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Methodenartikel

Induktion einer Isoelektrischer Gehirn Staat die Auswirkungen der Endogene synaptische Aktivität auf neuronaler Erregbarkeit zur Untersuchung

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DOI:

10.3791/53576

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31. März 2016

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Verfahren führt langanhaltende in vivo intrazelluläre Aufnahmen von einzelnen Neuronen während physiologisch relevanten Hirnzustände und nach der vollständigen Abschaffung der laufenden elektrischen Aktivitäten, in einem isoelektrischen Zustand des Gehirns führt. Die physiologischen Konstanten des Tieres während des Übergangs zur künstlichen komatösen Zustand sorgfältig überwacht.

Zusammenfassung

Die Art und Weise Neuronen Prozessinformationen hängt sowohl von ihrer intrinsischen Membraneigenschaften und auf die Dynamik des afferenten synaptischen Netzwerkes. Insbesondere endogen erzeugten Netzwerkaktivität, die in Abhängigkeit von dem Zustand der Wachsamkeit stark variiert, moduliert signifikant neuronale Berechnung. Um zu untersuchen , wie verschiedene spontane Hirn Dynamik einzelner Neuronen "integrative Eigenschaften auswirken, entwickelten wir eine neue experimentelle Strategie bei der Ratte die darin besteht, mittels einer systemischen Injektion einer hohen Dosis von Natrium - Pentobarbital in vivo alle Hirnaktivität zu unterdrücken. Cortical Aktivitäten kontinuierlich durch kombinierte Elektrokortikogramm überwacht (ECoG) und intrazelluläre Aufnahmen werden zunehmend verlangsamt, zu einem stetigen isoelektrischen Profil führt. Diese extreme Gehirnzustand, die Ratte in einen tiefen komatösen setzen, wurde durch Messen der physiologischen Konstanten des Tieres während des gesamten Experiments sorgfältig überwacht. intrazellulärer recordings erlaubt es uns, die integrative Eigenschaften des gleichen Neuron in physiologisch relevanten kortikalen Dynamik, wie sie in den Schlaf-Wach-Zyklus, und wenn das Gehirn war völlig still begegnet eingebettet zu charakterisieren und zu vergleichen.

Einleitung

In Abwesenheit von irgendwelchen Umweltreize oder Verhaltens Aufgaben erzeugt der "Ruhe" brain einen kontinuierlichen Strom der elektrischen Aktivität, die von der Kopfhaut aufgenommen werden kann, wie elektroenzephalographischen (EEG) Wellen. Die intrazelluläre Korrelat dieser endogenen Hirnaktivität wird durch Hintergrundmembranspannungsschwankungen (auch bekannt als "synaptischen Rauschen") aus, die aus einer Kombination von erregenden und hemmenden synaptischen Potentiale zusammengesetzt sind, die die laufende Tätigkeit der zuführenden Netzwerke 1,2 reflektieren. Diese spontane Aktivität variiert in Frequenz und Amplitude mit den verschiedenen Staaten ....

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Protokoll

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien der Europäischen Union (Richtlinie 2010/63 / EU) und genehmigt von der Charles Darwin Ethikkommission für Tierversuche durchgeführt. Wir beschreiben hier das Verfahren, das wir routinemäßig in unserem Labor verwenden, jedoch können die meisten Schritte angepasst werden jeden spezifischen Bedürfnisse angepasst.

1. Chirurgische Vorbereitung

Hinweis: Alle Einschnitt und Druckstellen sollten immer wieder mit einem Lokalanästhetikum (Lidocain oder Bupivacain) infiltriert werden. Das vorliegende Verfahren ist ein Terminal aus, eine aseptische Zubereitung ist....

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Ergebnisse

Induzierende und einen isoelektrischen Zustand des Gehirns die Aufrechterhaltung ist eine heikle in vivo experimentelle Verfahren. Es ist erwiesen , ein mächtiges Werkzeug , um direkt die Auswirkungen der kortikalen Netzwerk - Aktivität auf die neuronale Erregbarkeit und Übertragungsfunktion zu untersuchen 29. Abbildung 1 zeigt die Multiparameter - Überwachung, einschließlich ECoG und vital Konstanten, der den physiologischen Zustand des Tieres vor

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Diskussion

Wir beschreiben hier eine neue Methode in vivo spontanen zerebralen elektrischen Aktivität zu unterdrücken sowohl auf Netzwerk und zellulärer Ebene. Dieses Verfahren führt zu einem extremen Zustand des Gehirns, bekannt als isoelektrischen komatösen 41. Aus klinischer Sicht ein solches electrocerebral Inaktivität ist die schwerste Abnormalität, die auf dem EEG zu sehen ist. Es ist vor allem mit einem irreversiblen Koma, bei allen Patienten in Zusammenhang gebracht , entweder zu sterben oder in einem W.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse aus der Fondation de France unterstützt, das Institut National de la Santé Et de la Recherche Médicale, der Pierre & Marie Curie Universität und das Programm "Investissements d'avenir" ANR-10-IAIHU-06.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Natrium-Pentobarbital-CentravetPentobarbital-Ketamin
500MerialImalgè ne 500
Fentanyl Janssen-CilagFentanyl
XylocainCentravetXylovet
Gallamine TriethiodidSigmaG8134
ECoG-VerstärkerA-M Systems AC-Verstärker, Modell 1700
Intrazellulärer VerstärkerMolecular DevicesAxoclamp 900A
DatenerfassungsschnittstelleCambridge Electronic DesignCED-Leistung 1401-3 
Datenanalyse-SoftwareCambridge Electronic DesignSpike2 Version 7
MikromanipulatorScientificaIVM-3000
KapillarabzieherNarishigePE-2
Kapillaren aus BorosilikatglasHarvard ApparaturGC150F-10
Silberdraht 0,125 mm (intrazelluläre Aufzeichnung)WPIAGT0525
Ag-AgCl-ReferenzPhymepE242
Silberdraht 0,25 mm (ECoG-Aufzeichnung)WPIAGT1025
BeatmungssystemMinerveAlpha Lab
Überwachung physiologischer ParameterDigicareLifeWindow Lite
HeizdeckeHarvard Apparatus507215
StereomikroskopLeicaM80
SchereFST15005-08
Pinzette Dumont #5FST11295-10
Pinzette Dumont #5SFFST11252-00
IP Polyurethan-Katheter - 0,43x0,69 mm   InstechBTPU-027
Silikon-ElastomerWPIKWIK-CAST
DentalbohrerNSKY1001151 und P496
Chirurgischer Kleber3Mvetbond

Referenzen

  1. Fatt, P., Katz, B. Some observations on biological noise. Nature. 166 (4223), 597-598 (1950).
  2. Brock, L. G., Coombs, J. S., Eccles, J. C. The recording of potentials from motoneurones with an intracellular electrode. J. Physiol. 117 (4), 431-460 (1952).
  3. Destexhe, A., Rudol....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Natrium-Pentobarbitalintrazelluläre AbleitungElektrokortikogrammzerebrale InaktivitätSuppression der synaptischen Aktivitätkomatöser ZustandMembranpotenzialBurst-Suppression