Control optogenético de la dinámica de la red del hipocampo

Comience con un corte de hipocampo de ratón que contenga las células piramidales diana conectadas a interneuronas sensibles a la luz modificadas genéticamente.

Coloque la rebanada en una cámara de grabación.

Coloque un potencial de campo local o electrodo LFP en la región deseada para registrar las oscilaciones theta, un tipo de actividad cerebral rítmica.

Usando un microelectrodo, parchee una celda piramidal cercana para registrar su actividad.

Coloque una luz de fibra óptica sobre el corte del hipocampo centrado en la región de grabación.

Envíe pulsos de luz azul a una frecuencia establecida al corte para activar los canales iónicos sensibles a la luz en la interneurona.

La activación provoca una afluencia de iones positivos, lo que lleva a la despolarización.

Esto desencadena la liberación de neurotransmisores inhibidores en la neurona piramidal, reduciendo así la excitabilidad.

La estimulación de la luz mejora la sincronización de las oscilaciones theta y la actividad sináptica de la neurona registrada, lo que sugiere una modulación efectiva de los ritmos neuronales.

En este procedimiento, coloque un electrodo LFP en el área del subículo CA1 y parchee una célula piramidal cercana en el hipocampo aislado de un ratón que expresa la opsina excitatoria sensible a la luz azul ChR2 en las interneuronas PV.

Coloque una guía de luz de fibra óptica sobre la preparación del hipocampo y céntrela en la región registrada. Use luz azul de una fuente LED para hasta la estimulación genética, que consiste en pulsos de luz de 10 a 20 milisegundos o comandos de voltaje de onda sinusoidal entregados a frecuencias theta. En la pinza de corriente, caracterizar la actividad de la celda registrada durante las oscilaciones theta espontáneas. Luego, inicie el protocolo de estimulación y registre las respuestas a la luz.

Observe que las oscilaciones de campo y la actividad sináptica en la neurona registrada se sincronizan cada vez más durante la estimulación optogenética, y que la estimulación rítmica de las células PV da como resultado un control robusto tanto de la frecuencia como de la potencia de las oscilaciones theta.