כאן, אנו מתארים פרוטוקול להשראת פלסטיות ארוכת טווח של ריגוש פנימי עצבי בנוירוני ממסר מגרעין הגניקולט הצדדי הגבי הנשמר בפרוסות מוח ex vivo.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מתארים פרוטוקול להשראת פלסטיות ארוכת טווח של ריגוש פנימי עצבי בנוירוני ממסר מגרעין הגניקולט הצדדי הגבי הנשמר בפרוסות מוח ex vivo.
גרעין הגניקולט הגבי הצדדי (dLGN) נחשב זה מכבר כממסר בסיסי למידע חזותי העובר מהרשתית לאזורים בקליפת המוח, אך ממצאים אחרונים מצביעים על הערכת חסר של הפלסטיות התפקודית של התאים העיקריים של dLGN. עם זאת, המנגנונים התאיים התומכים בשינויים אלה לא נחקרו במלואם. כאן, אנו מדווחים על פרוטוקול לגרימת חיזוק ארוך טווח של ריגוש עצבי פנימי (LTP-IE) בתאי ממסר dLGN גביים מפרוסות מוח חריפות של חולדות צעירות. פלסטיות פנימית מושרית בדרך כלל במקביל לפלסטיות סינפטית. עם זאת, בתאי עצב dLGN, LTP-IE מושרה באופן אמין על ידי פעילות זינוק בתדר של 40 הרץ למשך 10 דקות. LTP-IE בנוירוני ממסר dLGN הוא ארוך טווח מכיוון שניתן לעקוב אחריו עד 40 דקות לאחר פרוטוקול האינדוקציה. לסיכום, תוצאות מחקר זה מספקות את הראיות הראשונות לאינדוקציה של פלסטיות פנימית בתאי ממסר dLGN, ובכך מצביעות עוד יותר על תפקידם של נוירונים תלמיים בפלסטיות חזותית תלוית פעילות.
המטרה הכוללת של מאמר שיטה זה היא לספק דרך פשוטה לגרום לפלסטיות ארוכת טווח של ריגוש עצבי בנוירונים תלמיים חזותיים של החולדה במבחנה, תוך שימוש במצב הזרם-מהדק הסטנדרטי של טכניקת מהדק התיקון1,2. הרציונל מאחורי פיתוח טכניקה זו הוא הפשטות והשחזור שלה. היתרון על פני טכניקות חלופיות, כגון גירוי של קלטים סינפטיים בשילוב או לא עם פוטנציאל פעולה פוסט-סינפטי המועבר בתזמון נתון, הוא האמינות שלו.
פלסטיות במערכת הראייה נחשבת באופן מסורתי כמתבטאת אך ורק ברמת קליפת המוח, בעוד שגרעין הגניקולט הגבי הצדדי (dLGN), מבנה נמען ראשוני של קלט רשתית ברמה התלמית, נחשב באופן מסורתי רק לממסר של מידע חזותי3. עם זאת, מסקנה ראשונית זו אותגרה על ידי עבודות אחרונות המצביעות על כך שההשקפה הפשטנית הזו אינה מחזיקה יותר4,5,6. לדוגמה, ליקויים תפקודיים בתגובה החזותית כבר נצפים בחולים אמבליופיים בשלב של LGN7. בנוסף, חלק גדול מנוירוני ממסר dLGN בטריטוריה חד-עינית נתונה מקבלים קלט מכל עין, מה שמצביע על משקפת פוטנציאלית עבור חלק גדול מנוירוני dLGN8,9,10. יתר על כן, חסך חד-עיני מייצר שינוי משמעותי בדומיננטיות העין בתאי עצב dLGN5,11,12.
בין מנגנוני הפלסטיות התפקודית שעשויים להתרחש בשינוי דומיננטיות עינית, פלסטיות של ריגוש עצבי פנימי היא מועמדת פוטנציאלית. ואכן, אזורים רבים במוח, כולל אזורי הראייה, מבטאים פלסטיות פנימית בעקבות משימות התנהגותיות שונות13,14. פלסטיות פנימית לטווח ארוך דווחה בתאי עצב מרכזיים בעקבות גירוי של קלטי גלוטמט אפרנטיים15,16,17,18, sup activity19,20, גירוי חושי21 או בעקבות פעילות או חסך חושי20,22,23. כאן, אנו מתארים פרוטוקול המאפשר אינדוקציה של חיזוק ארוך טווח של ריגוש פנימי (LTP-IE) בנוירוני ממסר dLGN בעקבות פעילות זינוק בתדר של 40 הרץ. תדר הירי של 40 הרץ תואם לתדר שנצפה ברוב נוירוני ה-dLGN in vivo בעת גירוי חזותי24,25.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הניסויים נערכו על פי ההנחיות האירופיות והמוסדיות (הנחיית המועצה 86/609/EEC ומועצת המחקר הלאומית הצרפתית ואושרה על ידי רשות הבריאות המקומית (השירותים הווטרינריים, Préfecture des Bouches-du-Rhône, Marseille)).
1. בעלי חיים
2. פרוסות חריפות של dLGN של חולדה
3. אלקטרופיזיולוגיה של מהדק טלאי תא שלם
הערה: עבור הקלטות מהדק תיקון של תא שלם מנוירוני ממסר dLGN, השתמש במגבר מהדק תיקון ספציפי.
4. רכישת נתונים
5. אינדוקציה של LTP-IE
6. ניתוח נתונים
הערה: הליך הניתוח זהה לפני (תנאי בקרה) ואחרי אינדוקציה של LTP-IE.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נוירונים ב-dLGN נמדדו בתצורה של תא שלם (whole-cell), ו-LTP-IE הושרה על ידי פריקת פוטנציאל פעולה בתדר של 40 Hz למשך 10 דקות בנוכחות של אנטגוניסטים לקולטני גלוטמט ו-GABA יונוטרופיים (איור 3A). עלייה של פי שלושה במספר פוטנציאלי הפעולה נצפתה 20-30 דקות לאחר ההשראה (איור 3B) ללא כל שינוי בהתנגדות הקלט, Rin (איור 3C). פרוטוקול זה הושרה באופן עקבי LTP-IE בנוירונים של dLGN (איור 3D)...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנו מדווחים כאן על השראת LTP-IE בתאי עצב dLGN שנשמרו בחיים בפרוסות מוח חריפות על ידי גירוי של הנוירון המוקלט כדי לעורר פוטנציאל פעולה בתדר של 40 הרץ למשך 10 דקות. פרוטוקול זה פשוט ליישום בכל מעבדה נוירופיזיולוגיה מכיוון שהוא דורש מספר מינימלי של ציוד (פורס, מיקרוסקופ, מגבר אחד, לוח רכישה אחד ומחשב). עם זאת, יש לכבד כמה שלבים קריטיים על מנת לאסוף נתונים יקרי ערך. השלב הקריטי הראשון בפרוטוקול הוא איכות רקמת המוח. פרוסת תלמוס בריאה מכילה הרבה תאי עצב מפני השטח ועד לאמצע הפרוסה (~150 מיקרומטר). נוירונים בריאים נראים מעט נפוח...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים.
נתמך על ידי INSERM, CNRS (ל-DD), AMU (ל-MR), FRM (DVS20131228768 ל-DD ו-DEQ20180839583 ל-DD), NeuroSchool (תוכנית "France 2030" באמצעות A*Midex (Initiative d'Excellence d'Aix-Marseille Université, AMX-19-IET-004) ומימון ANR (ANR-17-EURE-0029 ל-AW), ו-ANR (LoGiK, ANR-17-CE16-0022 ל-DD, Plastinex, ANR-21-CE16-013 ל-DD). אנו מודים ל-A Venture & K Milton על טיפול מעולה בבעלי חיים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מיקרוטום להב רוטט אוטומטי | Leica | VT-1200S | ויברטום/פורס |
| צינור זכוכית בורוסיליקט | Phymep | B-15086-10 | |
| בקר Typ V | Luigs& | בקר טמפרטורה | Typ V |
| תוכנת איגור | תוכנת ניתוח | גלים | |
| וידאומיקרוסקופיה אינפרא אדום | אולימפוס | XM-10 Kynurenate | |
| Merk/Sigma | K3375 | חוסם קולטנים AMPA/NMDA | |
| מערכת רכישת נתונים ברעש נמוך | Axon - התקנים מולקולריים | Digidata 1440A | |
| מיקרומניפולטורים | Luigs & Neumann | LN Mini25 | |
| Multiclamp 200B | Axon - התקנים מולקולריים | N/A | מגבר מהדק |
| תיקון Multiclamp 700B | Axon - התקנים מולקולריים | מגבר מהדק תיקון | N/A |
| חולץ PC-100 | Narishige | PC-100 | חולץ מיקרופיפטה |
| PClamp10 | Axon - התקנים מולקולריים | N/A | תוכנת |
| Picrotoxin | AbCam | ab120315 | חוסם קולטני GABAA |
| פרוסה מיני תא | לואיגס & Neumann | LN Chambre Slice mini I-II | תא שקוע |
| מיקרוסקופ זקוף | אולימפוס | BX51 WI |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.