يصف البروتوكول منهجية التسجيل خارج الخلية في القشرة الحركية (MC) للكشف عن الخصائص الكهربية خارج الخلية في الفئران الواعية التي تتحرك بحرية ، بالإضافة إلى تحليل بيانات إمكانات المجال المحلي (LFPs) والمسامير ، وهو أمر مفيد لتقييم النشاط العصبي للشبكة الكامنة وراء السلوكيات ذات الأهمية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تسجيل متعدد القنوات خارج الخلية في الفئران المتحركة بحرية
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
يهدف البروتوكول إلى الكشف عن خصائص إطلاق الخلايا العصبية وشبكة إمكانات المجال المحلي (LFPs) في الفئران التي تتصرف في تنفيذ مهام محددة من خلال ربط الإشارات الكهربية بالسلوك التلقائي و / أو المحدد. تمثل هذه التقنية أداة قيمة في دراسة نشاط الشبكة العصبية الكامنة وراء هذه السلوكيات. توفر المقالة إجراء مفصلا وكاملا لزرع القطب الكهربائي وما يترتب على ذلك من تسجيل خارج الخلية في الفئران الواعية التي تتحرك بحرية. تتضمن الدراسة طريقة مفصلة لزرع صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة ، والتقاط LFP وإشارات ارتفاع الخلايا العصبية في القشرة الحركية (MC) باستخدام نظام متعدد القنوات ، وتحليل البيانات اللاحق في وضع عدم الاتصال. تتمثل ميزة التسجيل متعدد القنوات في الواعية في أنه يمكن الحصول على عدد أكبر من الخلايا العصبية المتصاعدة والأنواع الفرعية العصبية ومقارنتها ، مما يسمح بتقييم العلاقة بين سلوك معين والإشارات الكهربية المرتبطة به. والجدير بالذكر أن تقنية التسجيل خارج الخلية متعددة القنوات وإجراء تحليل البيانات الموصوف في هذه الدراسة يمكن تطبيقها على مناطق أخرى من الدماغ عند إجراء تجارب على الفئران التي تتصرف.
المقدمة
تعكس إمكانات المجال المحلي (LFP) ، وهي عنصر مهم في الإشارات خارج الخلية ، النشاط المشبكي لمجموعات كبيرة من الخلايا العصبية ، والتي تشكل الشفرة العصبية لسلوكيات متعددة1. تعتبر المسامير الناتجة عن النشاط العصبي مساهمة في LFP وهي مهمة للترميز العصبي2. ثبت أن التغيرات في المسامير و LFPs تتوسط في العديد من أمراض الدماغ ، مثل مرض الزهايمر ، وكذلك العواطف مثل الخوف ، وما إلى ذلك.3,4. تجدر الإشارة إلى أن العديد من الدراسات قد أبرزت أن نشاط الارتفاع يختلف اختلافا كبيرا بين حالات اليقظة والتخدير في5. على الرغم من أن التسجيلات في المخدرة توفر فرصة لت....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم الحصول على جميع الفئران تجاريا وصيانتها في دورة مظلمة لمدة 12 ساعة / 12 ساعة (يضيء الضوء في الساعة 08:00 صباحا بالتوقيت المحلي) عند درجة حرارة الغرفة من 22-25 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 50٪ و 60٪. كان لدى الفئران إمكانية الوصول إلى إمدادات مستمرة من الطعام والماء. أجريت جميع التجارب وفقا للمبادئ التوجيهية لرعاية واستخدام المختبر في جامعة جنوب الصين للمعلمين ووافقت عليها لجنة أخلاقيات المؤسسية. تم استخدام ذكور الفئران C57BL / 6J الذين تتراوح أعمارهم بين 3-5 أشهر في التجارب.
1. تجميع نظام محرك الأقراص الصغيرة
- قم بتوصيل لوحين مصممين بالكمبيوتر باستخدام اثنين من المسامير والمسمار الذي يحمل محرك الأقراص الصغ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تم تطبيق مرشح تمرير عالي (250 هرتز) لاستخراج المسامير متعددة الوحدات من الإشارات الأولية (الشكل 6 أ). علاوة على ذلك ، تم التحقق من الوحدات المسجلة من MC للفأر العادي الذي تم فرزه بواسطة PCA (الشكل 7A-D) ، وتم تسجيل عرض الوادي ومدة الشكل الموجي للوحدات في MC للفأر. أظهرت النتائج أن كلا من عرض الوادي ومدة الشكل الموجي للخلايا العصبية الهرمية المفترضة MC (Pyn) في الفئران أعلى من تلك الموجودة في الخلايا العصبية الداخلية المفترضة (IN.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يعتبر التسجيل متعدد القنوات في الفئران حرة الحركة تقنية مفيدة في دراسات علم الأعصاب ، ولكن لا يزال من الصعب جدا على المبتدئين تسجيل الإشارات وتحليلها. في هذه الدراسة ، نقدم إرشادات مبسطة لصنع أنظمة القيادة الدقيقة وإجراء زرع الأقطاب الكهربائية ، بالإضافة إلى إجراءات مبسطة لالتقاط وتحليل الإشارات الكهربائية عبر برنامج فرز السنبلة وبرنامج تحليل البيانات الفسيولوجية العصبية.
بالنظر إلى أن جودة نظام محرك الأقراص الصغير المصنوع خصيصا تساهم بشكل كبير في الحصول على إشارات مستقرة ونوعية في ال.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
تم دعم هذا العمل بمنح من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (31871170 و 32170950 و 31970915) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية بمقاطعة قوانغدونغ (2021A1515010804 و 2023A1515010899) ، ومؤسسة قوانغدونغ للعلوم الطبيعية لمشروع الزراعة الرئيسية (2018B030336001) ، ومنحة قوانغدونغ: التقنيات الرئيسية لعلاج اضطرابات الدماغ (2018B030332001).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| رأس دبوس 2.54 مم | YOUXIN Electronic Co.، Ltd. | 1 × 5 | التقدم بطلب للحصول على محرك الأقراص الصغير المتحرك الذي يمكن أن ينزلق على شقاله. |
| Adobe Illustrator CC 2017 | Adobe | N / A | لتحسين الصور من GraphPad. |
| BlackRock Microsystems | Blackrock Neurotech | Cerebus | تتضمن هذه الأنظمة غطاء رأس وتحويل DA ومكبر للصوت والكمبيوتر. |
| الجوز النحاسي | دونغقوان غاوسي التكنولوجيا المحدودة | M0.8 الجوز النحاسي | الجوز يصلح موضع المسمار. |
| برغي نحاسي | Dongguan Gaosi Technology Co.، Ltd. | M0.8 × 11 مم برغي نحاسي | برغي يحمل محرك الأقراص الصغيرة المتحرك. |
| C57BL / 6J | قوانغدونغ Zhiyuan التكنولوجيا الطبية الحيوية المحدودة. | غير متاح | 12 أسبوعا من العمر. |
| أنبوب الطرد المركزي | Biosharp | 15 مل ؛ BS-150-M | لتخزين دماغ الفئران مع السكروز. |
| إجراء | مسبار هيكل الطلاء ، Inc. | 7440-22-4 | لتحسين جودة توصيل الرصاص بين دبابيس الموصل وأسلاك النيكل. |
| شريط رقائق نحاسية موصل | 3M | 1181 | لتقليل التداخل. |
| موصل | YOUXIN الالكترونية المحدودة | 2 × 10P | لتوصيل الرأس بنظام القيادة الصغيرة. |
| التيار المستمر التيار | المزود Maisheng | MS-305D | جهاز طاقة ل الآفة الإلكتروليتية. |
| أسمنت الأسنان | شنغهاي القرن الجديد لمواد طب الأسنان المحدودة | غير متاح | لإصلاح مصفوفات الأقطاب الكهربائية على جمجمة الفأر بعد الانتهاء من الزرع. |
| المحول التناظري الرقمي | Blackrock | 128-Channel | جهاز يقوم بتحويل البيانات الرقمية إلى إشارات تناظرية. |
| راتنجات الايبوكسي | Alteco | N / A | لتغطية المسامير. |
| Excel | Microsoft | N / A | لتلخيص البيانات بعد التحليل. |
| مقص العين | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co.، Ltd. | غير متاح | للجراحة أو قطع سلك النيكل الكروم. |
| ملقط غرامة | JiangXi YuYuan المعدات الطبية المحدودة | غير متاح | للجراحة. |
| ملقط | جيانغشي YuYuan المعدات الطبية المحدودة | غير | للجراحة أو تجميع نظام محرك الأقراص ميركو. |
| تجميد ميكروتوم | Leica | CM3050 S | قطع الماوس" ق الدماغ إلى شرائح |
| الأنابيب الشعرية السيليكا المنصهرة | تشنغتشو INNOSEP العلمية المحدودة. | TSP050125 | To بمثابة أنابيب توجيه لأسلاك Ni-chrome. |
| القطب الزجاجي الصغير | Sutter Instrument Company | BF100-50-10 | لتحديد المواقع المطلوبة للزرع باستخدام الحبر المملوء. |
| GraphPad Prism 7 | GraphPad | N / A | لتحليل النتائج وتصورها. |
| Polymicro | ذات الأنبوب التوجيهي | 1068150020 | لتحميل أسلاك Ni-chrome. |
| Headstage | Blackrock | N / A | أداة لإرسال الإشارات. |
| بالون الهيليوم | Yili المنتجات الاحتفالية المحدودة | 24 بوصة | لتعويض وزن المسرح ونظام القيادة الصغيرة. |
| الحبر | بحار القلم المحدودة. | 13-2001 | لتحديد المواقع المطلوبة للزرع. |
| صبغة اليود | قوانغدونغ Hengjian الصيدلانية المحدودة | غير متاح | لتطهير فروة رأس الفأر. |
| لينكومايسين في هيدروكلوريد وليدوكائين هلام هيدروكلوريد | هوبى كانغزتشنغ الصيدلانية المحدودة. | 10 جم | دواء يستخدم لتقليل الالتهاب. |
| شركة Meloxicam | Vicki Biotechnology Co.، Ltd. | 71125-38-7 | لتقليل آلام ما بعد الجراحة في الفئران. |
| معالجات دقيقة | Scientifica | Scientifica IVM Triple | لزرع مصفوفات الأقطاب الكهربائية. |
| المجهر | نيكون | كسوف Ni-E | التقط صورا لأقسام الدماغ |
| nanoZ | Plexon | nanoZ | لقياس المعاوقة أو إجراء التحليل الطيفي لمقاومة القطب الكهربائي (EIS) لمصفوفات الأقطاب الكهربائية الدقيقة متعددة القنوات. |
| NeuroExplorer | Plexon | NeuroExplorer | أداة لتحليل البيانات الفيزيولوجية الكهربية. |
| NeuroExplorer | Plexon ، الولايات المتحدة الأمريكية | N / A | البرمجيات. |
| سلك النيكل | الكروم شركة كاليفورنيا فاين واير | M472490 | 35 & م سلك نيكل الكروم. |
| فارز غير متصل | بالإنترنت Plexon | Offline Sorter | أداة لفرز الوحدات المتعددة المسجلة. |
| لوحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور | هانغتشو Jiepei تكنولوجيا المعلومات المحدودة | N / A | لوحة مصممة بالكمبيوتر. |
| Pentobarbital | Sigma | P3761 | لتخدير الفئران. |
| بنتوباربيتال الصوديوم | سيجما | 57-33-0 | لتخدير الفأر. |
| مضخة تمعجية | أطول | BT100-1F | جهاز يستخدم للتروية |
| بولي فورمالدهايد ؛ | Sangon Biotech | A500684-0500 | المكون الرئيسي للحل المثبت لتثبيت أدمغة الفئران |
| PtCl4 | تيانجين جينبولان غرامة الكيميائية المحدودة | 13454-96-1 | تحضير سائل طلاء الذهب. |
| سالين | قوانغدونغ Hengjian الصيدلانية المحدودة | غير متاح | لتنظيف جمجمة الفأر. |
| الأسلاك الفضية | Suzhou Xinye للإلكترونيات المحدودة | قطر 2 مم | تطبيق على الأقطاب الكهربائية الأرضية والمرجعية. |
| حفر الجمجمة | RWD Life Science | 78001 | لحفر فتحتين صغيرتين بعناية على جمجمة الفأر. |
| مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ | YOUXIN Electronic Co.، Ltd. | M0.8 × 2 | لحماية نظام الدفع الصغير وربط الأرض والأقطاب الكهربائية المرجعية. |
| جهاز التجسيم | RWD علوم الحياة | 68513 | لأداء الإحداثيات التجسيمية للقشرة الحركية الثنائية. |
| السكروز | داماو | 57-50-1 | لتجفيف أدمغة الفأر بعد التروية. |
| الغراء الفائق | Henkel AG & Co. | PSK5C | لإصلاح أنبوب التوجيه وسلك النيكل كروم. |
| جهاز التحكم في درجة الحرارة | Harvard Apparatus | TCAT-2 | للحفاظ على درجة حرارة المستقيم للماوس عند 37 درجة ؛ C |
| مرهم العين التتراسيكلين | قوانغدونغ Hengjian الصيدلانية المحدودة | غير متاح | لحماية عيون الفأر أثناء الجراحة. |
| الموضوع | Rapala | N / A | لربط البالون والرأس. |
| Vaseline | Unilever plc | N / A | لتغطية الفجوة بين مصفوفات الأقطاب الكهربائية وجمجمة الفأر. |
المراجع
- Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).
- Singer, W. Synchronization of cortical ac....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
