Name: Révéler la topographie des circuits neuronaux dans les multi-couleur (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-14T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 11 s
Description: Découvrez le traçage des circuits neuronaux in vivo avec des traceurs WGA-Alexa fluorescents. Cette méthode permet de visualiser les projections topographiques dans le cervelet, le cortex et la moelle épinière chez la souris avec une imagerie rapide et intense.

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<ol><li>Apps, R., Hawkes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebellar+cortical+organization%3A+a+one-map+hypothesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cerebellar cortical organization: a one-map hypothesis.</a> Nat. Rev. Neurosci. 10, 670-681 (2009).</li>
<li>Grishkat, H. L., Eisenman, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+the+spinocerebellar+projection+in+the+prenatal+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Development of the spinocerebellar projection in the prenatal mouse.</a> J. Comp. Neurol. 363, 93-108 (1995).</li>
<li>Mesulam, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMesulam%2C+M+%22Tracing+neural+connections+with+horseradish+peroxidase%22">Tracing neural connections with horseradish peroxidase</a>. , Wiley. New York. (1982).</li>
<li>Reeber, S. L., Sillitoe, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterned+expression+of+a+cocaine-+and+amphetamine+regulated+transcript+%28CART%29+peptide+reveals+complex+circuit+topography+in+the+rodent+cerebellar+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Neurology%22%5BJournal%5D)">Patterned expression of a cocaine- and amphetamine regulated transcript (CART) peptide reveals complex circuit topography in the rodent cerebellar cortex.</a> Journal of Comparative Neurology. , (2011).</li>
<li>Reeber, S. L., Gebre, S. A., Sillitoe, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+mapping+of+afferent+topography+in+three+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Brain.+Struct.+Funct%22%5BJournal%5D)">Fluorescence mapping of afferent topography in three dimensions.</a> Brain. Struct. Funct. , (2011).</li>
<li>Sillitoe, R. V., Stephen, D., Lao, Z., Joyner, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engrailed+homeobox+genes+determine+the+organization+of+Purkinje+cell+sagittal+stripe+gene+expression+in+the+adult+cerebellum%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Engrailed homeobox genes determine the organization of Purkinje cell sagittal stripe gene expression in the adult cerebellum.</a> J. Neurosci. 28, 12150-12162 (2008).</li>
<li>Sillitoe, R. V., Vogel, M. W., Joyner, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engrailed+homeobox+genes+regulate+establishment+of+the+cerebellar+afferent+circuit+map%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Engrailed homeobox genes regulate establishment of the cerebellar afferent circuit map.</a> J. Neurosci. 30, 10015-10024 (2010).</li>
<li>Vig, J., Goldowitz, D., Steindler, D. A., Eisenman, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compartmentation+of+the+reeler+cerebellum%3A+segregation+and+overlap+of+spinocerebellar+and+secondary+vestibulocerebellar+fibers+and+their+target+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Compartmentation of the reeler cerebellum: segregation and overlap of spinocerebellar and secondary vestibulocerebellar fibers and their target cells.</a> Neuroscience. 130, 735-744 (2005).</li>
<li>Vogel, M. W., Prittie, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Topographic+spinocerebellar+mossy+fiber+projections+are+maintained+in+the+lurcher+mutant%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Topographic spinocerebellar mossy fiber projections are maintained in the lurcher mutant.</a> J. Comp. Neurol. 343, 341-351 (1994).</li>
<li>Voogd, J., Broere, G., van Rossum, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+medio-lateral+distribution+of+the+spinocerebellar+projection+in+the+anterior+lobe+and+the+simple+lobule+in+the+cat+and+a+comparison+with+some+other+afferent+fibre+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Psychiatr.+Neurol.+Neurochir%22%5BJournal%5D)">The medio-lateral distribution of the spinocerebellar projection in the anterior lobe and the simple lobule in the cat and a comparison with some other afferent fibre systems.</a> Psychiatr. Neurol. Neurochir. 72, 137-151 (1969).</li>
<li>Wu, H. S., Sugihara, I., Shinoda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Projection+patterns+of+single+mossy+fibers+originating+from+the+lateral+reticular+nucleus+in+the+rat+cerebellar+cortex+and+nuclei%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Projection patterns of single mossy fibers originating from the lateral reticular nucleus in the rat cerebellar cortex and nuclei.</a> J. Comp. Neurol. 411, 97-118 (1999).</li>
</ol>

Pas de conflits d&#39;intérêt déclarés.

Nous avons décrit les détails chirurgicaux et techniques nécessaires à la réussite de traçage axonal et dendritique en utilisant un roman fluorescentes approche fondée sur des projections neurales étiquetage rapide dans le développement et la souris adulte. En utilisant WGA-Alexa, nous montrons comment les traceurs et marqueurs peuvent être utilisés pour analyser la topographie des circuits à motifs à haute résolution et en trois dimensions. Beaucoup de traceurs sont disponibles pour le traç...

<table border="1"><tbody><tr><td> Equipement / Réactifs </td><td> Modèle / Catalogue nombre </td><td> Société </td></tr><tr><td> Stérilisateur à billes </td><td> Modèle Steri 250 Cat. # 18000-45 </td><td> Outils Fine Science </td></tr><tr><td> Cauterizer </td><td> Cat. # 18000-00 </td><td> Outils Fine Science </td></tr><tr><td> Verre borosilicate capillaires </td><td> Cat. # 300056 </td><td> Harvard Apparatus </td></tr><tr><td> Verre double étage Micropipette Puller </td><td> Modèle 001-PC-10 </td><td> Narishige </td></tr><tr><td> Seringue micrométrique </td><td> Cat. # GS-1100 </td><td> Gilmont Instruments </td></tr><tr><td> Petit instrument stéréotaxique animaux </td><td> Modèle 940-A </td><td> Instrumentation Kopf </td></tr><tr><td> Manipulateur des électrodes </td><td> Modèle 960 </td><td> Instrumentation Kopf </td></tr><tr><td> Vetcare chambre </td><td> Cat. #340508 </td><td> Harvard Apparatus </td></tr><tr><td> Coussin chauffant </td><td> Cat. # 341241 </td><td> Harvard Apparatus </td></tr><tr><td> Leica DFC360 FX caméras </td><td> DFC360 FX </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica DFC490 caméra </td><td> DFC490 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica DM5500 microscope </td><td> DM5500 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica DFC3000 FX caméras </td><td> DFC3000 FX </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica MZ16 FA microscope </td><td> MZ16 FA </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Filtre CY3 </td><td> Modèle # 11600231 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Filtre FITC </td><td> Modèle # 11513880 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> A4 DAPI / filtre UV </td><td> Modèle # 11504162 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Germe de blé agglutinine, Alexa Fluor 488 conjugué </td><td> Cat. # W11261 </td><td> Invitrogen </td></tr><tr><td> Blé germ agglutinine, Alexa Fluor 555 conjugué </td><td> Cat. # W32464 </td><td> Invitrogen </td></tr></tbody></table>

révéler la topographie des circuits neuronaux dans les multi-couleur

Revealing Neural Circuit Topography in Multi-Color

Les circuits neuronaux sont organisés en fonction des cartes topographiques. Afin de visualiser l&#39;architecture circuit complexe, nous avons développé une approche de l&#39;étiquette de manière fiable la structuration globale de multiples projections topographiques. Le cervelet est un modèle idéal pour étudier l&#39;arrangement ordonné des circuits neuronaux. Par exemple, l&#39;organisation compartimentée du spinocérébelleuse fibres moussues s&#39;est avéré être un système indispensable pour l&#39;étude de la structuration des fibres moussues. Nous avons récemment montré que le germe de blé agglutinine (WGA), conjugué à Alexa 555 et 488 peut être utilisé pour tracer des projections spinocérébelleuses fibres moussues dans le développement et la souris adulte (al Reeber et al. 2011). Nous avons trouvé trois propriétés principales qui font les outils WGA-Alexa traceurs souhaitable pour l&#39;étiquetage des projections de neurones. Premièrement, les fluorophores Alexa sont intenses et leur luminosité permet d&#39;imagerie wholemount directement après traçage. Deuxièmement, WGA-Alexa traceurs étiquette toute la trajectoire du développement et les adultes projectio neuronesns. Troisièmement, WGA-Alexa traceurs sont rapidement transportés dans les deux directions rétrograde et antérograde. Ici, nous décrivons en détail la façon de préparer les traceurs et les autres outils requis, comment effectuer la chirurgie pour spinocérébelleuse traçage et la meilleure façon de projections d&#39;images tracées en trois dimensions. En résumé, nous fournissons un protocole étape par étape de traçage qui sera utile pour déchiffrer l&#39;organisation et la connectivité des cartes fonctionnelles, non seulement dans le cervelet, mais aussi dans le cortex, du tronc cérébral et la moelle épinière.

Nous fournissons un guide pratique pour la prestation des traceurs<em&gt; In vivo</em&gt; Et l&#39;utilisation de la voie spino-cérébelleuse comme un système modèle pour démontrer les étapes essentielles pour l&#39;analyse des circuits neuronaux réussie chez la souris. Nous décrivons en détail notre protocole polyvalent de traçage qui exploite le germe de blé agglutinine (WGA) conjugués à des fluorophores Alexa.

Révéler la topographie des circuits neuronaux dans les multi-couleur

Les circuits neuronaux sont organisés en cartes topographiques fonctionnelles. Afin de visualiser l'architecture complexe des circuits, nous avons développé une approche permettant de...

Cette procédure décrit un protocole de traçage in vivo polyvalent qui exploite la gluténine de germe de blé conjuguée à des fluorophores Alexa pour tracer les circuits neuronaux. Premièrement, une incision est pratiquée dans la région thoracique inférieure et la région lombaire supérieure, puis la fascia et les muscles spinaux superficiels sont sectionnés. La deuxième étape consiste à réaliser une laminectomie dorsale.Ensuite, l'électrode microscopique est installée et fixée au micromanipulateur. Suit l'injection sous pression de traceurs neuronaux dans la moelle épinière. La dernière étape de cette procédure consiste à assurer des soins postopératoires adéquats pendant la période de récupération et à laisser suffisamment de temps pour que les traceurs soient transportés dans l'ensemble des faisceaux ciblés.En fin de compte, des résultats peuvent être obtenus qui montrent l'organisation et la connectivité des cartes topographiques dans le cortex cérébelleux, le tronc cérébral et la moelle épinière grâce à la microscopie d'immunofluorescence. Le principal avantage de ce traceur par rapport aux traceurs existants comme le BDA ou le W-G-A-H-R-P est que les traceurs WGA Alexa sont suff

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Neuroscience

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Une question fondamentale dans notre compréhension des circuits corticaux est de savoir comment les réseaux dans différentes couches corticales codent l'information sensorielle. Ici, nous décrivons des techniques électrophysiologiques utilisant des électrodes laminaires multi-contact pour enregistrer une seule des unités et des potentiels de champ local et des analyses actuelles afin d'identifier les couches corticales.

L&#39;examen de transformation réseau local en utilisant l&#39;enregistrement multi-contact d&#39;électrode laminaire

Cet article présente une approche consistant à combiner photostimulation à balayage laser avec des enregistrements de cellules entières dans des souris transgéniques exprimant la GFP dans les populations limitées neurone inhibiteur. La technique permet de cartographie étendue et l'analyse quantitative des locaux des circuits synaptiques inhibitrices spécifiques des neurones corticaux.

Cartographie inhibitrice circuits neuronaux par balayage laser photostimulation

Les circuits neuronaux sont topographiquement organisée en compartiments fonctionnels avec des profils spécifiques moléculaires. Ici, nous fournissons les étapes pratiques et techniques pour révéler la topographie du cerveau planétaire grâce à une approche polyvalente wholemount coloration immunohistochimique. Nous démontrons l'utilité de la méthode utilisant la cytoarchitecture bien compris et les circuits du cervelet.

Immunohistochimie Wholemount de la topographie du cerveau révélatrice complexe

On décrit une méthode pour l'étiquetage des neurones avec des colorants fluorescents dans prédéterminées fonctionnels micro-domaines du néocortex. Tout d'abord, l'imagerie optique intrinsèque de signal est utilisé pour obtenir une carte fonctionnelle. Puis microscopie à deux photons est utilisée pour l'étiquette et les neurones d'image dans un domaine micro-de la carte.

Etiquetage des neurones ciblés dans une fonction spécifique à micro-domaine du néocortex par combinaison du signal intrinsèque et à deux photons d&#39;imagerie

Ce protocole décrit les reconstructions à grande échelle des populations neuronales sélectives, marquées après l'infection rétrograde avec un virus de la rage modifiée exprimant des marqueurs fluorescents, et des analyses indépendantes, impartiales grappe qui permettent la caractérisation complète des paramètres morphologiques parmi les sous-classes neuronales distinctes.

Reconstructions à grande échelle et indépendante, impartiale Clustering Basé sur Metrics morphologiques à Classifier Neurones dans les Populations sélectives

Ici, nous présentons une procédure pour effectuer une image à grande échelle Ca 2+ avec une résolution cellulaire à travers de multiples couches corticales chez des souris qui se déplacent librement. Des centaines de cellules actives peuvent être observées simultanément à l'aide d'un microscope à tête miniature couplé à une sonde de prisme implantée.

Multi-couche Cortical Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Imagerie dans les souris à mouvement libre avec des sondes prisme et microscopie à fluorescence miniaturisée

Lorsqu’elle est intégrée à une plaque de tête et à une conception optique compatible avec les microscopes à un ou deux photons, la lentille à microprisme présente un avantage significatif pour mesurer les réponses neuronales dans une colonne verticale dans diverses conditions, y compris des expériences bien contrôlées dans des états de tête fixe ou des tâches comportementales naturelles chez des animaux en mouvement libre.

Imagerie à long terme de populations neuronales identifiées à l’aide de microprismes chez des animaux se déplaçant librement et avec la tête fixe

Les zones sensorielles primaires du néocortex présentent des activités spontanées uniques au cours du développement. Cet article décrit comment visualiser les activités neuronales individuelles et les zones sensorielles primaires pour analyser les activités synchrones spécifiques à une zone chez des souris néonatales in vivo.

Visualisation in vivo de l’activité spontanée dans le cortex sensoriel d’une souris néonatale à une résolution d’un seul neurone

Ici, nous utilisons la HD-MEA pour approfondir la dynamique computationnelle des ensembles neuronaux à grande échelle, en particulier dans l’hippocampe, les circuits de bulbes olfactifs et les réseaux neuronaux humains. La capture de l’activité spatio-temporelle, combinée à des outils informatiques, fournit des informations sur la complexité des ensembles neuronaux. La méthode améliore la compréhension des fonctions cérébrales, identifiant potentiellement des biomarqueurs et des traitements...

Enregistrement et analyse de la dynamique d’ensemble neuronal multimodal à grande échelle sur un réseau de microélectrodes haute densité intégré au CMOS

Ici, nous présentons deux protocoles d’enregistrement par micro-électrocorticographie à haute densité (μEcoG) chez le rat et la souris, y compris les méthodes chirurgicales, d’implantation et d’enregistrement. Les enregistrements μECoG sont effectués en combinaison avec l’enregistrement de polytrodes laminaires dans le cortex auditif du rat ou avec la manipulation optogénétique de l’activité neuronale dans le cortex somatosensoriel de la souris.

Études multi-échelles du traitement cortical par intégration de polytrodes laminaires et d’optogénétique avec micro-électrocorticographie chez les rongeurs

Découvrez le traçage des circuits neuronaux in vivo avec des traceurs WGA-Alexa fluorescents. Cette méthode permet de visualiser les projections topographiques dans le cervelet, le cortex et la moelle épinière chez la souris avec une imagerie rapide et intense.

Révéler la topographie des circuits neuronaux dans les multi-couleur

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