Optogenetics Identification of a Neuronal Type with a Glass Optrode in Awake Mice

这种方法可以帮助回答神经科学领域的关键问题，例如不同类型神经元的功能。这种技术的主要优点是，它可以用廉价且可获得的材料可靠地识别体内不同类型的神经元。我将与我们的技术人员 Shinji Muramoto 和我们实验室的助理教授 Lanlan 马一起演示该程序。

要开始此过程，请从支架的桶中轻轻拉出用于压力控制的钢管。通过钻孔加宽支架筒中销座侧的孔。然后，将不锈钢管放入孔中。

接下来，将用于 2.5 毫米直径密封垫圈的陶瓷分体式配合套筒插入孔中。在 L 形兔子上打一个孔，用环氧树脂粘合剂将电极支架的筒体贴在兔子上。随后，用螺丝将其连接到机械手上。

用铣刀将柱状电路板垫片做成长方体形状，准备定制的头柱，然后用锯子将其切割成两个头柱。然后，用铣刀将头柱的底部压平。手术前，用高压灭菌器对所有手术器械和头柱进行消毒。

用 70% 的酒精清洁立体定位框架和加热垫。接下来，麻醉鼠标并将其放置在加热垫上的立体定位框架中。在本实验中，使用了表达通道视紫红质-II 的抑制性神经元的转基因小鼠。

将牙齿放入咬合杆的孔中，轻轻拧紧鼻夹。随后，使用耳杆固定头部的两侧。当头部被耳杆正确固定后，拧紧鼻夹。

在眼睛上涂抹眼药膏。用小剪刀修剪头上的头发，并用葡萄糖酸氯己定棉签清洁头皮。然后，沿中线切开头皮并将其推到一边。

用蘸有 70% 酒精的棉签去除骨膜，让颅骨干燥。然后，将头柱连接到机械手上。使用机械手将头柱平放在前囟周围的头骨上。

四滴单体、一滴催化剂和一小小勺聚合物混合在一个小盘子上，并在冰箱中冷藏。在额骨和顶骨上涂抹牙科粘固剂，并将头柱固定在颅骨上。牙科粘结剂硬化后，将鼠标从立体定位框架中取出。

在裸露的皮肤上涂抹抗生素软膏，并注射美托咪定拮抗剂和抗生素的混合物。然后，将鼠标放在笼子里的加热垫上，直到它醒来，然后将其放回装有丰富的外壳笼中。要在目标大脑区域进行开颅手术以进行记录，请用浸有葡萄糖酸氯己定和 70% 酒精的棉签清洁颅骨。

用牙钻小心地在记录部位刮擦头骨。当骨头足够薄时，用手术刀的尖端切开并取出。然后在暴露区域周围涂抹牙科粘接剂，以加强颅骨。

牙科粘结剂硬化后，用硅胶覆盖裸露的大脑区域。然后，将动物放在笼子里的加热垫上，直到它醒来，然后将其放回笼子里。在进行电生理记录之前，让动物在开颅手术后恢复至少一天。

在进行电生理记录之前，使用电极拉拔器从硼硅酸盐玻璃毛细管制作一些玻璃移液器。用 10 毫摩尔 PBS 填充移液器。在一些记录中，将 2% 的神经生物素添加到 10 毫摩尔的 PBS 中。

接下来，将动物放入记录室中。将装满的玻璃移液器连接到定制的 optrode 支架上。将涂有氯化银的金属丝插入玻璃移液器中。

然后，将引脚连接到录音放大器的头部tage.随后，将带有氧化锆套圈的光纤跳线连接到光环支架上的分体式配接套管。将跳线推入套管中，直到密封垫圈的尖端接触到玻璃移液器的背面。

跳线提供来自 LED 的光，LED 由单通道 LED 驱动器控制。然后，去除开颅手术上的硅胶粘合剂。定期在大脑表面涂抹温盐水，以防止在录制过程中大脑表面干燥。

如有必要，用锋利的镊子去除硬脑膜。在这里，在清醒的 VGAT 通道视紫红质-II 小鼠的下丘中记录了刺突反应。在 VGAT 通道视紫红质-II 小鼠的下丘中，GABA 能神经元特异性表达通道视紫红质-II。

在清醒的小鼠中，GABA 能神经元和谷氨酸能神经元在受到光刺激时分别被激发或抑制。当光刺激通过玻璃电极传递时，它会在一些神经元中引起尖峰反应。相比之下，在其他神经元中，光刺激抑制了声音刺激引起的尖峰反应。

这些结果表明，玻璃 optrode 可以记录充分分离的单单元活动，并通过光可靠地刺激记录的神经元。开发后，这项技术为神经科学领域的研究人员探索不同类型的神经元如何在各个大脑区域的神经窝中工作铺平了道路。