Actividad neural propagación en una preparación del hipocampo Desplegado con un penetrante Micro-electrodo de matriz

Resumen

Hemos desarrollado un hipocampo desplegada in vitro que conserva CA1-CA3 variedad de neuronas. En combinación con la matriz de micro-electrodo de penetración, la actividad neural puede ser monitoreado en ambas las orientaciones longitudinales y transversales. Este método proporciona ventajas sobre las preparaciones de cortes de hipocampo como la propagación en todo el hipocampo se pueden grabar simultáneamente.

Resumen

Este protocolo describe un método para preparar un nuevo en preparación hipocampo plana vitro combinado con una matriz de micro-mecanizado para mapear la actividad neuronal en el hipocampo. La preparación de cortes de hipocampo transversal es la preparación del tejido más común para estudiar la electrofisiología hipocampo. Una rebanada del hipocampo longitudinal también se desarrolló con el fin de investigar las conexiones longitudinales en el hipocampo. El hipocampo del ratón intactas también se pueden mantener in vitro debido a su grosor permite la difusión adecuada de oxígeno. Sin embargo, estas tres preparaciones no proporcionan acceso directo a la propagación de los nervios ya que algunos de los tejidos es falta o doblada. El hipocampo intacto desplegada proporciona tanto transversal y conexiones longitudinales en una configuración plana para el acceso directo al tejido para analizar la extensión completa de propagación de la señal en el hipocampo in vitro. Con el fin de controlar con eficacia la actividad neuronal de tque la capa de células, una costumbre hizo penetrar matriz de micro-electrodo (PMEA) se fabricó y se aplica al hipocampo desplegada. El PMEA con 64 electrodos de 200 m de altura podría registrar la actividad neuronal en el interior de el hipocampo del ratón. La combinación única de una preparación del hipocampo desplegada y la PMEA proporciona una nueva herramienta in-vitro para estudiar la velocidad y la dirección de propagación de la actividad neuronal en las dos dimensiones regiones CA1-CA3 del hipocampo con una elevada relación señal a ruido.

Introducción

La comprensión de la conducción neural o la propagación de señales neuronales es crucial para la determinación del mecanismo de la comunicación neural tanto en la función normal y condiciones patológicas en el cerebro ^1-3. El hipocampo es una de las estructuras más ampliamente estudiados en el cerebro, ya que juega papel fundamental en varias funciones cerebrales como la memoria, y el seguimiento espacial y participa en varios cambios patológicos que afectan drásticamente el comportamiento, así ^1,6. Aunque, el hipocampo exhibe una organización compleja, los diferentes elementos de su estructura se pueden identificar y acceder en la preparación r....

Protocolo

NOTA: Animal protocolos experimentales fueron revisados ​​y aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales institucional de la universidad. Ratones CD1 de cualquier sexo a la edad de P10 a P20 se utilizan en este estudio.

1. Soluciones de Cirugía Experimental y grabación

1. Preparar tampón normal de líquido cefalorraquídeo artificial (LCRa) que contiene (mM): NaCl 124, KCl 3,75, KH ₂ PO 4 1,25, MgSO ₄ 2, _NaHCO3 26, dextrosa 10, y CaCl ₂ 2. Utilice esta LCRa normal para la recuperación del tejido después de la disección, así como para el sistema de lavado al comienzo del experimento....

Resultados

Los datos mostrados en las figuras aquí se registraron en la preparación hipocampo desplegada con 4-AP (100 mM) LCRa añadido durante la incubación del tejido en la cámara de registro a TA (25 ° C). Normalmente la actividad comienza a los 5 minutos, pero en algunos tejidos del hipocampo de los animales de más edad puede tomar más tiempo. El disparo neuronal inducida por 4-AP observada con el PMEA es el mismo que se informó anteriormente ^14,15. Dado que los electrodos tienen una altura de 200 m, las puntas de l.......

Discusión

El desarrollo de la preparación hipocampo desplegada, donde los ejes longitudinales y transversales del hipocampo se conservan en combinación con una matriz de microelectrodos penetrante, proporciona una poderosa herramienta para investigar las conexiones anatomía o propagación neuronal en el hipocampo ^7. Este procedimiento de despliegue es también aplicable para el estudio de hipocampo en ratones adultos. Estudios recientes con esta preparación mostraron que la actividad epileptiforme inducida-4-AP podría pr.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
tarro desecador	LABRECYCLERS Inc.	5410	Coloque toallas de papel regulares en el fondo del frasco para uso con anestesia animal.
Una cuchilla y una etapa quirúrgica hecha a medida para desplegar el hipocampo	N/A	N/A	Una placa de Petri se coloca boca abajo (en el centro) en el hielo con un papel de filtro húmedo colocado encima de ella.
Cámara de recuperación de tejidos hecha a medida	N/A	N/A	Los tubos de plástico se pegaron con malla de plástico en la parte inferior y se burbujearon con un 95% de O2 / 5% de CO2 en el aCSF.
Funcionamiento recto  Tijeras	Fisher Scientific S17336B	Nº de instrumentos Medco:81995	Esta tijera se utiliza para     Decapita a los ratones.
Integra Miltex Goldman-Fox  Tijeras	Fisher Scientific	12-460-517                                              MILTEX INC                                                    No.:5-SC-320	Esta tijera se utiliza para cortar el cráneo de los ratones.
Miltex Pinzas de histerectomía	Claflin Equipo médico	CESS-722033-00001	Esta pinza se utiliza para pelar el cráneo cortado para exponer el cerebro
Micro espátula	Cardinal Health		Esta microespátula se utiliza para transferir todo el cerebro de una semiesfera a la cámara de regrabación.
Frey Scientific Stainless Steel Semi-Micro Spatula	Cardinal Health		esta semi micro espátula se utiliza para transferir el hipocampo desplegado al aCSF de glucosa en la cámara de recuperación.
pincel pequeño	Lowe's	tem #:  105657                                  Modelo #:  90219	El que tiene el tamaño más pequeño en un paquete de pinceles de pintura normal
Herramienta de ayuda de vidrio pulido al fuego	N/A	N/A	Esta herramienta fue pulida al fuego y fabricada con las pipetas de vidrio Pasteur normales.
Aguja de vidrio hecha a medida	N/A	N/A	Esta herramienta fue pulida al fuego y fabricada con las pipetas de vidrio Pasteur normales.
Herramienta de vidrio hecha a medida con un bucle de alambre de metal	N/A	N/A	Esta herramienta fue pulida al fuego y fabricada con las pipetas de vidrio Pasteur normales con un bucle de alambre de metal remodelado.
Gotero de solución de vidrio hecho a medida	N/A	N/A	Esta herramienta fue hecha con las pipetas de vidrio Pasteur regulares con sus puntas cortadas y una cabeza de goma unida con el extremo cortado.
Anclaje de tejido hecho a medida	N/A	N/A	La malla de fibra de nailon se pegó en un anillo de alambre de cobre aislado. El anclaje de tejido fue sostenido por un micromanipulador.
Matrices de microelectrodos fabricadas a medida	N/A	N/A	Para obtener más detalles sobre la matriz, consulte   Kibler, et al, 2011.
Circuitos de filtro y amplificadores hechos a medida para la matriz	N/A	N/A	Más detalles sobre la matriz, consulte  Kibler, et al, 2011.
Procesador de adquisición de datos 3400a	Microstar Laboratories	N/A	Este es un sistema completo de adquisición de datos con convertidor A/D.