Name: חשיפת טופוגרפיה מעגלים עצביים Multi-Color (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-14T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 11 s
Description: למדו פרוטוקול מעקב מעגלי עצבים in vivo באמצעות WGA-Alexa בעכברים. השיטה מאפשרת הדמיית מיפוי טופוגרפי במוח הקטן, קליפת המוח וחוט השדרה בזמן קצר ובהירות גבוהה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי חוקר חדש הזנק כספים אלברט איינשטיין קולג &#39;לרפואה של הישיבה יוניברסיטי כדי RVs.

<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>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

תיארנו את הפרטים ניתוח טכני נדרש מעקב axonal ו דנדריט מוצלח באמצעות גישה חדשנית מבוססת פלורסנט עבור במהירות תיוג תחזיות עצביים בפיתוח עכברים בוגרים. באמצעות WGA-Alexa אנו מראים כיצד קליעים נותבים וסמנים יכול לשמש לניתוח הטופוגרפיה בדוגמת המעגל ברזולוציה גבוהה בשלושה ממדים. קליעים נותבים רבים זמינים עבור מעקב מעגלים עצביים כולל B רעלן הכולרה למקטע, Biocytin, Neurobiotin, Phaseolus leucoagglutinin vulgaris (PHAL), ...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> ציוד / ריאגנטים </td><td> דגם / מספר קטלוגי </td><td> חברה </td></tr><tr><td> ביד מעקר </td><td> דגם 250 Steri חתול. # 18000-45 </td><td> המדע כלים פיין </td></tr><tr><td> Cauterizer </td><td> חתול. # 18000-00 </td><td> המדע כלים פיין </td></tr><tr><td> בורוסיליקט זכוכית נימי </td><td> חתול. # 300056 </td><td> הרווארד Apparatus </td></tr><tr><td> זכוכית כפולה בשלב micropipette פולר </td><td> דגם 001-PC-10 </td><td> Narishige </td></tr><tr><td> מיקרומטר מזרק </td><td> חתול. # GS-1100 </td><td> Gilmont מכשירים </td></tr><tr><td> בעלי חיים קטנים Stereotaxic Instrument </td><td> דגם 940-A </td><td> Kopf Instrumentation </td></tr><tr><td> Manipulator אלקטרודה </td><td> דגם 960 </td><td> Kopf Instrumentation </td></tr><tr><td> Vetcare קאמרית </td><td> חתול. #340508 </td><td> הרווארד Apparatus </td></tr><tr><td> חימום Pad </td><td> חתול. # 341241 </td><td> הרווארד Apparatus </td></tr><tr><td> לייקה DFC360 FX המצלמה </td><td> DFC360 FX </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> לייקה המצלמה DFC490 </td><td> DFC490 </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> לייקה DM5500 מיקרוסקופ </td><td> DM5500 </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> לייקה DFC3000 FX המצלמה </td><td> DFC3000 FX </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> לייקה MZ16 מיקרוסקופ FA </td><td> MZ16 FA </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> סנן CY3 </td><td> דגם # 11600231 </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> סנן FITC </td><td> דגם # 11513880 </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> A4 DAPI / פילטר UV </td><td> דגם # 11504162 </td><td> לייקה </td></tr><tr><td> נבט חיטה agglutinin, Alexa פלואוריד 488 המצומד </td><td> חתול. # W11261 </td><td> Invitrogen </td></tr><tr><td> חיטה גרמ agglutinin, Alexa פלואוריד 555 המצומד </td><td> חתול. # W32464 </td><td> Invitrogen </td></tr></tbody></table>

חשיפת טופוגרפיה מעגלים עצביים multi-color

Revealing Neural Circuit Topography in Multi-Color

מעגלים עצביים מאורגנים מפות טופוגרפיות תפקודית. כדי להמחיש אדריכלות מעגל מורכב פיתחנו גישה אמינה התווית דפוסים גלובליים של תחזיות הטופוגרפי מרובים. המוח הקטן הוא מודל אידיאלי ללמוד את הסדר מסודר של מעגלים עצביים. לדוגמה, ארגון compartmental של סיבי אזובי spinocerebellar הוכיחה להיות מערכת הכרחית ללימוד דפוסים סיבים טחב. אנחנו לאחרונה הראה כי נבט חיטה agglutinin (WGA) מצומדות כדי אלקסה 555 ו - 488 יכול לשמש התחקות spinocerebellar תחזיות סיבים אזובי בפיתוח עכברים בוגרים (Reeber et al. 2011). מצאנו שלושה מאפיינים עיקריים להפוך את WGA-Alexa כלים קליעים נותבים רצוי תיוג תחזיות עצביים. ראשית, fluorophores אלקסה הם אינטנסיבי הבהירות שלהם מאפשר הדמיה wholemount ישירות לאחר מעקב. שנית, WGA-Alexa קליעים נותבים התווית מסלול שלם של פיתוח מבוגר עצביים projections. שלישית, WGA-Alexa קליעים נותבים מועברים במהירות לשני הכיוונים מדרדר ו אנטרוגרדית. כאן, אנו מתארים בפירוט כיצד להכין את קליעים נותבים והכלים הנדרשים אחרות, כיצד לבצע את הניתוח עבור מעקב spinocerebellar ו מהי הדרך הטובה ביותר לעקוב אחר תחזיות תמונה בשלושה ממדים. לסיכום, אנו מספקים פרוטוקול צעד אחר צעד התחקות כי יהיה שימושי עבור בפענוח ארגון וקישוריות של מפות פונקציונלי ולא רק במוח הקטן, אלא גם בקליפת המוח, גזע המוח, וחוט השדרה.

אנו מספקים מדריך מעשי קליעים נותבים מתן<em&gt; In vivo</em&gt; ולהשתמש מסלול spinocerebellar כמודל למערכת להפגין צעדים חיוניים לניתוח מוצלח מעגלים עצביים בעכברים. אנו מתארים בפירוט פרוטוקול צדדי שלנו התחקות המנצלת נבט חיטה agglutinin (WGA) מצומדות כדי fluorophores אלקסה.

חשיפת טופוגרפיה מעגלים עצביים Multi-Color

מעגלים עצביים מאורגנים למפות טופוגרפיות תפקודיות. על מנת להמחיש ארכיטקטורה מורכבת של מעגלים, פיתחנו גישה המאפשרת באופן מהימן...

נוהל זה מתאר פרוטוקול מעקב רב-שימושי in vivo המנצל גלוטנין מנבט חיטה המשוייך לפלואורופורי Alexa למעקב אחר מעגלים עצביים. ראשית, מבוצע חתך באזור החזי המנחורי התחתון ובאזור הלומברי העליון, והפציה ושרירי השדרה השטחיים נחתכים. השלב השני הוא ביצוע למינקטומיה דורסלית.בשלב הבא, המיקרו-אלקטרודה מוכנה ומחוברת למיקרו-מניפולטור. לאחר מכן, מבוצע הזרקה תחת לחץ של סמני עצבים אל חוט השדרה. השלב האחרון של הליך זה הוא מתן טיפול פוסט-כירורגי נאות במהלך ההחלמה, והמתנה למשך זמן מספק כדי לסמן לעבור לאורך המסלולים המיועדים.בסופו של דבר, ניתן להשיג תוצאות המראות את הארגון והקישוריות של מפות טופוגרפיות בקליפת cerebellum, בגזע המוח ובחוט השדרה באמצעות מיקרוסקופיית אימונופלואורסצנציה. היתרון המרכזי של סמן זה על פני סמנים קיימים כגון BDA או W-G-A-H-R-P, הוא שסמני WGA Alexa בהירים מספיק כדי לבצע הדמיה של כל הדגימות מיד לאחר הסמון. שיטה זו עשויה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הנוירוסיינס של מערכות, כגון מהו ההיגיון העומד בבסיס התבנית הגלובלית של הקרנות טופוגרפיות מרובות בתוך ובין מערכות הקליפה, cerebellum, גזע המוח וחוט השדרה לפני תחילת הפרוצדורה.יש לוודא שכל הפעולות מבוצעות בהתאם להנחיות ה-iacuc, שקיים שטח סטרילי לניתוח, ושכל המכשירים שבהם ייעשה שימוש עברו סטריליזציה. יש להשתמש בטכניקות כירורגיות סטריליות

revealing-neural-circuit-topography-in-multi-color

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

נושא מהותי להבנת המעגלים קליפת המוח היא כיצד רשתות בשכבות קורטיקליים שונים לקודד מידע חושי. כאן אנו מתארים טכניקות אלקטרו ניצול רב מגע אלקטרודות למינרית להקליט יחיד יחידות הפוטנציאלים בשדה המקומי ומנתח הנוכחי לזהות שכבות בקליפת המוח.

בחינת עיבוד הרשת המקומית באמצעות מגע Multi-אלקטרודה למינרית הקלטה

נייר זה מציג את גישה של שילוב סריקת הליזר photostimulation עם הקלטות תא שלמות בעכברים מהונדסים המבטאים GFP באוכלוסיות נוירון מעכבות מוגבלות. הטכניקה מאפשרת מיפוי מקיף וניתוח כמותי של מעגלים סינפטיים המקומיים של נוירונים בקליפת המוח מעכבים ספציפיים.

מיפוי מעגלים עצביים מעכבים ידי Photostimulation סריקת הליזר

מעגלים עצביים מאורגנים מבחינה טופוגרפית עם פרופילים מולקולריים ספציפיים לתאים פונקציונליים. כאן, אנו מספקים את הצעדים המעשיים והטכניים של חשיפת הטופוגרפיה המוח העולמי באמצעות גישה צדדי wholemount מכתים immunohistochemical. אנו להדגים את התועלת של השיטה באמצעות cytoarchitecture מבינים היטב ואת המעגלים של המוח הקטן.

אימונוהיסטוכימיה Wholemount על טופוגרפיה חושפני המוח קומפלקס

שיטה מתוארת לתיוג נוירונים עם צבעי ניאון בתחומי מייקר מראש תפקודיים של הניאוקורטקס. ראשית, דימות אופטי אות פנימית משמש להשגת מפה תפקודית. אז מיקרוסקופ שני פוטונים משמש לתווית ונוירונים תמונה בתוך תחום מייקרו של המפה.

תיוג ממוקד של תאי עצב בתחומים ספציפיים מייקר פונקציונליים של הניאוקורטקס ידי שילוב אותות פנימיים והדמית שני פוטונים

פרוטוקול זה מתאר שחזורים בקנה מידה גדולה של אוכלוסיות נוירונים סלקטיבית, שכותרתו בעקבות זיהום מדרדר עם וירוס כלבת מהונדס להביע סמני ניאון, ואשכול עצמאי, ללא דעות מוקדמות מנתח המאפשר אפיון מקיף של מדדים מורפולוגיים בין subclasses העצבית ברורה.

שחזור בקנה מידה גדול ועצמאי, Clustering משוחדת בהתבסס על מדדי מורפולוגי לסווג נוירונים באוכלוסיות סלקטיבי

כאן, אנו מציגים הליך לביצוע בקנה מידה גדול Ca 2 + הדמיה עם רזולוציה הסלולר על פני שכבות קליפת המוח מרובים בעכברים נעים באופן חופשי. מאות תאים פעילים ניתן לצפות בו זמנית באמצעות מיקרוסקופ מיניאטורי, ראש רכוב יחד עם בדיקה מנסר פריזמה.

רב שכבתיים Ca קליפת המוח<sup&gt; 2+</sup&gt; הדמיה בחופשיות העברת עכברים עם בדיקות פריזמה מיקרוסקופית פלואורסצנטי מיניאטורי

בשילוב עם לוחית ראש ועיצוב אופטי התואם למיקרוסקופים של פוטון בודד ושני פוטונים, עדשת המיקרופריזמה מציגה יתרון משמעותי במדידת תגובות עצביות בטור אנכי בתנאים מגוונים, כולל ניסויים מבוקרים היטב במצבים קבועים בראש או משימות התנהגותיות טבעיות בבעלי חיים הנעים בחופשיות.

הדמיה ארוכת טווח של אוכלוסיות עצביות מזוהות באמצעות מיקרופריזמות בבעלי חיים הנעים בחופשיות ומקובעים לראש

אזורים חושיים ראשוניים בניאוקורטקס מפגינים פעילויות ספונטניות ייחודיות במהלך ההתפתחות. מאמר זה מתאר כיצד לדמיין פעילויות נוירונים בודדות ואזורי חישה ראשוניים כדי לנתח פעילויות סינכרוניות ספציפיות לאזור בעכברים ילודים in vivo.

בהדמיה של פעילות ספונטנית בקליפת המוח החושית של עכבר יילודים ברזולוציה של נוירון יחיד

כאן, אנו משתמשים ב- HD-MEA כדי להתעמק בדינמיקה חישובית של הרכבים עצביים בקנה מידה גדול, במיוחד בהיפוקמפוס, מעגלי פקעות ריח ורשתות נוירונים אנושיות. לכידת פעילות מרחבית-זמנית, בשילוב עם כלים חישוביים, מספקת תובנות לגבי מורכבות ההרכב העצבי. השיטה משפרת את ההבנה של תפקודי המוח, ועשויה לזהות סמנים ביולוגיים וטיפולים להפרעות נוירולוגיות.

הקלטה וניתוח של דינמיקה של אנסמבל עצבי רב-מודאלי בקנה מידה גדול במערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה משולב CMOS

כאן, אנו מציגים שני פרוטוקולים לרישום מיקרו-אלקטרוקורטיקוגרפיה בצפיפות גבוהה (μEcoG) בחולדות ועכברים, כולל שיטות כירורגיות, השתלה והקלטה. הקלטות μECoG מבוצעות בשילוב עם הקלטת פוליטרודה למינרית בקליפת המוח השמיעתית של החולדה או עם מניפולציה אופטוגנטית של פעילות עצבית בקליפת המוח הסומטוסנסורית של העכבר.

חקירות רב-ממדיות של עיבוד קליפת המוח על ידי שילוב פוליטרודים למינאריים ואופטוגנטיקה עם מיקרו אלקטרוקורטיקוגרפיה במכרסמים

למדו פרוטוקול מעקב מעגלי עצבים in vivo באמצעות WGA-Alexa בעכברים. השיטה מאפשרת הדמיית מיפוי טופוגרפי במוח הקטן, קליפת המוח וחוט השדרה בזמן קצר ובהירות גבוהה.

חשיפת טופוגרפיה מעגלים עצביים Multi-Color

גלה סרטונים נוספים