Bewertung der Hemisphärenlateralisierung mit bilateraler lokaler Feldpotentialaufzeichnung im sekundären Motorcortex von Mäusen

Diese Technik kann verwendet werden, um einige grundlegende Eigenschaften der interregionalen Elektrophysiologie für die Hemisphärenlateralisierung sowie die Konnektivität, Richtung und Kopplung zu überprüfen. Elektrophysiologische Messung ist eine empfindliche und effektive Methode zur Bewertung bei den Tieren, neuronale Aktivitäten. Dieses Protokoll bietet eine bessere Möglichkeit, in die Synchronisation von elektrischen Signalen zu stützen.

Das Verständnis des zugrunde liegenden Mechanismus einer möglichen veränderten Hirnlateralisierung bei der Pathogenese der Alzheimer-Krankheit kann neue Erkenntnisse über mögliche Biomarker für die Alzheimer-Behandlung liefern. Bestätigen Sie vor der Operation die Tiefe der Anästhesie der Maus, indem Sie eine Schwanz- oder Zehenzange mit Zangen durchführen. Als nächstes positionieren Sie die Maus im stereotaxic-Gerät, und fixieren Sie ihren Kopf.

Tragen Sie Salbe auf beide Augen auf, um sie feucht zu halten. Dann rasieren Sie den Kopf, und sterilisieren Sie den Bereich. Machen Sie einen kleinen Schnitt von 12 bis 15 Millimetern, in der Mitte des rasierten Bereichs.

Mit Zangen, ziehen Sie die Kopfhaut vorsichtig weg von der Mittellinie. Danach trennen Sie die Haut sanft, und entfernen Sie das Restgewebe. Reinigen Sie den Schädel mit wasserstoffperoxidbeschichteten Baumwollknospen.

Bohren Sie unter einem Stereomikroskop zwei kleine Löcher von einem bis 1,5 Millimeter großen Radien sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite des Schädels, um das Einsetzen der Aufnahmemikroelektroden in die M2-Bereiche zu ermöglichen. Entfernen Sie vorsichtig die Dura mater mit einer Wolframnadel. Legen Sie dann zwei separate Aufnahmemikroelektroden, gefüllt mit 0,5 Mol-Natriumchlorid, in die Löcher, in einem Winkel von 60 Grad, mit mechanischen Mikromanipulatoren.

Senken Sie bei LFP-Aufnahmen langsam die linken und rechten Glaselektroden auf die M2-Koordinaten. Zur Qualitätskontrolle testen Sie den Widerstand jeder Elektrode mit dem Differenzverstärker. Als nächstes stellen Sie den Aufnahmevorgang auf 0,1 Hertz Hochpass und 1000 Hertz Tiefpass mit 1000-facher Verstärkung ein.

Sammeln Sie die digitalisierten Roh-LFP-Daten in stabilem Zustand, für mindestens 60 Sekunden, wobei die Maus gleichmäßig bei zwei Atemzügen pro Sekunde unter Anästhesie atmet. Nach der Aufnahme die Elektroden langsam aus dem Gehirn heben. Speichern Sie die Daten und analysieren Sie offline mit der Analysesoftware.

Um eine Kreuzkorrelationsanalyse durchzuführen, klicken Sie in der Analysesoftware auf Analyse, dann auf Wellenformkorrelation, und importieren Sie die Daten. Weisen Sie als Nächstes ein Wellenformkanalsignal als ersten Kanal und den anderen als Referenz zu. Legen Sie die Breite als zwei fest, und versatz als 1.

Legen Sie anschließend die Dauer beider LFPs auf 100 Sekunden fest, indem Sie die Start- und Endzeit auswählen. Drücken Sie dann die Prozesstaste, um eine Kreuzkorrelationsanalyse durchzuführen. Klicken Sie auf Datei, exportieren Sie als, und speichern Sie dann die Kreuzkorrelationsergebnisse, die dem resultierenden Popupdiagramm im Textformat entsprechen.

Entfernen Sie anschließend die Korrelationswerte bei Zeitverzögerungen, die bei Null plus und minus 01 Sekunden liegen, und behandeln Sie dann den Rest der Kreuzkorrelationsdaten. Führen Sie die Daten in der Analysesoftware aus, um eine Kohärenzanalyse durchzuführen. Als Nächstes ordnen Sie die beiden LFP-Signale als ersten und zweiten Wellenformkanal an, und legen Sie dann den Blockgrößenwert auf 4096 fest.

Blockgröße bezeichnet die Anzahl der Datenpunkte, die im ersten für die reale Transformation verwendet werden. Je größer die Blockgröße, desto besser die Frequenzauflösung. Verschieben Sie die gepunkteten Linien manuell, um sicherzustellen, dass die Zeitgenauigkeit für Signale in beiden Kanälen als gleicher Zeitraum festgelegt wird.

Drücken Sie die Schaltfläche Bereich hinzufügen, um den Bereich zu laden und eine Kohärenzanalyse durchzuführen. Klicken Sie anschließend auf Datei und speichern sie unter, um die Kohärenzergebnisse zu speichern, die dem resultierenden Popup-Diagramm im Textformat entsprechen. Um zu sehen, ob die frühe Alzheimer-Krankheitspathologie die Fähigkeit der Hemisphärenlateralisierung beeinträchtigt, wurden extrazelluläre LFPs im linken und rechten M2 von APP/PS1-Mäusen und Wildtyp-Kontrollen aufgezeichnet und ihre Kreuzkorrelation analysiert.

Bei Wildtyp-Mäusen zeigten die Ergebnisse, dass sich die mittlere Korrelation zwischen der linken und rechten LFPs bei positiven Zeitverzögerungen signifikant von der bei negativen Zeitverzögerungen unterschied, was die Existenz hemisphärischer Asymmetrien in den M2-Bereichen der Wildtypkontrollen implizierte. Im Vergleich dazu zeigten die linken und rechten LFPs von APP/PS1-Mäusen eine höhere Synchronisierte in der Zeitdomäne, was auf eine Verringerung der Asymmetrie zwischen dem linken und rechten M2 hindeutet. Gamma-Oszillationen wurden dann aus den LFPs gefiltert und eine Kohärenzanalyse durchgeführt, um die Ähnlichkeit elektrischer Signale im Gamma-Frequenzbereich zu messen. Das Ergebnis zeigte, dass die Gamma-Kohärenz zwischen dem linken und rechten M2 in APP/PS1-Mäusen signifikant höher war als bei wildtypen Mäusen, was auf eine höhere Synchronisation hindeutet und folglich die Lateralisierung zwischen der linken und rechten M2 in APP/PS1-Mäusen reduziert.

Urethan ist giftig und krebserregend, also seien Sie bitte immer vorsichtig und befolgen Sie die Sicherheitsvorschriften, wenn Sie damit umgehen. Es ist sehr wichtig, die Tiefe der Anästhesie stündlich zu testen, um sicherzustellen, dass stabile LFPs aufgezeichnet werden. Der Aufzeichnungs- und Analyseprozess kann auf andere Hirnwege angewendet werden, insbesondere für Labore, die keine Systeme für Mehrkanalaufnahmen bei frei beweglichen Tieren haben.