Le cerveau aigu de souris tranche pour étudier l’activité spontanée de réseau hippocampal

Alexander  C. Whitebirch

doi:10.3791/61704

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Article de méthode

Le cerveau aigu de souris tranche pour étudier l’activité spontanée de réseau hippocampal

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DOI :

10.3791/61704

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28 août 2020

Alexander C. Whitebirch¹

¹Department of Neuroscience, Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, Columbia University

Dans cet article

Résumé

Ce protocole décrit la préparation des tranches horizontales de cortex hippocampal-entorhinal (HEC) des souris présentant l’activité spontanée d’ondulation d’onde forte. Les tranches sont incubées dans une chambre de rétention d’interface simplifiée et les enregistrements sont effectués dans des conditions submergées avec un fluide céphalo-rachidien artificiel à écoulement rapide pour favoriser l’oxygénation des tissus et l’émergence spontanée de l’activité au niveau du réseau.

Résumé

Le tranchage aigu du cerveau des rongeurs offre une approche expérimentale tractable pour mieux comprendre l’organisation et la fonction des circuits neuronaux avec résolution à cellule unique à l’aide d’électrophysiologie, de microscopie et de pharmacologie. Cependant, une considération majeure dans la conception des expériences in vitro est la mesure dans laquelle différentes préparations de tranche récapitulent des modèles naturalistes de l’activité neuronale comme observé in vivo. Dans le cerveau intact, le réseau hippocampal génère une activité de population hautement synchronisée reflétant l’état comportemental de l’animal, comme en illustrent les complexes d’ondulation à ondes vives (SWR) qui se produisent pendant les états de consommation éveillés ou le sommeil non paradoxal. Les DTS et d’autres formes d’activité réseau peuvent émerger spontanément dans des tranches hippocampiques isolées dans des conditions appropriées. Afin d’appliquer la boîte à outils puissante tranche de cerveau à l’étude de l’activité du réseau hippocampal, il est nécessaire d’utiliser une approche qui optimise la santé des tissus et la préservation de la connectivité fonctionnelle au sein du réseau hippocampal. Les souris sont transcardially perfusées avec le fluide céphalo-rachidien artificiel à base de saccharose froid. Les tranches horizontales contenant l’hippocampe sont coupées à une épaisseur de 450 μm pour préserver la connectivité synaptique. Les tranches se rétablissent dans une chambre de style interface et sont transférées dans une chambre submergée pour les enregistrements. La chambre d’enregistrement est conçue pour la superfusion à double surface du liquide céphalo-rachidien artificiel à un débit élevé afin d’améliorer l’oxygénation de la tranche. Ce protocole donne des tissus sains adaptés à l’étude de l’activité réseau complexe et spontanée in vitro.

Introduction

La mesure électrophysiologique à partir de tranches hippocampiques vivantes in vitro est une approche expérimentale puissante avec de nombreux avantages. L’expérimentateur peut utiliser un microscope, des micromanipulateurs et un système d’enregistrement pour visualiser et recueillir directement les mesures des neurones individuels dans le tissu. Les tranches de tissu sont également très accessibles à la photostimulation ou à l’administration de médicaments pour des expériences optogénétiques, chimiogénétiques ou pharmacologiques.

Le réseau hippocampal génère une activité de population hautement synchrone in vivo, visible ....