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La preparación de rebanada cerebral aguda es un sistema esencial de modelo experimental en Neurociencia. Aproximadamente la mitad de un siglo, esta plataforma permite estudios dinámicos funcionales del cerebro vivo en una amplia variedad de especies animales y regiones anatómicas del cerebro. Si el uso es bioquímica, proyección de imagen funcional, morfología y electrofisiología, es de suma importancia para garantizar una óptima integridad y viabilidad de los tejidos en rodajas. Es por ello que la preparación de la rebanada del cerebro roedores juveniles altamente resistente (es decir, menores de día postnatal 30 para ratones) ha sido el preferido hasta la fecha. La dificultad en la obtención de cerebro suficientemente sano rebanadas de adulto maduro y crianza de animales ha demostrado para ser un desafío formidable para la mayoría y ha impuesto severas limitaciones para el estudio de la arquitectura funcional del cerebro maduro. Esto es particularmente cierto para la abrazadera del remiendo de grabación, una técnica que requiere preservación morfológica y funcional excelente y es indispensable para la caracterización detalladas propiedades intrínsecas y sinápticas de las neuronas individuales identificadas. Durante las últimas décadas, la gran mayoría de electrofisiólogos de abrazadera del remiendo se ha basado en un método de 'protección corte' utilizando sacarosa-sustituido bajo Na+ aCSF1 para la preparación de rodajas de cerebro sano de juvenil y en mucho menor medida, los animales adultos jóvenes. Este método se basa en la premisa que afluencia de Na+ pasiva y entrada de agua posterior y celular inflamación durante el paso de corte de la rebanada es el insulto predominante que lleva a la pobre supervivencia de las neuronas, particularmente para las neuronas ubicadas en la capas superficiales que son más propensos a mantener el trauma directo del movimiento de la hoja. Sin embargo, el método de corte protector todavía deja mucho que desear para la preparación de rebanada de cerebro de animales adultos maduros independientemente de la formulación particular aCSF implementado.
Una solución simple pero efectiva a este problema ha sido descrito2,3,4,5,6 y denomina el método de corte de cerebro 'protección recuperación'. La versión original de este método utiliza un aCSF NMDG-sustituido, NMDG fue identificado como el más versátil y efectivo entre varios otros candidatos sodio iones sustitutos (como sacarosa, glicerol, colina y Tris). La formulación de los medios de comunicación fue reforzada por la adición de HEPES para resistir el edema de la rebanada del cerebro y proporcionan más fuerte pH buffer7, así como la adición de suplementos para contrarrestar los efectos perjudiciales del estrés oxidativo (tabla 1). Se determinó empíricamente que una incubación de recuperación inicial en baja Na+, baja Ca2 +, y alto Mg2 + NMDG aCSF inmediatamente después de corte de tejido de cerebro adulto era necesario y suficiente para mejora neuronal conservación sobre una amplia gama de regiones cerebrales, tipos de células y animales edad3,5,6.
En particular, las encarnaciones anteriores de lo que ahora es llamado el método de recuperación protección pueden encontrarse en la literatura1,8,9,10,11,12, 13, aunque todo el potencial para maduros adultos y envejecimiento animal cerebro rebanada y parche abrazadera grabación no fue reconocida o demostrada en estos trabajos anteriores. Además, matizadas variaciones procesales siguen apareciendo en apoyo de aplicaciones experimentales4,14,15,16. El cuerpo colectivo de trabajo de estos numerosos grupos de investigación imparte alta confianza en la robustez del método de protección recuperación para la preservación de tejido mejorado. El método de recuperación protección NMDG ahora ha sido ampliamente adoptado y aplicado en numerosos estudios de investigación publicados utilizando preparaciones de rebanada de cerebro de animales adultos. Estos estudios de corte aguda palmo neocortical3,17,18, hipocampo15,19,20,21, estriado22 , 23 , 24, midbrain25,26,27,28,29y cerebelo30,31,32, 33 , regiones de 34 y una variedad de tipos de neurotransmisor y neuromodulador incluyendo glutamatérgica4,30, GABAérgico18,20,31,35 ,36, dopaminérgico24,29,37,38, colinérgicos14,37,38, 39, noradrenérgicas40y serotonergic27,28 neurotransmisión. El método está también bien adaptado para el control de optogenetic de la actividad neuronal en sectores derivados de animales transgénicos3,39 o siguiendo en vivo inyecciones virales17,27, 28,40,41,42,43, como bien como Ca2 + proyección de imagen funcional de la actividad neuronal2,44 ,45,46. Análisis de corto plazo plasticidad4,47,48 y diversas formas de plasticidad a largo plazo16,de35,48 han sido registrados. Un reciente estudio aplicó el método de recuperación protección NMDG para facilitar amplia y sistemática de sondeo de la conectividad sináptica en la corteza visual en rebanadas de cerebro de ratón adulto maduro usando el octopatch grabación configuración49 — un poderoso demostración de la utilidad y la robustez de este método. El método de recuperación protección incluso se ha aplicado con éxito en contextos experimentales previamente imprevistos, tales como, mejor preservación de la vasculatura y del pericitos en el cerebro cortical adulto rodajas50, abrazadera del remiendo de la grabación trasplantado las poblaciones interneurona en 1 a 1,5 años de Alzheimer ratón modelos20y un cerebro adulto rebanada del receptor tráfico ensayo51.
El siguiente protocolo describe los procedimientos paso a paso para implementar un método de protección recuperación NMDG optimizado de preparación de rebanada del cerebro para mejorar la viabilidad de las rebanadas de cerebro agudo. Se discuten los principios para la mejor preservación neuronal, así como la demostración de los beneficios claros de esta metodología para abrazadera de parche neurona múltiples complejos experimentos de grabación en rebanadas de cerebro de ratón transgénico adulto joven y adulto maduro rebanadas de cerebro humano neuroquirúrgica. El siguiente protocolo validado para ratones de 21 días de edad a más de un años de edad, así como por muestras neuroquirúrgicas humanas derivadas de pacientes adultos.