In vivo Control optogenético inalámbrico del comportamiento motor calificado

Diana L. Rodriguez-Munoz; Omar Jaidar; Marcela Palomero-Rivero; Mario A. Arias-Garcia; Gordon W. Arbuthnott; Violeta  G. Lopez-Huerta

doi:10.3791/63082

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Artículo de método

In vivo Control optogenético inalámbrico del comportamiento motor calificado

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DOI:

10.3791/63082

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22 de noviembre de 2021

Diana L. Rodriguez-Munoz¹ , Omar Jaidar² , Marcela Palomero-Rivero¹ , Mario A. Arias-Garcia³ , Gordon W. Arbuthnott⁴ , Violeta G. Lopez-Huerta¹

¹Institute of Cellular Physiology, National University of Mexico, ²Department of Neurosurgery, Stanford University, ³Facultad de Psicologia, National University of Mexico, ⁴Brain Mechanisms for Behaviour Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University

En este artículo

Resumen

El presente protocolo describe cómo utilizar la optogenética inalámbrica combinada con videografía de alta velocidad en una sola tarea de alcance a agarre de pellets para caracterizar los circuitos neuronales involucrados en el rendimiento del comportamiento motor hábil en ratones que se mueven libremente.

Resumen

Las habilidades motoras finas son esenciales en la vida cotidiana y pueden verse comprometidas en varios trastornos del sistema nervioso. La adquisición y realización de estas tareas requieren integración sensorio-motora e implican un control preciso de los circuitos cerebrales bilaterales. La implementación de paradigmas conductuales unimanuales en modelos animales mejorará la comprensión de la contribución de las estructuras cerebrales, como el cuerpo estriado, al comportamiento motor complejo, ya que permite la manipulación y el registro de la actividad neuronal de núcleos específicos en condiciones de control y enfermedades durante el desempeño de la tarea.

Desde su creación, la optogenética ha sido una herramienta dominante para interrogar al cerebro al permitir la activación o inhibición selectiva y dirigida de las poblaciones neuronales. La combinación de optogenética con ensayos conductuales arroja luz sobre los mecanismos subyacentes de funciones cerebrales específicas. Los sistemas inalámbricos montados en la cabeza con diodos emisores de luz (LED) miniaturizados permiten el control optogenético remoto en un animal que se mueve completamente libremente. Esto evita que las limitaciones de un sistema cableado sean menos restrictivas para el comportamiento de los animales sin comprometer la eficiencia de emisión de luz. El protocolo actual combina un enfoque de optogenética inalámbrica con videografía de alta velocidad en una tarea de destreza unimanual para diseccionar la contribución de poblaciones neuronales específicas al comportamiento motor fino.

Introducción

El comportamiento hábil motor está presente durante la mayoría de los movimientos realizados por nosotros, y se sabe que se ve afectado en varios trastornos cerebrales 1,2,3,4,5,6. La implementación de tareas que permitan estudiar el desarrollo, el aprendizaje y el rendimiento de movimientos hábiles es crucial para comprender los fundamentos neurobiológicos de la función motora, especialmente en modelos de lesiones cerebrales, trastornos neurodegen....