يصف هذا البروتوكول التصميم والزرع الجراحي لآلية تقييد الرأس لمراقبة النشاط العصبي في هياكل الدماغ تحت القشرية في الفئران التنبيهية. يحدد إجراءات عزل الخلايا العصبية المفردة في التكوين الخلوي المجاور وتحديد مواقعها التشريحية بكفاءة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف هذا البروتوكول التصميم والزرع الجراحي لآلية تقييد الرأس لمراقبة النشاط العصبي في هياكل الدماغ تحت القشرية في الفئران التنبيهية. يحدد إجراءات عزل الخلايا العصبية المفردة في التكوين الخلوي المجاور وتحديد مواقعها التشريحية بكفاءة.
هناك مجموعة متنوعة من التقنيات لمراقبة النشاط خارج الخلية للوحدات العصبية المفردة. ومع ذلك ، فإن مراقبة هذا النشاط من هياكل الدماغ العميقة في تصرف لا تزال تمثل تحديا تقنيا ، خاصة إذا كان يجب استهداف الهياكل بشكل نمطي. يصف هذا البروتوكول التقنيات الجراحية والفيزيولوجية الكهربية الملائمة التي تحافظ على رأس في المستوى التجسيمي وتعزل بشكل لا لبس فيه النشاط المتصاعد للخلايا العصبية المفردة. يجمع البروتوكول بين تقييد رأس القوارض التنبيهية ، والمراقبة المتجاورة مع أقطاب الماصة الدقيقة ، وحقن الصبغة الأيونية لتحديد موقع الخلايا العصبية في علم الأنسجة اللاحق. في حين أن كل من هذه التقنيات راسخة في حد ذاتها ، يركز البروتوكول على تفاصيل استخدامها المشترك في تجربة واحدة. يتم الجمع بين هذه التقنيات الفيزيولوجية العصبية والتشريحية العصبية مع المراقبة السلوكية. في المثال الحالي ، يتم استخدام التقنيات المدمجة لتحديد كيفية ترميز حركات الاهتزاز ذاتية الإنشاء في نشاط الخلايا العصبية داخل المهاد الحسي الجسدي. بشكل عام ، من السهل تكييف هذا البروتوكول لمراقبة نشاط الخلايا العصبية بالتزامن مع مجموعة متنوعة من المهام السلوكية في الفئران والفئران الأخرى. بشكل حاسم ، يسمح الجمع بين هذه الأساليب للمجرب بربط الإشارات الفيزيولوجية العصبية المحددة تشريحيا بالسلوك.
مراقبة نشاط الخلايا العصبية في حيوان في حالة تأهب تشارك بنشاط في مهمة السلوكية أمر بالغ الأهمية لفهم وظيفة وتنظيم الجهاز العصبي. وقد تم تسجيل خارج الخلية من النشاط الكهربائي من وحدات الخلايا العصبية واحدة لفترة طويلة أداة الأساسية لنظم علم الأعصاب وما زال على نطاق واسع في استخدام في الوقت الحاضر. تتوفر مجموعة متنوعة من أنواع القطب وتكوينات اعتمادا على المطالب العلمية والتقنية للتجربة معينة. مزروع مزمنة ميكرودريفيس أو وغالبا ما تستخدم صفائف الكهربائي في الحيوانات تتحرك بحرية، بما في ذلك الطيور والقوارض، والرئيسيات غير البشرية 1-4. بدلا من ذلك، وغالبا ما تستخدم الاختراقات الحادة مع المعدن أو الزجاج الميكروية عبر مياداة مجهرية الخارجي لتسجيل من الحيوانات تخدير أو تقييد الرأس. زجاج كهربائي ممص مكروى لديها ميزة أنها يمكن أن تستخدم في juxtacellular أو "خلية المرفقة" التكوين لعزل لا لبس فيهنشاط الخلايا العصبية واحدة دون مضاعفات ارتفاع اللاحق الفرز 5. هذه الأقطاب مزيد يسمح التسجيل من الخلايا التي تم تحديدها تشريحيا أو المواقع، لأنها يمكن أن تستخدم لحقن دائع صغيرة من الصبغة أو تشريحي عصبي استشفاف، أو حتى لملء سجلت الفرد الخلية. وقد تم تطبيق هذا التكوين بنجاح في الجرذان والفئران والطيور 6-10. وتركز تقنية وصفها حاليا على مراقبة juxtacellular والودائع صبغ خارج الخلية في حالة تأهب، الفئران ضبط النفس الرأس. لاحظ أنه على عكس خلية واحدة juxtacellular يملأ، هذه الودائع صبغ لا تقدم معلومات حول مورفولوجيا الخلايا أو إسقاطات محور عصبي 11، لكنها تمكين التوطين التشريحي الدقيق إلى ما يقرب من 50 ميكرون، وخطيرة، ولها عائد أعلى بكثير في الحيوانات تنبيه. المعلومات المتعلقة خلية واحدة juxtacellular يملأ مع ذلك يتم توفير كاستراتيجية بديلة لوضع العلامات التشريحية.
وباختصار، فإنيتكون البروتوكول من ثلاث مراحل رئيسية. في المرحلة الأولى، وتأقلم الفئران على ضبط النفس في الجسم جورب القماش (الشكل 1) على مدى فترة من 6 أيام. في المرحلة الثانية، وهو جهاز مساند الرأس (الشكل 2) وغرفة تسجيل تزرع جراحيا مثل هذه أن الفئران يمكن الحفاظ في الطائرة التجسيمي خلال عدة جلسات تسجيل اللاحقة (الشكل 3)؛ يتيح هذا الإجراء المجرب لاستهداف مناطق معينة دون القشرية من الدماغ للدراسة الكهربية على أساس مرجعية معيارية تنسق 12. المرحلة الثالثة تتضمن وضع الفئران في رقصة المناسبة لإجراء التجارب السلوكية والكهربية (الشكل 4)، بناء القطب من أنبوب الكوارتز الشعرية (الشكل 5)، مما يجعل التسجيلات العصبية juxtacellular أن عزل لا لبس فيه وحدة واحدة 6-9، و بمناسبة locati التشريحيةعلى الموقع تسجيل مع شيكاغو السماء الزرقاء صبغ (أرقام 6 و 7). يتم تنفيذ التسجيلات مع الرصد السلوكي في وقت واحد. ومع ذلك، فإن التفاصيل الفنية للسلوك يعتمد على الأهداف العلمية من كل تجربة، وبالتالي فهي خارج نطاق بروتوكول واحد. بعد الانتهاء من إجراء التجارب، والتي يمكن أن تتكرر في أيام متعددة، والموت الرحيم للحيوان. يتم استخراج الدماغ ومعالجتها وفقا للتقنيات القياسية تشريحي عصبي باستخدام الحقل مشرق أو مضان المجهر.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تنفيذ البروتوكولات التجريبية خارجا على إناث فئران لونغ إيفانس (250-350 ز) وفقا لرعاية الحيوان واستخدام المبادئ التوجيهية المنصوص عليها اتحاديا وتمت الموافقة من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو.
1. التأقلم الفئران على الجسم ضبط النفس
ملاحظة: ضع الفئران على نظام غذائي مقيدة. إطعام الفئران مرة واحدة يوميا مباشرة بعد كل دورة المعالجة اليومية للتأقلم الفئران على ضبط النفس (موضح أدناه). توفير تغذية كافية للحفاظ على الحيوانات في 80٪ من وزنه الأولي. هذا المبلغ هو ما يقرب من 6 غرامات من الأعلاف يوميا لمدة 250 غ أنثى طويل ايفانز الفئران.
2. غرس غرفة تسجيل وجها لضبط النفس آلية
3. رصد Juxtacellular من وحدات الخلايا العصبية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الوحدات العصبية في بطني الخلفي وسطي (VPM) المهاد ترميز مرحلة حركة شعرة أنفية أثناء المولدة ذاتيا الخفق 15،16. ويبين الشكل 7A عينة النشاط ارتفاعه وحدة المهادية VPM كما الفئران والخفق بنشاط. ويبين الشكل 7B الرسم البياني للارتفاع مرات محاذاة إلى المرحلة حظية من شعرة أنفية حركة 17. وهناك المزيد من المسامير خلال مرحلة التراجع من الخفقان. بعد التسجيل، وصفت موقع وحدة عبر الرحلان الشاردي شيكاغو السماء الصبغة الزرقاء، كما هو مبي...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بناء رقصة التجريبية
تم حذف وصف الأجزاء الميكانيكية المستخدمة لبناء رقصة التجريبية (الشكل 4) من البروتوكول، كما أنه يمكن بناؤها في مجموعة متنوعة من الطرق. في هذا المعيار مظاهرة تستخدم البصريات الميكانيكية أجزاء والمشابك دعم لتركيب شريط الرأس ضبط النفس وضبط النفس أنبوب الجسم (انظر قسم المواد). أجزاء مماثلة البصريات الميكانيكية يمكن أن تستخدم لتركيب حا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تعلن المؤلفين أنه ليس لديهم المصالح المالية المتنافسة.
نحن ممتنون للمعاهد الكندية للبحوث الصحية (منحة MT-5877) ، والمعاهد الوطنية للصحة (منح NS058668 و NS066664) ، والمؤسسة الأمريكية الإسرائيلية ثنائية القومية (منحة 2003222) لتمويل هذه الدراسات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| كيتاسيت (كيتامين هيدروكلورايد) | فورت دودج | N / A | |
| Anased (محلول Xylazine) | Lloyd Laboratories | N / A | |
| Betadyne (Povidone-Iodine) | صيدلية CVS | 269281 | |
| Loctite 495 | Grainger Industrial Supply | 4KL86 | 20-40 cp cyanoacrylate |
| Vetbond | 3M | 1469SB | |
| Grip الأسمنت مسحوق | Dentsply | Intl 675571 | لقاعدة غرفة التسجيل |
| سائل الأسمنت | Grip Dentsply Intl | 675572 | لقاعدة غرفة التسجيل |
| هلام السيليكون | Dow Corning | 3-4680 | |
| مسحوق الأكريليك لإصلاح طقم الأسنان النفاث | Lang Dental Manufacturing Co. | غير متاح | لتأمين جهاز مسند الرأس إلى الجمجمة |
| Ortho-Jet سريع المعالجة سائل راتنج الأكريليك لتقويم | Lang Dental Manufacturing Co. | N / A | لتأمين جهاز تقييد الرأس بالجمجمة |
| شيكاغو السماء الزرقاء | سيجما | C8679 | |
| Paraformaldehyde | Sigma | 158127 | للتروية وتثبيت |
| الأنسجة محلول ملحي مخزن بالفوسفات | Sigma | P3813 | للتروية وتثبيت الأنسجة |
| السيتوكروم C | Sigma | C2506 | لتلوين السيتوكروم أوكسيديز ، < قوي>الشكل 7< / قوي> |
| ديامينوبنزيدين | سيجما | D5905 | لتلوين السيتوكروم أوكسيديز ، <قوي>الشكل 7< / قوي> |
| جورب الفئران | خياطة أنيقة (سان دييغو ، كاليفورنيا) | N / A | مخصص ، <قوي> الأشكال 1 ، 4< / قوي > |
| أنبوب PVC 2 ½ ؛ " | شركة البلاستيك الأمريكية | 34108 | <قوي>الشكل 4< / قوي> |
| مصغر D دبابيس ومآخذ TE | Connectivity | 205089-1 | الشكل 3< / قوي> |
| سلك موسيقى من الفولاذ المقاوم للصدأ 0.010 "قطر | Precision Brand Products، Inc. | 21010 | الشكل 3< / strong> |
| إطار عقد تجسيمي | Kopf Instruments | موديل 900 | الشكل 3< / strong> |
| قضبان الأذن التجسيمية | Kopf Instruments | نموذج 957 | الشكل 3< / strong> |
| مناور Stereotaxic | Kopf Instruments | موديل 960 | الشكل 3< / قوي> |
| ½ لدغ الحفر مم | هنري شاين | 100-3995 | |
| مثقاب الأسنان الهادئ في الهواء | الغرب الأوسط للأسنان | 393-1600 | |
| الفولاذ المقاوم للصدأ 0-80 &frac18 ؛ ” برغي | السحابة سوبر ستور | 247438 | <قوي>الشكل 3< / قوي> |
| 0.2 مل أنبوب الطرد المركزي | فيشر العلمي | 05-407-8A | <قوي> الشكل 3< / قوي> |
| مخصص لشريط تثبيت الرأس | UCSD SIO Machine Shop | N / A | مخصص ، <قوي> الأشكال 2 - 4< / قوي > |
| لوحة مخصصة لحمل الرأس | UCSD SIO Machine Shop | N / A | مصنوعة حسب الطلب ، <قوية> الأشكال 2 - 4< / قوية > |
| زاوية قائمة بعد المشبك | نيوبورت | MCA-1 | الأشكال 3 ، 4< / قوي> ؛ الأجزاء الميكانيكية البصرية القياسية للرقصة التجريبية (<قوية>الشكل 4< / قوي>) هي أيضا من شركة نيوبورت كورب. |
| 8-32 ¾ ” برغي | السحابة Superstore | 240181 | لضبط النفس ، <قوي > الشكل 3< / قوي> |
| 4-40 ¼ ؛ ” برغي | السحابة Superstore | 239958 | لتقييد الرأس ، <قوي>الأشكال 3 ، 4< / قوي> |
| الكوارتز الشعرية أنابيب | Sutter Instruments | QF-100-60-10 | الشكل 5< / قوي> |
| أكسيد الكربون مجتذب الليزر | أدوات Sutter | P-2000 | |
| أداة مناور دقيق بمحركات | Sutter Instruments | MP-285 | |
| مضخم القطب الكهربائي الدقيق | الأجهزة الجزيئية | Multiclamp 700B | الجزء البديل: الأجهزة الجزيئية Axoclamp 900A |
| مضخم القطب الصغير مرحلة رأس | الأجهزة الجزيئية | CV-7B | الجزء البديل: HS-9Ax10 مع الأجهزة الجزيئية Axoclamp 900A |
| محفز النبض المعزول | أنظمة AM | موديل 2100 | الجزء البديل: HS-9Ax10 مع الأجهزة الجزيئية Axoclamp 900A |
| مراقب الصوت | راديو شاك | 32-2040 | |
| حامل الماصة | وارنر إنسترومنتس | #MEW-F10T | الأجزاء البديلة: انظر <قوي>مناقشة، <قوي>الشكل 6A< / قوي> |
| سلك الرصاص | الكهربائي سلك كونر | NEF34-1646 | (اختياري) ، <قوي>الشكل 6D< / strong> |
| Relay لمكبر | الرأس COTO Technology | # 2342-05-000 | (اختياري) تستخدم مع لوحة دوائر مطبوعة مصنوعة حسب الطلب (UCSD Physics Electronics Shop) ، <قوي >الشكل 6A-C< / قوي > |
| كاميرا فيديو رقمية | Basler | A602fm | (اختياري) للمراقبة السلوكية ، <قوي>الشكل 7< / قوي> |
| Puralube مرهم بيطري | Amazon.com، Inc | NC0138063 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.