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Im Gehirn der Maus enthält die Amygdala Neuronen, die synaptische Verbindungen mit dem medialen präfrontalen Kortex oder mPFC-Neuronen bilden.
Nehmen Sie ein Amygdala-Hirnschnitt, in dem die mPFC-Neuronen einen lichtempfindlichen Kanal Rhodopsin exprimieren, das mit einem fluoreszierenden Protein fusioniert ist.
Legen Sie die Scheibe in eine Aufnahmekammer und visualisieren Sie sie unter einem Fluoreszenzmikroskop, um die mPFC-Neuronen zu lokalisieren.
Wechseln Sie in eine Hellfeldansicht und führen Sie eine Patch-Pipette ein, die eine interne Lösung enthält.
Üben Sie positiven Druck aus, um die Pipette in Richtung eines Amygdala-Neurons zu schieben.
Bei neuronalem Kontakt bildet sich ein Grübchen.
Saugen Sie so, um eine dichte Abdichtung zu bilden.
Setzen Sie das Saugen fort, um die Membran zu zerbrechen, und stellen Sie Kontakt mit dem Inneren der Zelle her.
Beleuchten Sie die Schnittscheibe, um das neuronale mPFC-Kanalrhodopsin zu aktivieren, das den positiven Ioneneinstrom, die Erzeugung von Aktionspotentialen und die Freisetzung von Neurotransmittern auslöst.
Die Neurotransmitter binden an postsynaptische Amygdala-Neuronenrezeptoren, was zu einem Ioneneinstrom und einer Stromerzeugung führt.
Zeichnen Sie den postsynaptischen neuronalen Strom auf, um die mPFC-Amygdala-Konnektivität zu analysieren.
Um das Patch-Mikroskop für die optogenetische Aktivierung von Fasern und Zellen vorzubereiten, zentrieren Sie die montierte Leuchtdiode (LED) auf den Lichtabgabeweg. Verwenden Sie einen Leistungsmesser, um die LED-Lichtintensität in der hinteren Brennebene und am Ausgang jedes Objektivs bei einer Wellenlänge von 470 Nanometern zu messen. Verwenden Sie eine Tabelle, um die Lichtintensität in Milliwatt pro Quadratmillimeter zu berechnen, und erstellen Sie eine Kalibrierungskurve für jedes Objektiv
.
Entnehmen Sie als Nächstes ein akutes Amygdala-Stück aus der Grenzflächenkammer und platzieren Sie es in der Schnittkammer, die am Mikroskop montiert ist. Positionieren Sie das Slice so, dass die Slice-Oberfläche in der Interface-Kammer nach oben zeigt, auch in der Aufzeichnungskammer nach oben. Die Scheibe mit frischem, sauerstoffreichem ACSF mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 2 Millilitern pro Minute durchtränken. Die Temperatur sollte etwa 31 Grad Celsius betragen. Schalten Sie die Leuchtstofflampe ein und wählen Sie die geeigneten Filtersätze für das spezifische exprimierte Fluoreszenzprotein aus. Nutzen Sie das 5x-Ziel, um sich einen Überblick zu verschaffen.
Öffnen oder verschränken Sie anschließend die Öffnung im Lichtweg des Mikroskops, je nach Bedarf für das Experiment. Um eine Patch-Aufzeichnung zu erhalten, füllen Sie eine Patch-Pipette mit interner Lösung und montieren Sie sie in den Elektrodenhalter. Üben Sie Überdruck auf die Patch-Pipette aus und senken Sie sie langsam in die Badlösung. Verwenden Sie dann unter visueller Kontrolle den Mikromanipulator, um die Patch-Pipette in die Scheibe zu senken. Nähern Sie sich dem interessierenden Neuron mit der Patch-Pipette von der Seite und von oben.
Lassen Sie den Überdruck ab, wenn die Pipette die Oberfläche der Zelle erreicht, was durch ein auf der Zelloberfläche sichtbares Grübchen angezeigt wird. Üben Sie Unterdruck aus, um eine Gigadichtung zu erhalten. Wenden Sie einen weiteren Sog an, um das Membranpflaster zu sprengen und die Ganzzellaufzeichnung zu erhalten. Stimulieren Sie als Nächstes die markierten Fasern mit der angeschlossenen LED, indem Sie Kanalrhodopsin mit Licht mit einer Wellenlänge von 470 Nanometern aktivieren und dabei elektrische Reaktionen der Zelle aufzeichnen.
Verwenden Sie für die synaptische Stimulation die digitalen Ausgänge der Datenerfassungssoftware, um die LED auszulösen. Stellen Sie die LED-Stimulationsintensität manuell ein. Wiederholen Sie die Stimulation mit einer geöffneten oder verengten Öffnung, je nach Bedarf für die nächste aufgezeichnete Zelle oder in Gegenwart bestimmter Prüfsubstanzen.