Method Article

דוגמנות מהירה סריקה מחזורית Voltammetry נתונים מ חשמלית חשמלית דופמין ניטור נתונים באמצעות QNsim1.0

DOI:

10.3791/55595

June 5th, 2017

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במהירות voltammetry מחזורית לסרוק יכול לפקח על וירו דופאמין נוירוטרנסמינציה בהקשר של סמים, מחלות, מניפולציות ניסיוניות אחרות. עבודה זו מתארת ​​את יישום QNsim1.0, תוכנה לעיצוב תגובות דופמין מגורה חשמלית על פי המודל הנוירוביולוגי כמותי לכמת הערכות של שחרור דופאמין ודינמיקה reuptake.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

לדופאמינרג'יק (דרגי) מסלולים יש תפקיד חשוב במגוון רחב של פונקציות, כגון תשומת לב, מוטיבציה ותנועה. Dopamine (DA) מעורב במחלות והפרעות, כולל הפרעות קשב וריכוז, מחלת פרקינסון ופגיעה מוחית טראומטית. לפיכך, ד.ע.י. נוירוטרנסמינציה ושיטות ללמוד את זה הם עניין מדעי אינטנסיבי. ב vivo במהירות סריקה voltammetry מחזורית (FSCV) היא שיטה המאפשרת סלקטיבי ניטור שינויים ריכוז DA עם רזולוציה טמפורלית ומרחבית בסדר. טכניקה זו משמשת בדרך כלל יחד עם גירויים חשמליים של מסלולים דרגיים עולה לשלוט על זרימת דחף של דופאמין נוירוטרנסמינציה. למרות שפרדיגמת ההעברה הנוירוטרנסמיטית של ד"א יכולה לייצר תגובות ד"א חזקות עם מורפולוגיות ברורות, מה שהופך אותן לאמינות לניתוח קינטי, עדיין יש ויכוח רב על איך לפרש את התגובות במונחים של שחרור DA שלהם ו clearanרכיבי CE. כדי לענות על חשש זה, מסגרת נוירוביולוגית (QN) כמותית של נוירוטרנסמינציה DA מופעלת פותחה לאחרונה כדי ליצור מודל מציאותי של הדינמיקה של שחרור התרופה המחודשת והתחדשות במהלך תגובה מגרה של ה- DA. היסודות של מודל זה מבוססים על נתונים ניסיוניים של תדר נוי משופר של ד.ע. ועקרונות נוירוטרנסמיזציה שאומצו מקווים שונים של מחקר. מודל QN מיישמת 12 פרמטרים הקשורים שחרור משחרר DA ו reuptake דינמיקה לדגם תגובות DA. עבודה זו מתארת ​​כיצד לדמות תשובות DA באמצעות QNsim1.0 וכן פירוט העקרונות שיושמו כדי להבחין בשינויים באופן שיטתי בהוצאת הדופאמין הממריצה ובדינמיקה של החזרת הקליטה מחדש.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

דופאמין (ד"א) נוירוטרנסמינציה ממלא תפקיד חיוני תפקודים קוגניטיביים והתנהגותיים שונים, ואת תפקוד לקוי שלה מעורב בכמה מחלות נפוצות והפרעות. ככזה, חשוב לפתח שיטות מדויקות של למידה כמותית של נוירוטרנסמינציה DA ב vivo כדי להעריך כיצד משפיעה עצבי DA על הקשרים של מודלים של מחלות פרמקולוגיה סמים. סריקה מהירה voltammetry מחזורית (FSCV) מאפשר ניטור ב neivotransmission vivo DA עם רזולוציה מרחבית וטמפורלית בסדר. אמנם ניתן לעקוב אחר עצבי התערבות פיזיולוגית DA ער, מתנהג בחופשיות בעלי חיים, גירוי חשמלי של מסלולים דופאמינרגליים עולה בחיות הרדים יכול לייצר תגובות DA חזקים כי הם מקובלים על ניתוח קינטי משופרת של נוירוטר....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. התקנה, הכנת נתונים ושיגור QNsim1.0

  1. הורד "QNsim1.0.zip" (מסופק כתוסף) ולחלץ אותו לספרייה הרצויה.
  2. הכן נתונים מגרה בתגובה DA עבור מודלים עם התוכנה על ידי ארגון גיליון אלקטרוני שבו כל עמודה מכילה תגובה DA זמני כדי להמיר ריכוז μ M DA. שמור קובץ זה (.xlsx) לאותה ספרייה כמו קבצי התוכנית.
    הערה: הגיליון האלקטרוני יכול להכיל מספר תגובות בניסוי בודד או במספר מחקרים המכילים מספר קבוע של תגובות (ראה "Sample.xlsx" לדוגמה).
  3. פתח את תוכנת ס....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כלול בתוכנה הם נתונים דגימה של נתונים נוירוטרנסמטיים המתקבלים מהסטריאטום הגבי של החולדה (מחקר 1) והגרעין המצטבר (מחקר מס '2), שנאסף לתוך "Sample.xlsx". הגיליון האלקטרוני מכיל את נתוני ריכוז ה- DA של התגובות הבסיסיות ל -60 הרץ, 10 שניות ו -5 גירויים ותגובה ל -60 הרץ, 5 גירויים של 35 דקות לאחר ניהול מעכב ה- methylphenidate (MPH) (10 mg / Kg, ip). הנתונים המעוררים של תגובות התובעת המחוזית מאורגנים בעמודות, כפי שמוצג באיור 3 , המשמשת תבנית לארגון נתונים ל.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

השימוש ב- FSCV כדי ללמוד ב- vivo מגרה את ההעברה הנוירונלית של ה- DA שמקורו בשנות השמונים 30 ועדיין ממשיך להיות מקור עשיר לנתוני ההעברה העצביים של vivo עם רזולוציה מרחבית וזמנית שאין דומה לה. תגובות DA מעוררות משקפות איזון מורכב של שחרור DA וחזרתו מחדש, המאופננים על ידי גירויים חשמליים עצמם. מודל QN משלבת עקרונות מחקר נוירוטרנסמינציה עכשווית למודל ב vivo מגורה נתונים נוירוטרנסמינציה DA במונחים של שחרור דינמי הנחות reuptake

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מכירים במכון השיקום של UPMC לתמיכה בעבודה זו.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
MATLAB R2016a עבור Mac Mathworks
QNsim1.0תוכנה למידול נתוני FSCV באמצעות מסגרת QN
חבילת תוכנה פנימית של

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Taylor, I. M., et al. Kinetic diversity of dopamine transmission in the dorsal striatum. J Neurochem. 133 (4), 522-531 (2015).
  2. Harun, R., Grassi, C. M., Munoz, M. J., Torres, G. E., Wagner, A. K. Neurobiological model of stimulated dopami....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Fast scan Cyclic VoltammetryDopamine NeurotransmissionQNsim1 0 SoftwareElectrical StimulationDopamine ReleaseDopamine ReuptakeStriatal DopamineNucleus AccumbensDorsal StriatumParameter Modeling

Related Articles