פרוטוקולי לולאה סגורה הופכים נפוצים יותר ויותר באלקטרופיזיולוגיה המודרנית. אנו מציגים דרך פשוטה, רב-תכליתית וזולה לביצוע פרוטוקולים אלקטרופיזיולוגיים מורכבים בנוירונים פירמידליים בקליפת המוח במבחנה, באמצעות מחשב שולחני ולוח רכישה דיגיטלי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אלקטרופיזיולוגיה בזמן אמת: שימוש בפרוטוקולי לולאה סגורה לDynamics עצבי בדיקה ומעבר
במאמר זה
סיכום
תקציר
מדעי מוח ניסיוניים עדים עניין מוגבר בפיתוח והיישום של רומן ופרוטוקולים לעתים קרובות מורכבים, לולאה סגורה, שבו הגירוי מיושם תלוי בזמן אמת על התגובה של המערכת. היישומים אחרונים נעים בין יישום מערכות מציאות מדומה ללימוד תגובות מנוע הן בעכברי 1 ובדג הזברה 2, לשלוט בהתקפים הבאים שבץ קליפת המוח באמצעות optogenetics 3. יתרון עיקרי של טכניקות לולאה סגורה מתגורר ביכולת של חיטוט תכונות ממדיות גבוהות יותר שאינן נגישים באופן ישיר או שתלויות במשתנים רבים, כגון רגישות עצבית 4 ואמינות, ואילו באותו הזמן למקסם את התפוקה הניסיונית. בתרומה זו ובהקשר של אלקטרופיזיולוגיה הסלולרית, אנו מתארים כיצד ליישם מגוון רחב של פרוטוקולי לולאה סגורה לחקר מאפייני התגובה של תאי עצב בקליפת המוח, rec פירמידהorded intracellularly עם טכניקת מהדק תיקון בפרוסות מוח חריפות מהקליפה החושית של חולדות צעירות. כמו שאף תוכנת קוד זמינה מסחרי או פתוחה מספקת את כל התכונות הנדרשות ליעילות ביצוע הניסויים שתוארו כאן, ארגז כלים תוכנה חדש בשם LCG 5 פותחו, שמודולרי מבנה למקסימום שימוש חוזר של קוד מחשב ומאפשר היישום של פרדיגמות ניסוי רומן. גל גירוי מצוין באמצעות מטא-תיאור קומפקטי ופרוטוקולי ניסוי מלאים מתוארים בקבצי תצורה מבוסס טקסט. בנוסף, יש LCG ממשק שורת הפקודה שמתאים לחזרה של ניסויים ואוטומציה של פרוטוקולי ניסוי.
מבוא
בשנים האחרונות, אלקטרופיזיולוגיה הסלולרית התפתחה מהפרדיגמה הלולאה הפתוחה המסורתית מועסקות בניסויי מתח ומהדק הנוכחי לפרוטוקולים לולאה סגורה מודרניים. טכניקת הלולאה סגורה הידועה ביותר היא אולי המהדק הדינמי 6,7, שאיפשר ההזרקה סינתטית של תעלות יונים מתח מגודרת מלאכותיות כדי לקבוע את מתח הקרום העצבי 8, הלימוד המעמיק של תופעות של אי-דטרמיניסטי מהבהבים ב תעלות יונים על דינמיקת תגובה עצבית 9, כמו גם הבילוי במבחנה של מציאותי בvivo- כמו פעילות רקע הסינפטית 10.
פרדיגמות לולאה סגורה אחרות שהוצעו כוללות את....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
הפרוטוקול המתואר כאן תואם את ההמלצות וההנחיות של ועדת האתיקה של המחלקה למדעים ביו-רפואיים מאוניברסיטת אנטוורפן. פרוטוקול זה דורש ההכנה של חומר שאינו חיים מהמוח של חולדות explanted Wistar לנוער, שהושג על ידי טכניקות המתת חסד הומניות אושרו.
1. הכנת ציוד
- התקנה והגדרה של מערכת גירוי רכישת נתונים ו.
- להשתמש במחשב אישי (PC) מצויד ברכישת נתונים כרטיס (DAQ) הנתמכים על ידי Comedi להקליט אותות ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
בסעיפים הקודמים, שתארנו כיצד להשתמש בארגז הכלים LCG תוכנה כדי לאפיין את תכונות אלקטרו של תאי פירמידה L5 ולשחזר in vivo דמוי פעילות הסינפטית בהכנת פרוסה. השימוש בממשק שורת הפקודה ופרוטוקול חצי אוטומטי להעדיף את שחזור ויעילות של הניסוי, אשר יכולה להיות השפעה גדולה על התפוקה ואיכות הנתונים שהופקו. בנוסף, מאחר והנתונים נשמר באופן עקבי, קל להאריך את הניתוח למטרה מסוימת. איור 1 מציג את התוצאה האופיינית של ניסוי שבו תכונות אלקטרו בסיסיות של תא באמצעות שישה פרוטו.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
בטקסט זה פרוטוקול מלא ליישום בזמן אמת, ניסויי אלקטרו תא בודד לולאה סגורה תוארו, באמצעות טכניקת מהדק תיקון וארגז כלים תוכנה שפותח לאחרונה בשם LCG. כדי לייעל את האיכות של הקלטות זה קריטי, כי הגדרת ההקלטה להיות מוארקת כהלכה, מוגן ורטט חופשי: זה מבטיח גישה כל התא יציבה וברה-קיימא לתא, אשר, יחד עם האפשרות של מיכון חלקים שלמים של פרוטוקולי הגירוי , מאפשר למקסום התפוקה של הניסוי.
שני מקרים שבהם ניתן ליישם LCG הוצג, כלומ.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
למחברים אין מה לחשוף.
תודות
תמיכה כספית מקרן המחקר של פלנדריה FWO (חוזה מס' 12C9112N ל-DL), תוכנית המסגרת השביעית של הנציבות האירופית (רשת מארי קירי "C7", חוזה מס' 238214; פרויקט ICT Future Emerging Technology "ENLIGHTENMENT", חוזה מס' 306502), תוכנית עמודי המשיכה הבין-אוניברסיטאית שיזמה המשרד הבלגי למדיניות המדע (חוזה מס' IUAP-VII/20), ואוניברסיטת אנטוורפן זוכים להכרה טובה.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| פורס רקמות | Leica | VT-1000S | |
| חולץ פיפטות | Sutter | P-97 | |
| פיפטות | WPI | 1B150F-4 | 1.5/0.84 מ"מ OD/ID, עם נימה |
| שולחן בידוד רעידות | TMC | 20 סדרה | |
| מיקרוסקופ | Leica | DMLFS | 40X מניפולטורים אובייקטיביים טבילה |
| Scientifica | PatchStar | ||
| Axon Instruments | MultiClamp 700B | מבוקר מחשב | |
| National Instruments | PCI-6229 | נתמך על ידי Comedi Linux Drivers | |
| מחשב שולחני | Dell | Optiplex 7010 Tower | לינוקס בזמן אמת |
| Tektronix | TDS-1002 | ||
| Perfusion משאבת | גיבסון MINIPULS3 | בשימוש עם ראש משאבה R4 (F117606) | |
| בקר טמפרטורה | מערכות רב ערוציות | TC02 | PH01 זלוף מנומטר צינורית |
| טסטו | 510 | חממה אופציונלית | |
| Memmert | WB14 | ||
| NaCl | Sigma | 71376 | ACSF |
| KCl | Sigma | P9541 | ACSF, ICS |
| NaH2PO4 | Sigma | S3139 | ACSF |
| NaHCO3 | Sigma | S6014 | ACSF |
| CaCl2 | Sigma | C1016 | ACSF |
| MgCl2 | Sigma | M8266 | ACSF |
| גלוקוז | סיגמא | G7528 | ACSF |
| K-גלוקונאט | Sigma | G4500 | ICS |
| HEPES | H3375 | ICS | |
| Mg-ATP | Sigma | A9187 | ICS |
| 2-GTP | Sigma | 51120 | ICS |
| 2-phosphocreatine | Sigma | P7936 | ICS |
מקורות
- Saleem, A. B., Ayaz, A., Jeffery, K. J., Harris, K. D., Carandini, M. Integration of visual motion and locomotion in mouse visual cortex. Nature neuroscience. 16, 1864-1869 (2013).
- Ahrens, M. B., Li, J. M., et al. Brain-wide neuronal dynamics during motor adaptation in zebraf....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
