Die extrazelluläre Aufnahme neuronaler Aktivität in Kombination mit Microiontophoretic Anwendung von neuroaktiven Substanzen in Awake Mäuse

Zusammenfassung

Wir stellen Methoden zur Konstruktion von Elektroden vor, um gleichzeitig extrazelluläre neuronale Aktivität aufzuzeichnen und mehrere neuroaktive Substanzen in der Nähe der Aufzeichnungsstellen bei wachen Mäusen freizusetzen. Diese Technik ermöglicht die detaillierte Analyse mutmaßlicher lokaler synaptischer Eingaben an das interessierende Neuron.

Zusammenfassung

Unterschiede in der Aktivität von Neurotransmittern und Neuromodulatoren und folglich verschiedene neuronale Reaktionen können zwischen narkotisierten und wachen Tieren gefunden werden. Daher sind Verfahren ermöglicht die Manipulation von synaptischen Systeme in wach Tiere erforderlich, um den Beitrag der synaptischen Eingaben neuronalen Verarbeitung unbeeinflußt von Anästhetika zu bestimmen. Hier stellen wir Methoden zur Konstruktion von Elektroden gleichzeitig extrazelluläre neuronale Aktivität aufzuzeichnen und mehrere neuroaktive Substanzen freisetzen in der Nähe der Aufzeichnungs Seiten in wach Mäusen. Durch diese Verfahren kombiniert, führten wir microiontophoretic Injektionen von Gabazin selektiv zu GABA - _A - Rezeptoren in Neuronen des Colliculus inferior von Kopf-gezügelt Mäuse blockieren. Gabazin erfolgreich Nervenreaktionseigenschaften wie beispielsweise die Frequenzantwortbereich und Stimulusspezifische Anpassung modifiziert. Somit zeigen wir, dass unser Verfahren geeignet sind, recording Single-Unit-Aktivität und für die Rolle der spezifischen Neurotransmitter-Rezeptoren in auditorischen Verarbeitung sezieren.

Die Haupteinschränkung des beschriebenen Verfahrens ist die relativ kurze Aufnahmezeit (~ 3 h), die durch die Höhe der Gewöhnung des Tieres zu den Aufnahmen bestimmt. Auf der anderen Seite können mehrere Aufnahmen in demselben Tier durchgeführt werden. Der Vorteil dieser Technik gegenüber anderen experimentellen Verfahren verwendet, um das Niveau der Neurotransmission oder Neuromodulation (wie systemische Injektionen oder die Verwendung von optogenetische Modelle) zu manipulieren, ist, dass die Arzneimittelwirkung auf die lokalen synaptischen Eingaben in das Zielneurons beschränkt. Darüber hinaus ermöglicht die kundenspezifische Herstellung von Elektroden Einstellung bestimmter Parameter entsprechend der neuralen Struktur und Art des Neurons von Interesse (beispielsweise der Spitze Widerstand zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnis der Aufnahmen).

Einleitung

Das Zusammenspiel von neuronalen Erregung und Hemmung ist von grundlegender Bedeutung für die Verarbeitung von Sinnesinformationen ^1. Es ist auch bekannt , dass der Anästhesie einen starken Einfluss auf die Dynamik der kortikalen Aktivierung hat und das zeitliche Muster der synaptischen Eingänge ^2,3. Beispielsweise wurde beobachtet , daß Anästhetika die Dauer visuell hervorgerufenen Reaktionen in kortikalen Neuronen ^3,4 verändern. Darüber hinaus unterscheidet sich das Verhältnis zwischen erregenden und hemmenden synaptischen Eingänge in narkotisierten und wachen Tieren ^4,5, zu verändern sowohl evozierten und spontanen Aktiv....

Protokoll

Alle experimentellen Verfahren wurden an der Universität von Salamanca mit der Zustimmung durchgeführt und unter Verwendung von Methoden, um die Standards der konformen, der Universität von Salamanca Animal Care Committee sowie die Standards der Europäischen Union (Richtlinie 2010/63 / EU) für die Verwendung von Tieren in der neurowissenschaftlichen Forschung.

1. Wolframelektroden

Anmerkung: Die Herstellung von Wolframelektroden basiert auf der ursprünglichen Technik beschrieben in Merrill und Ainsworth ²⁷ und Ainsworth et al ²⁸ durchgeführt und die Arbeitsplatzeinrichtung in Bullock beschrieben unter Verwendung et al<....

Ergebnisse

Wir nahmen die Single-Unit-Aktivität von 4 gut isolierte Neuronen des IC. Typische Signal-zu-Rausch - Verhältnisse bei der extrazellulären Aufzeichnungen in wach Mäusen sind in 3B gezeigt. 4A zeigt den Frequenzgang Bereich (FRA) jedes Neurons vor und während der Blockade der GABA _A -Rezeptoren mit Gabazin. Ein Inkrement in der Antwortstärke (spikes / Stimulus) sowie einer Verbreiterung der spektralen Verschiebung beobachtet. Das Inkrement in d.......

Diskussion

Die microiontophoresis von neuroaktiven Substanzen in wachen Tieren ist eine leistungsstarke Technik zur Sonde und die Rolle der spezifischen synaptischen Eingaben auf die Aktivität der einzelnen Neuronen ^40,41 sezieren. Noch wichtiger ist, ermöglicht dieses Verfahren die Bestimmung der Auswirkungen der Neurotransmitter und Neuromodulatoren auf neuronale Schaltkreise ohne die mögliche Störung von Anästhetika. Hier zeigen wir , dass die Anwendung von Gabazin in dem IC von wach Mäusen robust die Frequenzeinstel.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Wolframdraht	Harvard Apparatus LTD	33-0099	0,005 Zoll x 3 Zoll
Kapillare aus Borosilikatglas	Harvard Apparatus LTD	30-0053	Borosilikat-Standardwand ohne Filament, 1,5 mm AD, 0,86 mm ID, 100 mm lange
Multibarrel-Glaskapillaren	World Precision Instruments	5B120F-4	5-Zylinder-Kapillare, 4 Zoll lang, 1,2 mm Außendurchmesser, mit Filament
Diaplus	DiaDent	2001-2101	Lichthärtender Klebstoff zur Befestigung der Wolframelektrode an der Glas-Mehrlaufpipette
G-Bond	GC Corporation	2277	Lichthärtender Klebstoff zur Befestigung des Kopfpfostens am Schädel des Tieres
Charisma	Heraeus Kulzer	66000087	Lichthärtendes Komposit, das zur Verstärkung der Verbindung des Kopfpfostens mit dem Schädel
verwendet wird Araldit Cristal	Ceys		2-Komponenten-Exoxy, das verwendet wird, um die Befestigung der Wolframelektrode an der Glas-Mehrlaufpipette weiter zu sichern
Heizdecke	Cibertec	RTC1
Stereotaktischer Rahmen	Narishige	SR-6N	Modifiziert für Mäuse
Mikroiontophoretische Vorrichtung	Harvard Apparatus LTD	Neurophore BH-2	Inklusive IP-2-Iontophoresepumpen (eine für jeden Wirkstoffabgabekanal) und einem Balance-Modul
Multibarrel-Glaspipettenzieher	Narishige	Modell PE-21
LED-Lampe	Technoflux	CV-215	5 W, 430-485 nm
MicroFil	World Precision Instruments	MF34G-5	Flexible Kunststoffnadel, 34 AWG
Imalgene	Merial Ketamin		, 100 mg/mL
Rompun	Bayer		Xylazin, 20 mg/ml
Gabazin / SR-95531	Sigma	S106	Vorbereiten ~ 1000 μm; l 20 mM Gabazin in destilliertem Wasser und stellen Sie den pH-Wert auf 4