicazioni precedenti di imparziale (progettazione) stereological principi hanno ampliato la nostra conoscenza dei cambiamenti neuro-morfologici evidenti con il microscopio ottico. Applicando tali principi a livello della sinapsi è un promettente approccio morfometrici per il campionamento efficiente degli spazi di grande riferimento con microscopia elettronica. Questo studio verifica l'esattezza dell'utilizzo di sezioni ultrasottili a intervalli fissi, noto come coppie di disector, per quantificare la densità di innervazione afferente. Abbiamo analizzato i numeri totali di terminali afferenti, thickenings sinaptica e synaptic organismi associati a ciascun IHC nella coclea del mouse C57BL/6J e confermato l'accuratezza dell'approccio stereological rispetto alle ricostruzioni tridimensionali delle sezioni seriale alternativi. La maggiore efficienza di campionamento del metodo coppia disector rapidamente aumenta la precisione, riducendo anche la più grande fonte di variabilità, differenze intraspecifica. Concludiamo che ultrastrutturale quantificazione dell'innervazione afferente può essere realizzato nella coclea con ansia basati su progettazione efficiente.
A Lungo Termine, Stabile Differenziazione Di Umani Embrionali Derivato Da Cellule Staminali Neurali Precursori Innestate Nel Neostriatum Dei Mammiferi Adulti
Innesti di cellule staminali hanno sostenute come trattamenti sperimentali per le malattie neurologiche in virtù della loro capacità di offrire supporto trofico per feriti i neuroni e, teoricamente, per sostituire i neuroni morti. Cellule staminali embrionali umane (hESC) sono una ricca fonte di precursori neurali (NPs) per innesto, ma sono stata messa in discussione per la loro tendenza a tumori di forma. Qui abbiamo studiato la possibilità di innesti derivato da HESC NP ottimizzato per la fase di numero e la differenziazione delle cellule prima del trapianto, per sopravvivere e stabile differenziare ed integrare nel proencefalo basale (neostriatum) dei giovani ratti adulti nudi per lunghi periodi di tempo (6 mesi). NPs erano derivate da colture monostrato aderente di HESCs esposti alla zucca. Dopo il trapianto, NPs ha mostrato una riduzione drastica in attività mitotica e un'avido differenziazione nei neuroni che ha proiettato via tratti principali sostanza bianca ad una varietà di obiettivi proencefalo. Un terzo dei neuroni derivati NP espresso il proencefalo basale-neostriatal marker dopamina-regolato e fosfoproteina AMP ciclico-regolato. Derivato da innesto neuroni formano maturi sinapsi con strutture ospitanti postsinaptica, compresi spine e gli alberi dendritici. NPs inoculato in tratti di sostanza bianca ha mostrato una tendenza verso la differenziazione gliale (principalmente astrocitari), considerando che NPs inoculato nell'epitelio ventricolare persistente come precursori di nestin(+). I nostri risultati dimostrano la capacità a lungo termine di zucca-derivati umani NPs strutturalmente integrare senza tumore il proencefalo mammiferi maturo, pur mantenendo alcune plasticità di destino delle cellule che è fortemente influenzato da nicchie particolare del sistema nervoso centrale (CNS).
