在完整的成年斑马鱼大脑电生理记录
November 19th, 2013
本文介绍了如何在成年斑马鱼可以被固定，气管插管，并用于体内电生理实验，让录音和操作在一个完整的动物的神经活动。
该程序的总体目标是获得完整成年斑马鱼大脑中神经活动的体内记录。这是通过首先通过对 Trica Methyls sulfonate 进行沐浴获得固定的成年斑马鱼来实现的。第二步是插管固定的斑马鱼。
接下来，在 trica 麻醉下进行开颅手术，以提供进入大脑的通道。最后一步是将初级电极放置在开颅窗口内，这样可以记录细胞外的大脑活动。最终在体内。
成年斑马鱼的电生理学可用于显示不同的药理化合物或基因突变如何导致斑马鱼天然神经活动的改变。这种方法可以帮助回答发育生物学和神经生物学中关于大脑结构变化如何影响神经活动变化的关键问题，无论是在正常发育还是基因突变的情况下。一般来说，刚接触这项技术的人会很挣扎，因为必须格外小心，在不损伤脑组织的情况下只去除覆盖头部的一小部分骨板。
插管插管有助于将液体引入鱼中。这种设置提供了灵活性和坚固性，可以将套管最好地定位在动物的嘴里。对于此设置，请用剪刀或剃须刀片从 P 200 移液器吸头的宽端去除 1.5 厘米的切片。
接下来，将一根 6 厘米 x 1 毫米的管子插入减压阀中。然后将修改后的移液器吸头插入直径为 1/8 英寸的试管的一小部分。然后，可以使用管子将套管插入移液器吸头，以使用诱饵锁将移液器吸头固定到位。
在实验之前，用栖息地水冲洗大量装置，确保去除所有气泡。接下来，将 30 毫升 630 微摩尔 trica 溶液添加到开颅灌注装置中，并让 2 毫升溶液流过管道，以确保在充血开始时将 trica 输送给动物。对于主要的 profusion 设置，在第一根管中加入 50 毫升栖息地水。
然后将任何所需的实验化合物添加到剩余的每个试管中。之后，将套管装置放入插管底座的小孔中，将一条一英寸宽的 Kim 抹布扭成紧密的螺旋状，然后将其插入引流管，使 Kim 抹布在两端延伸。该组织将用作吸芯，以去除灌注的液体并防止插管底座内的液体积聚，从而干扰电生理记录。
接下来，将管子的一端插入培养皿的大孔中，让下端延伸到一个惰性培养皿中，该培养皿足够大，可以收集所有大量的废物。这个盘子将用作设置的流出容器。然后放置组织，使一端位于动物的腹部区域附近，并且下部延伸部分可以滴入培养皿中。
将这个完成的插管底座放在解剖显微镜附近。随后将套管的 lu 锁连接到 trican profusion 管。在此过程中，将 630 微摩尔 trica 溶液添加到 15 x 60 毫米的培养皿中，最多四分之三。
接下来，称量田野盘。这将用于固定动物，以便可以将进一步的麻醉注射到腹膜中。现在将动物浸入装有 trica 的盘子中，然后再次称量盘子。
然后通过从总重量中减去装满的盘子的重量来计算鱼的重量。让动物留在 trica 溶液中，直到它平静并且大多数运动停止。当鱼浸入 trica 溶液中时，使用含有 34 号针头的 NFI 注射器抽出足够的溴化铵，使每克鱼重有 1 微克。
鱼平静下来后，用一对宽镊子将鱼的尾巴转移到预先湿润的海绵上，并将其横向定位。接下来，将海绵和鱼放在解剖显微镜下。用冰棒棒握住鱼的背面。
然后腹膜间施用 pan keon bromide。现在使用细镊子。抓住鱼的下颚，迅速将动物转移到插管底座。
将动物背侧朝上放在蜡模上，以便可以将 1 毫米的套管插入口腔。接下来，使用细镊子纵鱼并张开套管周围的嘴。在我们的设置中。
底座设计了一个止动器，允许将套管插入鱼口 3 毫米。就位后，打开包含 trica 的重力进料灌注管。然后切下一段 3 平方厘米的 Kim 擦拭纸巾，并与栖息地水结合。
将组织放在动物身上以防止干燥。在解剖显微镜下，鱼准备好并等待进行开颅手术。这个区域看起来像位于眼睛后面的深色骨板。
接下来，将剪刀车的一个刀片插入板的边缘，并以足够的力推动它以穿透骨头而不会刺穿大脑。然后合上剪刀剪断骨头。之后，取出骨头进行电生理学记录。
关闭插管。停止旋塞并快速断开将插管底座连接到 trica 滴注的诱饵锁。将完整的插管装置移至电生理显微镜并将其连接到灌注系统。
打开栖息地、水并以每分钟 1 毫升的速度灌注约 1 小时。为了使用微型机械手清洗 trica，放置二次电极，以便电极尖端可以插入动物的鼻孔或上颚下方的凹陷处。随后，将初级电极针插入开颅手术口。
然后将针头插入组织，使尖端位于视镜内的相当浅的位置。电极的较深位置可能会导致在 5， 000 赫兹采样率下进行无间隙数据收集模式的小电信号，同时使用 0.1 kHz 的低通滤波器和 1 赫兹的高通滤波器。当栖息地水灌注至少 45 分钟时，开始记录电生理活动。
在添加实验药物之前至少 15 分钟记录天然活性的基线。在该实验中监测了成年斑马鱼的天然神经活动，该图显示了在整个记录期间视球的自发基线活动，振幅约为 2 至 10 毫伏。在将 15 毫摩尔 PTZ 引入系统后，自发性癫痫形式（如放电）在 5 分钟内开始发展。
持续暴露于 PTZ 会导致高达 15 毫伏的一致模式、大振幅放电，然后是更小、更频繁的活动爆发。在执行此程序时，重要的是要记住要有耐心，并在处理动物和进行开颅手术时花点时间。看完这段视频后，您应该对如何获得完整的成年斑马鱼大脑中神经活动的体内记录有一个很好的了解。
这是通过使用 profusion 系统并对固定的动物进行开颅手术来实现的。
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
概述
本文描述了一种获取完整成年斑马鱼大脑神经活动的体内记录程序。该方法包括固定、插管和开颅以便进行电生理实验。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 电生理学
- 动物模型
背景
- 斑马鱼是研究神经活动的有价值模型。
- 体内记录提供了对大脑功能的洞察。
- 电生理技术允许操作神经电路。
- 固定和插管对于成功的实验至关重要。
研究目的
- 开发一种可靠的体内神经记录方法。
- 增强对斑马鱼大脑活动的理解。
- 促进使用斑马鱼进行神经生物学的未来研究。
使用的方法
- 使用三卡甲磺酸盐进行沐浴固定。
- 对固定的斑马鱼进行插管。
- 在三卡麻醉下进行开颅。
- 定位主要电极以进行细胞外记录。
主要结果
- 成功固定和插管成年斑马鱼。
- 通过开颅接触大脑。
- 获得大脑活动的细胞外记录。
- 该方法允许操作和观察神经活动。
结论
- 所描述的程序对斑马鱼的体内研究有效。
- 这种方法可以推进神经电路和行为研究。
- 未来的研究可以在这种方法的基础上应用于各种应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
In vivo electrophysiological recording in intact adult zebrafish enables direct measurement of neural activity under physiologically relevant conditions, supporting mechanistic de-risking in neuropharmacology and genetic studies. This approach bridges the gap between larval and adult models, enhancing predictive confidence for target validation and compound evaluation in CNS drug discovery. The method's ability to monitor real-time neural responses to pharmacological agents positions it as a critical tool for early-stage portfolio triage and translational research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of neural circuit function and pharmacological response in a whole-organism context.
- Supports functional target validation by linking compound exposure or genetic mutation to neural activity changes.
- Facilitates mechanistic de-risking by distinguishing direct neural effects from systemic artifacts.
- Provides comparative data across developmental stages for translational continuity.
Screening & Assay Development
- Establishes a validated in vivo platform for quantitative assessment of CNS-active compounds.
- Delivers reproducible, extracellular neural activity readouts suitable for pharmacological screening.
- Enables standardized administration of multiple compounds via multitube perfusion for parallel testing.
- Supports assay scalability and platform reuse for diverse neuroactive agents.
Translational & Preclinical Research
- Aligns neural activity endpoints with disease-relevant phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from discovery through preclinical validation by enabling adult-stage neural assessment.
- Informs risk-adjusted advancement decisions by revealing compound effects in a mature vertebrate brain.
- Enhances predictive value for CNS drug candidates by modeling intact neural circuitry.
Pipeline & Workflow Integration
This method integrates into the discovery continuum from early target validation through lead identification and preclinical evaluation, particularly for CNS and neuroactive portfolios.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on neural circuit modulation and pharmacological impact in vivo.
- Screening: Provides quantitative, reproducible neural activity measurements for compound triage.
- Analytics: Enables statistical comparison of baseline and post-compound neural activity using defined electrophysiological metrics.
- Translational Research: Bridges larval and adult zebrafish data for biomarker alignment and disease modeling.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable in vivo electrophysiology platform adaptable to various neuropharmacology programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in CNS target validation.
- Operational Value: Standardizes in vivo neural recording for reproducibility and cross-study comparability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by providing early functional readouts.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of neuroactive compounds and genetic targets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in zebrafish handling, anesthesia, and microsurgical craniotomy.
- Demands specialized electrophysiology instrumentation and perfusion systems.
- Necessitates rigorous cross-team standardization for data comparability.
- Adaptation may be needed for different zebrafish strains or developmental stages.
- Careful handling is essential to avoid brain tissue damage and ensure data integrity.
