Name: Untersuchung der langfristigen synaptischen Plastizität im Interlamellar Hippocampus CA1 durch elektrophysiologische Feldaufzeichnung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 27 s
Description: Erfahren Sie die Untersuchung langfristiger synaptischer Plastizität im longitudinalen Hippocampus CA1 mittels elektrophysiologischer Feldaufzeichnung in vivo und in vitro. Diese Methode erleichtert die Erforschung neuronaler Mechanismen des Lernens und der Gedächtnisbildung.

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Diese Arbeit wurde vom Incheon National University (International Cooperative) Research Grant unterstützt. Wir danken Frau Gona Choi für die Unterstützung bei der Datenerhebung.

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<li>Sun, D. -g, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+term+potentiation%2C+but+not+depression%2C+in+interlamellar+hippocampus+CA1%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Long term potentiation, but not depression, in interlamellar hippocampus CA1.</a> Scientific Reports. 8 (1), 5187(2018).</li>
<li>Stepan, J., Dine, J., Eder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+optical+probing+of+the+hippocampal+trisynaptic+circuit+in+vitro%3A+network+dynamics%2C+filter+properties%2C+and+polysynaptic+induction+of+CA1+LTP%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional optical probing of the hippocampal trisynaptic circuit in vitro: network dynamics, filter properties, and polysynaptic induction of CA1 LTP.</a> Frontiers in Neuroscience. 9, 160(2015).</li>
<li>Milner, A. J., Cummings, D. M., Spencer, J. P., Murphy, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bi-directional+plasticity+and+age-dependent+long-term+depression+at+mouse+CA3-CA1+hippocampal+synapses%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Bi-directional plasticity and age-dependent long-term depression at mouse CA3-CA1 hippocampal synapses.</a> Neuroscience Letters. 367 (1), 1-5 (2004).</li>
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</ol>

Wir haben nichts zu verraten.

Das Protokoll demonstriert die Methode zur Induzieren der langfristigen synaptischen Plastizität in vivo sowie aus Hirnscheiben in der Längsachse CA1-CA1 des Hippocampus in vitro. Die skizzierten Schritte geben genügend Details für einen Experimentator, um LTP und LTD in einer Längs-Hippocampus-CA1-CA1-Verbindung zu untersuchen. Es ist Übung erforderlich, um die Fähigkeiten zu verbessern, die erforderlich sind, um Felderregererfolgreichpotenziale erfolgreich aufzuzeichnen.
Zusätzlich zur Notwe...

Der Hippocampus wurde in kognitiven Studien weit verbreitet1,2,3. Das Hippocampus-Lamellellennetz in der Querachse bildet die trisynaptische Schaltung, die aus den Dentate-Gyrus-, CA3- und CA1-Regionen besteht. Das Lamellennetz gilt als parallele und unabhängige Einheit4,5. Dieser lamellare Blickwinkel hat die Verwendung von Querausrichtung und Querscheiben sowohl für in vivo- als auch für in vitro elektrophysiologische Studien des Hippocampus beeinflusst. Angesichts aufkommender Forschungen wird die Lamell-Hypothese neu bewertet6 und auch das interlamellare Netzwerk des Hippocampus. In Bezug auf das hippocampale Interlamellar-Netzwerk wurde die CA3-Region seit langem untersucht7,8,9,10, aber die Längs-CA1-Hippocampus-Region hat bis vor kurzem relativ wenig Aufmerksamkeit. In Bezug auf das CA1-Interlamellar-Netzwerk haben sich die kurzfristigen synaptischen Eigenschaften entlang der dorsoventralen Längs-Hippocampus-Achse von Ratten als varial11erwiesen. Auch, Cluster von Hippocampus-Zellen, die auf die Phase und den Ort reagieren, wurden gefunden, systematisch entlang der Längsachse des Hippocampus bei Ratten angeordnet werden, unterziehen eine kurzfristige Gedächtnisaufgabe12. Auch, epileptische Anfallsaktivitäten wurden gefunden, um entlang des gesamten Hippocampus entlang der Längsachse13synchronisiert werden.
Die meisten Studien der Längs-CA1-Hippocampus-Region haben jedoch Input aus dem CA3 in die CA1-Regionen11,14,15verwendet. Mit einem einzigartigen Protokoll, um Längsschnitte im Gehirn herzustellen, demonstrierte unsere vorherige Arbeit die Assoziationskonnektivität von CA1-Pyramidenneuronen entlang der Längsachse und implizierte ihre Fähigkeit, neuronale Signalisierung effektiv zu verarbeiten16. Es muss jedoch festgestellt werden, ob die CA1-Pyramidenneuronen entlang der Längsachse ohne Quereingaben eine langfristige synaptische Plastizität unterstützen können. Dieser Befund kann einen weiteren Blickwinkel auf Untersuchungen zu neurologischen Fragen im Zusammenhang mit dem Hippocampus hinzufügen.
Die Fähigkeit der Neuronen, die Wirksamkeit des Informationstransfers anzupassen, wird als synaptische Plastizität bezeichnet. Synaptische Plastizität ist als zugrunde liegender Mechanismus für kognitive Prozesse wie Lernen und Gedächtnis17,18,19,20beteiligt. Langfristige synaptische Plastizität wird entweder als langfristige Potenzierung (LTP) nachgewiesen, die die Stärkung der neuronalen Reaktion darstellt, oder als Langzeitdepression (LTD), die die Schwächung der neuronalen Reaktion darstellt. Die langfristige synaptische Plastizität wurde in der Querachse des Hippocampus untersucht. Dies ist jedoch die erste Studie, die langfristige synaptische Plastizität in der hippocampalen Längsachse von CA1-Pyramidenneuronen zeigt.
Aufbauend auf einem Protokoll, das von Yang et al.16verwendet wurde, haben wir das Protokoll entworfen, um LTP und LTD in der hippocampalen Längsachse von CA1-Pyramidenneuronen zu demonstrieren. Wir verwendeten C57BL6 männliche Mäuse im Alter zwischen 5-9 Wochen für In-vitro-Experimente und 6-12 Wochen alt für In-vivo-Experimente. Dieser ausführliche Artikel zeigt, wie Längsschnitte des Hippocampus von Mäusen für In-vitro-Aufnahmen gewonnen wurden und wie In-vivo-Aufnahmen in der Längsachse aufgezeichnet wurden. Für In-vitro-Aufnahmen untersuchten wir die Richtungsspezifität der längsigen CA1-Synaptischen Plastizität, indem wir das septale und zeitliche Ende des Hippocampus ins Visier nahmen. Wir untersuchten auch die Schichtspezifität der längsigen SYNaptischen Plastizität CA1, indem wir aus den Schichtenorien und stratum radiatum des Hippocampus aufzeichneten. Für In-vivo-Aufnahmen untersuchten wir die Winkel, die am besten der Längsrichtung des Hippocampus entsprechen.
Anhand von in vivo- und in vitro extrazellulären Feldaufzeichnungen beobachteten wir, dass die längs verbundenen CA1-Pyramidenneuronen mit LTP und nicht mit LTD. Die Querausrichtung, an der sowohl CA3- als auch CA1-Neuronen beteiligt sind, unterstützt jedoch sowohl LTP als auch LTD. Die Unterscheidung in den synaptischen Fähigkeiten zwischen der Quer- und der Längsausrichtung des Hippocampus könnte spekulativ Unterschiede in ihrer funktionellen Konnektivität bedeuten. Weitere Experimente sind notwendig, um die Unterschiede in ihren synaptischen Fähigkeiten zu entschlüsseln.

<table><tbody><tr><td>Atropinsulfat, Salzmonohydrat, &ge; 97% (DC), kristallin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>5908-99-6</td><td>Gelagert im Exsikkator</td></tr><tr><td>Axon Digidata 1550B</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Calciumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td></td></tr><tr><td>Clampex 10,7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-Glukose &ge; 99,5% (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>50-99-7</td><td></td></tr><tr><td>Eyegel</td><td>Dechra</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isofluran</td><td>RWD Life Sciences</td><td>R510-22</td><td></td></tr><tr><td>Magnesiumchlorid-Hexahydrat, BioXtra, &ge; 99,0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7791-18-6</td><td></td></tr><tr><td>Matrixelektroden, Wolfram</td><td>FHC</td><td>18305</td><td></td></tr><tr><td>Multiclamp 700B Verstärker</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kaliumchlorid, BioXtra, &ge; 99.0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7447-40-7</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumphosphat monobasisch wasserfrei &ge; 99%</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>7778-77-0</td><td>Gelagert in Exsikkatorpumpe</td></tr><tr><td></td><td>Längere Präzisionspumpe Co., Ltd</td><td>T-S113& JY10-14</td><td></td></tr><tr><td>Silikonöl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>63148-62-9</td><td></td></tr><tr><td>Natriumbicarbonat, BioXtra, 99,5-100,5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchlorid, BioXtra, &ge; 99,5% (AT)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>Natriumphosphat monobasisch, Pulver</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7558-80-7</td><td></td></tr><tr><td>Saccharose, &ge; 99,5% (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>57-50-1</td><td></td></tr><tr><td>Temperaturregler</td><td>Warner Instruments</td><td>TC-324C</td><td></td></tr><tr><td>Wolfram-Mikroelektroden</td><td>FHC</td><td>20843</td><td></td></tr><tr><td>Urethan, &ge; 99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>51-79-6</td><td></td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Leica</td><td>VT-1200S</td><td></td></tr><tr><td>Wasserbad</td><td>Grant Instruments</td><td>SAP12</td><td></td></tr></tbody></table>

untersuchung der langfristigen synaptischen plastizität im interlamellar hippocampus ca1 durch elektrophysiologische feldaufzeichnung

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

Die Untersuchung der synaptischen Plastizität im Hippocampus konzentrierte sich auf die Nutzung des CA3-CA1-Lamellarers. Weniger Aufmerksamkeit wurde dem Längsinterlamellar-Netzwerk CA1-CA1 gewidmet. Kürzlich wurde jedoch eine Assoziation zwischen CA1-CA1 Pyramidenneuronen gezeigt. Daher muss untersucht werden, ob das Längsinterlamellar-Netzwerk CA1-CA1 des Hippocampus die synaptische Plastizität unterstützt.
Wir haben ein Protokoll entwickelt, um das Vorhandensein oder Fehlen einer langfristigen synaptischen Plastizität im interlamellalaren Hippocampus-CA1-Netzwerk unter Verwendung elektrophysiologischer Feldaufzeichnungen sowohl in vivo als auch in vitro zu untersuchen. Für in vivo extrazelluläre Feldaufnahmen wurden die Aufnahme- und Stimulationselektroden in einer septal-zeitlichen Achse des dorsalen Hippocampus in einem Längswinkel platziert, um felderregende postsynaptische Potenziale zu evozieren. Für extrazelluläre In-vitro-Feldaufzeichnungen wurden hippocampale Längsschnitte parallel zur septal-temporalen Ebene geschnitten. Aufnahme- und Stimulationselektroden wurden in den Schichtenorien (S.O) und der Schicht radiatum (S.R) des Hippocampus entlang der Längsachse platziert. Dies ermöglichte es uns, die Richtungs- und Schichtspezifität evozierter exzitatorischer postsynaptischer Potenziale zu untersuchen. Bereits etablierte Protokolle wurden verwendet, um Langzeitpotenzierung (LTP) und Langzeitdepression (LTD) sowohl in vivo als auch in vitro zu induzieren. Unsere Ergebnisse zeigten, dass das Längsinterlamellar-CA1-Netzwerk N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptor-abhängige Langzeitpotenzierung (LTP) ohne Richtungs- oder Schichtspezifität unterstützt. Das Interlamellar-Netz hatte jedoch im Gegensatz zum transversalen Lamellennetz keine signifikante Langzeitdepression (LTD).

Wir untersuchten die langfristige synaptische Plastizität von Längs-CA1-Pyramidenneuronen des Hippocampus mit extrazellulären Feldaufzeichnungen sowohl in vivo als auch in vitro. LTP und LTD sind Facetten der langfristigen synaptischen Plastizität, die in der Querachse des Hippocampus als unidirektional nachgewiesen wurden.
Wir haben hier gezeigt, dass es mit Längs-Hippocampus-Gehirnscheiben LTP in der CA1-Längsachse des Hippocampus gibt. Wir bereiteten Längsschnitte des Hippocampus entlang de...

Wir verwendeten Aufnahme- und Stimulationselektroden in Längs-Hippocampus-Gehirnscheiben und längs positionierten Aufnahme- und Stimulationselektroden im dorsalen Hippocampus in vivo, um extrazelluläre postsynaptische Potenziale zu evozieren und langfristige synaptische Plastizität entlang des Längsinterlamellars CA1.

Untersuchung der langfristigen synaptischen Plastizität im Interlamellar Hippocampus CA1 durch elektrophysiologische Feldaufzeichnung

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the ...

Langfristige synaptische Plastizität, insbesondere Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression wurden entlang der Querorientierung des Hippocampus umfassend untersucht. Es wurde auch entlang der Längsausrichtung betrachtet. Wenn es jedoch um die Längsausrichtung geht, wurde der Längsachse CA1 des Hippocampus in Bezug auf die synaptische Plastizität nur sehr wenig Aufmerksamkeit geschenkt.Eine frühere Veröffentlichung aus unserem Labor hat gezeigt, dass die CA1-Pyramidenneuronen des Hippocampus Assoziationsverbindungen bilden, die synaptische Plastizität unterstützen könnten. Für ein weiteres Verständnis dieses Protokolls wird empfohlen, dass Sie sich auf die vorherige Veröffentlichung mit der unten angegebenen Referenz beziehen. Injizieren Sie Urethan, um die Maus zu anästhesieren.Legen Sie die voll beeinte Maus auf ein Heizkissen, das auf 37 Grad Celsius eingestellt ist. Tragen Sie Augengel auf, um die Augen zu befeuchten. Fixieren Sie den Schädel der Maus fest mit der Augenklemme.Die Augenklemme gibt dem Experimentator bei chirurgischen Eingriffen die Freiheit der Beweglichkeit. Und es kann besonders nützlich sein für Experimente mit dem auditiven Kortex, sowie. Es muss jedoch se

investigating-long-term-synaptic-plasticity-interlamellar-hippocampus

Research

Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowissenschaften

Dieser Artikel beschreibt Verfahren zur Herstellung von Schnitten des Hippocampus von Ratten und transgenen Mäusen für die Untersuchung der synaptischen Veränderungen mit Gehirn Altern und altersbedingte neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer-Krankheit.

Vorbereitung der akuten Schnitten des Hippocampus von Ratten und transgenen Mäusen für das Studium der Synaptic Veränderungen während des Alterns und Amyloid-Pathologie

Ein vielschichtiger Ansatz zur Untersuchung funktionelle Veränderungen im Hippocampus Schaltung erläutert. Elektrophysiologischen Verfahren werden zusammen mit der Schädigung Protokoll Verhaltenstests und regionalen Dissektionsverfahren beschrieben. Die Kombination dieser Techniken können in ähnlicher Weise für andere Hirnregionen und wissenschaftlichen Fragen angewendet werden.

Untersuchungen über Veränderungen der hippokampalen Schaltung Funktion Nach Mild Traumatic Brain Injury

Die Herstellung von akuten Hirnschnitten aus isolierten hippocampi, sowie die gleichzeitige elektrophysiologischen Ableitungen von Astrozyten und Neuronen...

Dual-Elektrophysiologische Recordings synaptisch-evozierte astrogliale und neuronale Antworten in Acute Hippocampusschnitte

Das Video zeigt ein Verfahren zur Aufzeichnung des lokalen Feldpotentials (LFP) in hippocampus-entorhinalen Kortexschnitten der Maus. Die elektrische Stimulation erfolgt am CA3 stratum radiatum des Hippocampus, was zu Veränderungen des postsynaptischen Potentials am CA1 stratum pyramidale führt. Aufgezeichnet wird die kombinierte Änderung des Membranpotentials von CA1-Neuronen, die als lokales Feldpotential bezeichnet wird.

Aufzeichnung des lokalen Feldpotentials in hippocampus-entorhinalen Kortexschnitten der Maus

Dieses Video zeigt das Verfahren zum Einrichten eines Gehirnschnitts in einer Tauchkammer, um synaptische Aktivität aufzuzeichnen. Der Prozess umfasst die Befestigung der Scheibe auf Linsenpapier, die Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Flusses von künstlicher Zerebrospinalflüssigkeit (aCSF), um die Lebensfähigkeit der Neuronen zu gewährleisten, und die genaue Positionierung der Stimulations- und Aufzeichnungselektroden relativ zu einer bestimmten Gehirnregion. Dieser Aufbau ermöglicht...

Aufzeichnung exzitatorischer postsynaptischer Potentiale im neuronalen Feld in akuten Hippocampus-Schnitten

Dieses Video zeigt eine Methode zur Aufzeichnung von CA3-CA1 synaptischen Reaktionen in einem Hippocampus-Schnitt der Ratte. Es beschreibt die Schritte, die zum Platzieren der Stimulations- und Aufzeichnungselektroden auf dem Hippocampus-Schnitt und zur Messung des exzitatorischen postsynaptischen Feldpotentials (fEPSP) erforderlich sind, um die Stärke der synaptischen Reaktion zu beurteilen.

Aufzeichnung synaptischer Reaktionen von CA3-CA1 in einem Hippocampus-Schnitt der Ratte

Dieser Beitrag stellt eine komplette Methode für die Vorbereitung und die...

Verbesserte Zubereitung und Konservierung von Hippocampus Maus Slices für eine sehr stabile und reproduzierbare Erfassung der Langzeit-Potenzierung

Wir stellen ein detailliertes Protokoll für die Induktion von Langzeit-Potenzierung in der CA1-Region des Hippocampus und der anschließenden Trennung der Kern angereicherten Fraktionen aus dem tetanized Bereich der Scheibe. Dieser Ansatz kann verwendet werden, um abhängig Kernproteinimport in Zellmodellen von Lernen und Gedächtnis zu bestimmen Aktivität.

Isolierung der CA1 Kern angereicherten Fraktionen von Hippocampus-abhängigen Aktivität zu Nuclear Import von Synapto-Atom-Messenger Proteine ​​Studieren

Dieser Videoartikel beschreibt experimentelle Verfahren zur Untersuchung der Langzeitplastizität und ihrer assoziativen Prozesse wie synaptisches Tagging, Capture und Cross-Tagging in den CA1-Pyramidenneuronen unter Verwendung von akuten Hippocampusschnitten von Nagetieren.

Untersuchung von Synaptic Tagging / Erfassung und Lang Capture mit akuten Schnitten des Hippocampus von Nagetiere

Hier präsentieren wir ein Protokoll zur Aufzeichnung von rhythmischen neuronalen Netzwerk-Theta und Gamma-Oszillationen aus einer isolierten ganzen Hippocampus-Präparation. Wir beschreiben die experimentellen Schritte von der Extraktion des Hippocampus bis hin zu Details der Feld-, Einheits- und Ganzzell-Patch-Clamp-Aufnahmen sowie der optogenetischen Stimulation des Theta-Rhythmus.

Tuning in der Hippocampal Theta Band<em&gt; In vitro</em&gt;: Methoden für die Aufnahme aus dem isolierten Nagetier Septohippocampal Circuit

Dieses Protokoll beschreibt die Stabilisierung der Sauerstoffgehalt in einem kleinen Volumen der recycelten Puffer und methodischen Aspekten der Aufnahme aktivitätsabhängige synaptische Plastizität in getauchten akute hippocampal Scheiben.

Aufnahme synaptische Plastizität in akuten Hippocampal Scheiben gepflegt in einem kleinvolumigen Recycling - Perfusions- und untertauchen-Typ-Kammer-System

Erfahren Sie die Untersuchung langfristiger synaptischer Plastizität im longitudinalen Hippocampus CA1 mittels elektrophysiologischer Feldaufzeichnung in vivo und in vitro. Diese Methode erleichtert die Erforschung neuronaler Mechanismen des Lernens und der Gedächtnisbildung.

Untersuchung der langfristigen synaptischen Plastizität im Interlamellar Hippocampus CA1 durch elektrophysiologische Feldaufzeichnung (Video) | JoVE Journal

Untersuchung der langfristigen synaptischen Plastizität im Interlamellar Hippocampus CA1 durch elektrophysiologische Feldaufzeichnung

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