Questo protocollo descrive la progettazione e l'impianto chirurgico di un meccanismo di contenimento della testa per monitorare l'attività neuronale nelle strutture cerebrali sub-corticali nei ratti allertati. Delinea le procedure per isolare i singoli neuroni nella configurazione juxtacellulare e per identificare in modo efficiente le loro posizioni anatomiche.
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Articolo metodologico
Monitoraggio Juxtacellular e localizzazione dei singoli neuroni nelle strutture cerebrali Sub-corticali di Alert, Rats Testa-trattenuto
In questo articolo
Sommario
Abstract
Ci sono una varietà di tecniche per monitorare l'attività extracellulare di singole unità neuronali. Tuttavia, il monitoraggio di questa attività dalle strutture cerebrali profonde negli animali che si comportano rimane una sfida tecnica, soprattutto se le strutture devono essere mirate in modo stereotassico. Questo protocollo descrive tecniche chirurgiche ed elettrofisiologiche convenienti che mantengono la testa dell'animale nel piano stereotassico e isolano in modo inequivocabile l'attività di picco dei singoli neuroni. Il protocollo combina il poggiatesta dei roditori in allerta, il monitoraggio iuxtacellulare con elettrodi per micropipette e l'iniezione di colorante ionoforetico per identificare la posizione dei neuroni nell'istologia post-hoc. Sebbene ciascuna di queste tecniche sia di per sé ben consolidata, il protocollo si concentra sulle specifiche del loro uso combinato in un singolo esperimento. Queste tecniche neurofisiologiche e neuroanatomiche si combinano con il monitoraggio comportamentale. Nel presente esempio, le tecniche combinate sono utilizzate per determinare come i movimenti autogenerati della vibrissa siano codificati nell'attività dei neuroni all'interno del talamo somatosensoriale. Più in generale, è semplice adattare questo protocollo per monitorare l'attività neuronale in combinazione con una varietà di compiti comportamentali in ratti, topi e altri animali. Criticamente, la combinazione di questi metodi consente allo sperimentatore di correlare direttamente i segnali neurofisiologici anatomicamente identificati al comportamento.
Introduzione
Monitoraggio attività neuronale in un animale avviso attivamente impegnato in un compito comportamentale è fondamentale per comprendere la funzione e l'organizzazione del sistema nervoso. Registrazione extracellulare dell'attività elettrica dalle unità neuronali singole è stato a lungo uno strumento fiocco di sistemi neuroscienze ed è ancora ampiamente in uso al momento. Una varietà di tipi di elettrodi e configurazioni sono disponibili a seconda delle esigenze scientifiche e tecniche di un particolare esperimento. Cronicamente impiantati microdrive o schiere di elettrodi vengono spesso utilizzati in animali liberi di muoversi, compresi gli uccelli, roditori ....
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Protocollo
Sono stati effettuati i protocolli sperimentali su ratti femmine lungo Evans (250-350 g) in conformità alle linee guida per la cura degli animali e uso federale prescritti e sono stati approvati dalla cura e l'uso degli animali Comitato Istituzionale presso l'Università della California a San Diego.
1. acclimatare il Ratto di Corpo Restraint
NOTA: Posizionare il ratto su una dieta ristretta. Alimentare il topo una volta al giorno immediatamente dopo ogni sessione di trattamento al giorno per ambientarsi il ratto al sistema di ritenuta (descritto di seguito). Fornire abbastanza alimentazione per mantenere....
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Risultati
Unità neuronali in ventrale posteriore mediale (VPM) talamo codificare la fase di movimento vibrissa durante autogenerata sbattere 15,16. Figura 7A mostra attività spiking del campione di un'unità talamica VPM come un topo è attivamente sbattere. Figura 7B mostra un istogramma di picco tempi allineati alla fase istantanea di vibrissa movimento 17. Ci sono più picchi durante la fase di retrazione di sbattere. Dopo la registrazione, la posizione dell'un.......
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Discussione
Costruzione della maschera sperimentale
La descrizione delle parti meccaniche utilizzate per costruire la maschera sperimentale (Figura 4) viene omesso dal protocollo, in quanto può essere realizzato in una varietà di modi. In questo standard manifestazione sono utilizzati opto-meccaniche parti e morsetti di supporto per il montaggio del bar poggiatesta e il tubo di ritenuta corpo (vedere la sezione Materiali). Parti simili opt.......
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione.
Ringraziamenti
Siamo grati agli Istituti canadesi di ricerca sanitaria (sovvenzione MT-5877), agli Istituti Nazionali di Sanità (sovvenzioni NS058668 e NS066664) e alla Fondazione binazionale USA-Israele (sovvenzione 2003222) per aver finanziato questi studi.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Ketaset (Ketamina HCl) | Fort Dodge | N/A | |
| Anased (soluzione di xilazina) | Lloyd Laboratories | N/A | |
| Betadyne (povidone-iodio) | CVS Pharmacy | 269281 | |
| Loctite 495 | Grainger Industrial Supply | 4KL86 | 20 - 40 cp cianoacrilato |
| Vetbond | 3M | 1469SB | |
| Grip cement polvere | Dentsply Intl | 675571 | Per la base della camera di registrazione |
| Grip liquido cementizio | Dentsply Intl | 675572 | Per la base della camera di registrazione |
| Gel di silicone | Dow Corning | 3-4680 | |
| Jet polvere acrilica per la riparazione di protesi dentarie | Lang Dental Manufacturing Co. | N/A | Per fissare l'apparecchio di ritenuta della testa al cranio |
| Ortho-Jet Liquido di resina acrilica ortodontica a polimerizzazione rapida | Lang Dental Manufacturing Co. | N/A | Per fissare l'apparato di ritenuta della testa al cranio |
| Chicago sky blue | Sigma | C8679 | |
| Paraformaldeide | Sigma | 158127 | Per la perfusione e la fissazione dei tessuti |
| Soluzione salina tamponata con fosfato | Sigma | P3813 | Per la perfusione e la fissazione dei tessuti |
| Citocromo C | Sigma | C2506 | Per la colorazione con citocromo-ossidasi, Figura 7 |
| Diaminobenzidina | Sigma | D5905 | Per colorazione con citocromo-ossidasi, Figure 7 |
| Rat sock | Sew Elegant (San Diego, CA) | N/A Su | misura, Figure 1, 4 |
| Tubo in PVC 2 ½ " | Plastica statunitense Co. | 34108 | Figura 4 |
| Pin e prese D subminiaturizzati | TE Connectivity | 205089-1 | Figura 3 |
| Filo musicale in acciaio inossidabile diametro 0,010" | Precision Brand Products, Inc. | 21010 | Figura 3 |
| Telaio di supporto stereotassico | Kopf Instruments | Modello 900 | Figura 3 |
| Barre auricolari stereotassiche | Kopf Instruments | Modello 957 | Figura 3 |
| Manipolatore stereotassico | Kopf Instruments | Modello 960 | Figura 3 |
| ½ fresa per trapano a mm | Henry Schein | 100-3995 | |
| Trapano odontoiatrico Quiet-Air | Midwest Dental | 393-1600 | |
| Acciaio inossidabile 0-80 ⅛ ” vite | Dispositivo di fissaggio superstore | 247438 | Figura 3 |
| 0,2 ml provetta da centrifuga | Fisher Scientific | 05-407-8A | Figura 3 |
| Barra portatesta personalizzata | UCSD SIO Officina meccanica | N/A Su | misura, Figure 2 - 4 |
| Piastra portatesta personalizzata | UCSD SIO Officina meccanica | N/A | Su misura, Figure 2 - 4 |
| Morsetto ad angolo retto | Newport | MCA-1 | Figure 3, 4 anche le parti optomeccaniche standard per la maschera sperimentale (Figura 4) sono di Newport Corp. |
| 8-32 ¾ ” vite | Fissaggio Superstore | 240181 | Per poggiatesta, Figura 3 |
| 4-40 ¼ ” vite | Dispositivo di fissaggio Superstore | 239958 | Per poggiatesta, Figure 3, 4 |
| Tubi capillari al quarzo | Sutter Instruments | QF-100-60-10 | Figura 5 |
| Estrattore laser ad anidride carbonica | Sutter instruments | P-2000 | |
| Micromanipolatore motorizzato | Sutter Instruments | MP-285 | |
| Amplificatore per microelettrodi | Molecular Devices | Multiclamp 700B | Parte alternativa: Molecular Devices Axoclamp 900A |
| Stadio principale dell'amplificatore per microelettrodi | Molecular Devices | CV-7B | Parte alternativa: HS-9Ax10 con Molecular Devices Axoclamp 900A |
| Stimolatore di impulsi isolato | A-M Systems | Modello 2100 | Parte alternativa: HS-9Ax10 con Molecular Devices Axoclamp 900A |
| Monitor audio | Radio Shack | 32-2040 | |
| Porta pipetta | Warner Instruments | #MEW-F10T | Parti alternative: vedi Discussion, Figura 6ACavo dell'elettrodo |
| Filo cooner | NEF34-1646 | (opzionale), Figura 6D | |
| Relè per stadio principale dell'amplificatore | COTO Technology | #2342-05-000 | (Facoltativo) Utilizzato con un circuito stampato su misura (UCSD Physics Electronics Shop), Figura 6A-C |
| Videocamera digitale | Basler | A602fm | (opzionale) Per il monitoraggio comportamentale, Figura 7 |
| Puralube unguento veterinario | Amazon.com, Inc | NC0138063 |
Riferimenti
- Fee, M. S., Leonardo, A. Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals. Journal of Neuroscience Methods. 112 (2), 83-94 (2001).
- Ventakachalam, S., Fee, M. S., Kleinfeld, D.
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Ristampe e permessi
Tag
Localizzazione di singoli neuronistrutture cerebrali sottocorticaliratti con immobilizzazione del capomantenimento del piano stereotassicoregistrazione con elettrodi a micropipettainiezione di colorante iontoforeticomarcatura con Chicago Sky Blueanalisi istologica post hocesperimenti elettrofisiologici comportamentali
