Was ist die Bedeutung der Untersuchung des extrazellulären Raums?

Der extrazelluläre Raum ist entscheidend für das Verständnis der Kommunikation und Funktion von Hirnzellen.

Wie funktionieren ionenselektive Mikroelektroden?

Sie messen spezifische Ionen in einer Lösung und ermöglichen eine detaillierte Analyse der Ionenkonzentrationen.

Was ist Tetramethylammonium (TMA)?

TMA ist eine quartäre Ammoniumverbindung, die als Tracer in Ionendiffusionsstudien verwendet wird.

Was sind die Hauptanwendungen dieser Methode?

Sie kann zur Untersuchung der Hirnphysiologie, von Arzneimittelwirkungen und neurodegenerativen Erkrankungen eingesetzt werden.

Kann diese Methode auf andere Arten von Geweben angewendet werden?

Ja, ähnliche Techniken können für die Verwendung in anderen biologischen Geweben angepasst werden.

Was sind die Grenzen dieser Studie?

Die Methode kann durch die spezifischen Bedingungen der Hirnschnittpräparation und die Genauigkeit der Ionenmessungen eingeschränkt sein.

Charakterisierung des extrazellulären Raums in einem Hirnschnitt mit ionenselektiven und Iontophorese-Mikroelektroden

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuroscience

0 views • 3:01 min • July 8th, 2025

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Beginnen Sie mit einer Aufnahmekammer mit einem gesicherten, dicken Hirnschnitt, der in künstliche Zerebrospinalflüssigkeit (aCSF) getaucht ist.

Dieser Gehirnschnitt enthält interstitielle Flüssigkeit und extrazelluläre Matrix, die den miteinander verbundenen extrazellulären Raum bilden, der die Gehirnzellen umgibt.

Tauchen Sie die ionenselektive Zweikanal-Mikroelektrode und die Iontophorese-Mikroelektrode in das aCSF ein.

Die ionenselektive Zweikanal-Mikroelektrode verfügt über einen Messkanal für Tetramethylammonium- oder TMA-Ionen und einen Referenzkanal, während die Iontophorese-Mikroelektrode eine TMA-Lösung enthält.

Die Iontophorese-Elektrode setzt TMA-Ionen frei, die zur ionenselektiven Mikroelektrode diffundieren.

Der Messkanal detektiert diese TMA-Ionen und erzeugt ein elektrisches Signal. Notieren Sie dies als Ausgangspunkt.

Führen Sie beide Elektroden in die Hirnscheibe ein und halten Sie sie leicht auseinander.

Während die TMA-Ionen durch den extrazellulären Raum diffundieren, gelangen sie zur ionenselektiven Mikroelektrode.

Nehmen Sie das Signal erneut auf und vergleichen Sie es mit der Basislinie, um die Eigenschaften des extrazellulären Raums zu analysieren, wie z. B. den Volumenanteil und den Grad der Verdrehung.

Legen Sie eine 400 Mikrometer dicke Hirnscheibe in die Aufnahmekammer und stellen Sie sicher, dass sie vollständig in den fließenden ACSF eingetaucht ist. Bewegen Sie als Nächstes sowohl die Iontophorese-Mikroelektrode als auch das ISM über das Interessenfeld auf der Hirnscheibe. Tauchen Sie beide Elektroden in das fließende ACSF, aber über der Scheibe. Versetzen Sie dann die Spannung sowohl für den Referenz- als auch für den Ionensensorkanal auf 0 Millivolt. Warten Sie, bis sich die Spannung in beiden Kanälen stabilisiert hat.

Markieren Sie auf dem Diagrammschreiber die Spannung, die am Ionenmesskanal des ISM gemessen wurde. Platzieren Sie anschließend die ISM- und Iontophorese-Mikroelektroden 200 Mikrometer tief in der Scheibe und 120 Mikrometer voneinander entfernt. Berechnen Sie die Spannungsdifferenz zwischen den TMA-Signalen, die im fließenden ACSF und im Gehirn gemessen werden, und geben Sie diesen Wert in das Volt-Millivolt-Feld in die Messelektrodenbox der Wanda-GUI ein.

Stellen Sie auf der linken Seite der GUI sicher, dass alle experimentellen Parameter korrekt eingegeben wurden. Starten Sie die Aufnahme, indem Sie auf "Erfassen" klicken, und lassen Sie sie eine vollständige Aufnahme erstellen. Nachdem Sie beide Mikroelektroden aus der Scheibe genommen haben, verwenden Sie den Diagrammschreiber, um jede Änderung zwischen der jetzt gemessenen Spannung und der vorherigen Messung zu bestimmen.