Articolo metodologico

Infusione e stimolazione combinate con voltammetria ciclica a scansione rapida (CIS-FSCV) per valutare la regolazione del recettore dell'area tegmentale ventrale della dopamina fasica

DOI:

10.3791/60886

23 aprile 2020

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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

L'obiettivo di questo protocollo è quello di manipolare direttamente i recettori dell'area tegmentale ventrale per studiare il loro contributo al rilascio di dopamina al di sottosecondo.

Abstract

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

Il rilascio di dopamina fasica (DA) dall'area tegmentale ventrale (VTA) al nucleo accumbens svolge un ruolo fondamentale nell'elaborazione della ricompensa e nell'apprendimento per rinforzo. Comprendere come i diversi input neuronali nel rilascio di DA fasico di controllo VTA può fornire un quadro migliore dei circuiti che controllano l'elaborazione della ricompensa e l'apprendimento per rinforzo. Qui, descriviamo un metodo che combina infusioni di cannule intra-VTA di agonisti e antagonisti farmacologici con rilascio di DA fasico evocato dalla stimolazione (infusione e stimolazione combinate, o CIS) misurato mediante voltammetria ciclica a scansione rapida in vivo (FSCV). Utilizzando CIS-FSCV in ratti anestetizzati, una risposta DA fasica può essere evocata stimolando elettricamente il VTA con un elettrodo bipolare dotato di una cannula durante la registrazione nel nucleo accumbens. Gli agonisti o gli antagonisti farmacologici possono essere infusi direttamente nel sito di stimolazione per studiare i ruoli specifici dei recettori VTA nel guidare il rilascio di DA fasico. Uno dei principali vantaggi di CIS-FSCV è che la funzione del recettore VTA può essere studiata in vivo, basandosi su studi in vitro.

Introduzione

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

Il rilascio di dopamina fasica (DA) dall'area tegmentale ventrale (VTA) al nucleo accumbens (NAc) svolge un ruolo vitale nei comportamenti legati alla ricompensa. I neuroni VTA DA passano da un fuoco tonico (3-8 Hz) a un fuoco a raffica (>14 Hz)1, che produce il rilascio di DA fasico nel NAc. Il VTA esprime una varietà di recettori somatodendritici che sono ben posizionati per controllare il passaggio da tonico a scoppio2,3,4,5. Identificare quali di questi recettori e i loro rispettivi input controllano il rilascio di DA fasico approfondirà la nostra comprensione di come è organizzato il circuito correlato alla ricompensa. Lo scopo della metodologia qui descritta, combinata di infusione e stimolazione con voltammetria ciclica a scansione rapida (CIS-FSCV), è quello di valutare rapidamente e in modo robusto la funzionalità dei recettori VTA nel guidare il rilascio di DA fasico.

Il termine infusione e stimolazione combinata (CIS) si riferisce alla manipolazione farmacologica dei recettori su un gruppo di neuroni (qui il VTA) e alla stimolazione di quei neuroni a studiare la funzione del recettore. Nel ratto anestetizzato, stimoliamo elettricamente il VTA per evocare un grande segnale DA fasico (1-2 μM) nel nucleo NAc, misurato mediante voltammetria ciclica a scansione rapida (FSCV). Infusioni di farmaci farmacologici (cioè agonisti/antagonisti del recettore) nel sito di stimolazione possono essere utilizzate per misurare la funzione dei recettori VTA osservando il successivo cambiamento nel rilascio di DA fasico evocato. FSCV è un approccio elettrochimico che gode di un'elevata risoluzione spaziale (50-100 μm) e temporale (10 Hz) ed è adatto per misurare eventi DA fasici correlati alla ricompensa6,7. Questa risoluzione è più fine di altre misurazioni neurochimiche in vivo, come la microdialisi. Pertanto, insieme, CIS-FSCV è adatto per valutare la regolazione del recettore VTA del rilascio di dopamina fasica.

Un modo comune per studiare la funzione del recettore VTA è utilizzando una combinazione di approcci elettrofisiologici che affrontano il modo in cui tali recettori alterano la velocità di attivazione dei neuroni1,8. Questi studi sono molto preziosi per capire quali recettori sono coinvolti nel guidare l'attivazione di DA al momento dell'attivazione. Tuttavia, questi studi possono solo suggerire cosa potrebbe accadere a valle del terminale assonale (cioè il rilascio di un neurotrasmettitore). CIS-FSCV si basa su questi studi elettrofisiologici rispondendo a come l'output del rilascio di DA fasico del VTA è regolato dai recettori situati sui dendriti VTA e sui corpi cellulari. Pertanto, CIS-FSCV è adatto per costruire su questi studi di elettrofisiologia. Ad esempio, l'attivazione del recettore nicotinico può indurre scoppi nel VTA9e CIS-FSCV nel ratto anestetizzato è stato usato per dimostrare che l'attivazione del recettore nicotinico dell'acetilcolina (nAChR) nel VTA controlla anche il rilascio di DA fasico nel NAc10,11.

L'esame meccanicistico della regolazione da DA fasica è anche comunemente studiato utilizzando preparazioni a fette insieme all'applicazione del bagno di farmaci. Questi studi si concentrano spesso sulla regolazione presinaptica del rilascio di DA fasico dai terminali della dopamina, poiché i corpi cellulari vengono spesso rimossi dalla fetta12. Questi preparati sono preziosi per studiare gli effetti dei recettori presinaptici sui terminali della dopamina, mentre CIS-FSCV è più adatto per studiare gli effetti del recettore somatodendritico sui neuroni della dopamina, così come gli input presinaptici al VTA. Questa distinzione è importante, perché l'attivazione del recettore somatodendritico nel VTA può avere un effetto diverso rispetto all'attivazione del recettore presinaptico NAc. In effetti, il blocco dei nAChR presinaptici dopaminergici nel NAc può elevare il rilascio di dopamina fasica durante la raffica13, mentre il contrario è vero a VTA somatodendritc nAChRs10,11.

CIS-FSCV è un approccio ideale per studiare la capacità dei recettori VTA di regolare il rilascio di DA fasico. È importante sottolineare che questo approccio può essere eseguito in un ratto intatto, anestetizzato o in movimento libero. Questo approccio è adatto per studi acuti, per studiare la funzione del recettore nel suo stato basale10,14 e studi a lungo termine in grado di valutare i cambiamenti funzionali in un recettore dopo l'esposizione al farmaco o la manipolazione comportamentale11,15.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Protocollo

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

Tutti gli esperimenti sono stati condotti secondo la Guida del National Institutes of Health (NIH) per la cura e l'uso degli animali da laboratorio e sono stati approvati sia dall'Elizabethtown College che dal Yale University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Questo protocollo è specifico per la preparazione di ratti anestetizzati dell'utilizzo di CIS-FSCV.

1. Preparazioni prechirurgiche

  1. Preparazione della soluzione di elettrodi
    1. Per realizzare la soluzione di riempimento dell'elettrodo, preparare una soluzione di acetato di potassio 4 M con cloruro di potassio140mM 16 .
  2. Preparazione degli elettrodi
    1. Utilizzando l'aspirazione sottovuoto, inserire una fibra di carbonio T-650 (7 μm di diametro) in un capillare di vetro borosilicato (lunghezza = 100 mm, diametro = 1,0 mm, diametro interno = 0,5 mm).
    2. Una volta che la fibra di carbonio è stata posizionata all'interno del capillare di vetro, posizionare il capillare di vetro in un estrattore di elettrodi verticale, con l'elemento termico all'incirca al centro del capillare. Impostare il riscaldatore su 55 con il magnete spento.
    3. Dopo aver tirato il capillare, sollevare con attenzione il supporto capillare superiore in modo che la punta dell'elettrodo non sia circondata dall'elemento riscaldante.
    4. Usando forbici affilate, tagliare la fibra di carbonio che sta ancora collegando i due pezzi del capillare. Ciò si tradurrà in due microelettrodi separati in fibra di carbonio.
    5. Al microscopio ottico, tagliare con cura la fibra di carbonio esposta con un bisturi affilato, in modo che la fibra di carbonio si estenda di circa 75-100 μm oltre l'estremità del vetro.
    6. Utilizzando un microscopio ottico, assicurarsi che l'elettrodo sia privo di crepe lungo il capillare. Assicurarsi inoltre che la guarnizione, dove la fibra di carbonio esce dal capillare, sia difficile da notare e priva di crepe.
      NOTA: una buona tenuta aiuterà a ridurre il rumore durante le registrazioni. Vedi gli studi pubblicati17,18,19 per un protocollo più dettagliato.
  3. Fabbricazione di elettrodi di riferimento
    1. Saldare una spilla d'oro su un filo d'argento di 5 cm.
    2. Collegare l'anodo a una graffetta metallica o altro conduttore, il catodo a un perno e applicare una tensione (~ 2 V) mentre la graffetta e il filo d'argento sono immersi in 0,1 M HCl.
    3. Cessare la tensione una volta che un rivestimento bianco (AgCl) appare sul filo d'argento.
  4. Preparazione dell'elettrodo per l'impianto
    1. Saldare un perno d'oro su un sottile filo isolato (~ 10 cm di lunghezza, <0,50 mm di diametro).
    2. Rimuovere ~ 5 cm di isolamento dal filo opposto al perno d'oro.
    3. Riempire l'elettrodo circa a metà strada con la soluzione dell'elettrodo.
    4. Inserire il filo isolato nell'elettrodo.
      NOTA: il filo deve entrare in contatto con la fibra di carbonio all'interno dell'elettrodo.

2. Impianti di elettrodi

  1. Somministrare ai ratti Sprague Dawley adulti, maschi (250-450 g) un'iniezione intraperitoneale (1,5 g/kg o 1 ml/kg di volume) di 0,5 g/mL di uretano disciolto in soluzione salina sterile. Iniziare con una dose iniziale di uretano di 1,0-1,2 g/kg. Se l'animale risponde ancora al test di stimolo nocivo (pizzico di coda) 20 minuti dopo la somministrazione di uretano, somministrare un ulteriore 0,3-0,5 g/kg di uretano per una dose totale di 1,5 g/kg.
    NOTA: Per la preparazione della soluzione di uretano da 0,5 g/mL, aggiungere 10 g di uretano a 10 g (~10 ml) di soluzione salina. L'uretano è cancerogeno e deve essere maneggiato con cura. L'uretano è un anestetico importante, in quanto non altera i livelli di dopamina, come fanno altri anestetici come ketamina / xilazina e idrato di cloralio20,21.
  2. Una volta che l'animale è profondamente anestetizzato e non risponde a stimoli nocivi (ad esempio, pizzicamento della punta), posizionalo nella cornice stereotassica. Applicare lubrificante oftalmico su ciascun occhio del ratto.
    NOTA: Questo è un intervento chirurgico non di sopravvivenza, ma è incoraggiata una buona tecnica asettica.
  3. Pulire il cuoio capelluto del ratto usando uno scrub a due stadi (cioè uno scrub allo iodopovidone seguito da uno scrub all'etanolo al 70%; eseguire una ripetizione di 3 cicli).
  4. Tagliare via il tessuto del cuoio capelluto usando pinzette per il naso ad ago sterilizzate e forbici chirurgiche. Rimuovere una quantità significativa di tessuto per fare spazio ai vari impianti descritti di seguito.
  5. Pulire delicatamente la superficie del cranio utilizzando applicatori di punta in cotone sterilizzato. Quindi applicare 2-3 gocce di perossido di idrogeno al 3% per aiutare a identificare la lambda e il bregma.
  6. Utilizzando un trapano stereotassico o a mano (1,0 mm, ~ 20.000 giri / min), praticare un foro di 1,5 mm di diametro 2,5 mm anteriore al bregma e 3,5 mm laterale al bregma. Parzialmente (circa a metà strada, fino a quando non è saldamente in posizione) impiantare una vite (1,59 mm O.D., 3,2 mm di lunghezza) in questo foro. Si consiglia di utilizzare soluzione salina sterile per irrigare durante la perforazione per prevenire lesioni termiche.
  7. Per l'elettrodo di riferimento, praticare un foro di 1,0 mm di diametro 1,5 mm anteriore e 3,5 mm laterale al bregma, nell'emisfero sinistro.
  8. A mano, inserire ~ 2 mm di filo di riferimento in questo foro, avvolgendo il filo di riferimento intorno e sotto la testa della vite impiantata.
  9. Impiantare completamente la vite, bloccando l'elettrodo di riferimento in posizione.
  10. Nell'emisfero destro, praticare un foro di 1,5 mm di diametro 1,2 mm anteriore e 1,4 mm laterale al bregma.
  11. Rimuovere delicatamente la dura usando una pinzetta.
  12. Per l'elettrodo stimolante, praticare un foro quadrato (2 mm anteriore-posteriore, 5 mm mediale-laterale) centrato a 5,2 mm posteriore e 1,0 mm laterale al bregma.
  13. Utilizzando le barre del braccio stereotassico, abbassare l'elettrodo/cannula guida di stimolazione bipolare di 5 mm sotto la dura. In caso di sanguinamento durante l'impianto dell'elettrodo, utilizzare tamponi di cotone sterili e garze per ridurre al minimo il sanguinamento.
    NOTA: L'elettrodo stimolante bipolare utilizzato in questo metodo è premontato con una cannula guida (Tabella dei materiali). La cannula interna utilizzata con questo articolo deve essere lavata con i rebbi sull'elettrodo stimolante bipolare quando completamente inserita nella cannula di guida. Ciò consentirà alla cannula interna di sedersi direttamente tra i due poli dello stimolatore, che si trovano a circa 1 mm di distanza. Un protocollo simile è descritto altrove14.
  14. Utilizzando le barre del braccio stereotassico, abbassare il microelettrodo in fibra di carbonio di 4 mm sotto la dura. Questa posizione è nella parte più dorsale dello striato.
  15. Collegare il filo di riferimento e la fibra di carbonio a un potenziostato.
  16. Applicare una forma d'onda triangolare (-0,4−1,3 V, 400 V/s) per 15 min a 60 Hz, e di nuovo per 10 min a 10 Hz.
    NOTA: In genere, quando si applicano forme d'onda ai microelettrodi in fibra di carbonio nel cervello, i gruppi di ossido vengono aggiunti alla superficie della fibra di carbonio. L'equilibrio di questa reazione deve essere raggiunto prima della registrazione; altrimenti si verificherà una deriva significativa19. Il ciclo dell'elettrodo a frequenze più elevate (60 Hz) consente alla fibra di carbonio di raggiungere l'equilibrio più velocemente.

3. Ottimizzazione della fibra di carbonio e stimolazione delle posizioni dell'elettrodo / cannula guida

  1. Impostare lo stimolatore per produrre una forma d'onda elettrica bipolare, con una frequenza di 60 Hz, 24 impulsi, corrente di 300 μA e larghezza di impulso di 2 ms/fase.
  2. Abbassare delicatamente lo stimolatore con incrementi di 0,2 mm da 5 mm a 7,8 mm sotto la dura. Ad ogni incremento, stimolare il VTA.
    NOTA: a più profondità dorsali (5-6 mm), la stimolazione del cervello in genere (~ 80% delle volte) causa la contrazione dei baffi del ratto. A profondità ulteriori, i baffi cesseranno di contrarsi, che si verifica tra 7,5-8,2 mm sotto la dura. Quando i baffi cessano di contrarsi, l'elettrodo stimolante sarà vicino o al VTA. Ciò non si verifica in ogni ratto e la mancanza di contrazioni dei baffi non deve essere presa come un segno che l'elettrodo/cannula bipolare stimolante/cannula per infusione è fuori posto. Le contrazioni dei baffi potrebbero non verificarsi per tutti gli anestetici (ad esempio, isoflurano).
  3. Continuare ad abbassare l'elettrodo/cannula guida stimolante bipolare fino a quando una stimolazione produce un rilascio di DA fasico nel microelettrodo in fibra di carbonio (attualmente nello striato dorsale).
    NOTA: il rilascio di DA nello striato dorsale non si verifica sempre se l'elettrodo bipolare viene impiantato nel VTA, ma l'osservazione del rilascio di DA nello striato dorsale dopo la stimolazione VTA è di solito un buon segno che un buon segnale sarà osservato nel nucleo NAc.
  4. Abbassare il microelettrodo in fibra di carbonio fino a quando non si trova ad almeno 6,0 mm sotto la dura. Questa è la parte più dorsale del nucleo NAc.
  5. Stimolare il VTA e registrare l'ampiezza di picco del picco DA.
  6. Abbassare o sollevare il microelettrodo in fibra di carbonio nel sito che produce il maggior rilascio di DA.
  7. Assicurarsi che il picco della risposta DA sia un chiaro picco di ossidazione a 0,6 V e un picco di riduzione a -0,2 V. Questi picchi sono indicativi di DA.

4. Combinazione infusione e stimolazione registrazione FSCV

NOTA: la Figura 1 mostra la sequenza temporale per la registrazione prima e dopo la microinfusione VTA.

  1. Una volta ottimizzata la posizione della fibra di carbonio e della cannula dell'elettrodo / guida stimolante, stimolare per ~ 20-30 min.
    NOTA: Sotto gli attuali parametri di stimolazione, non stimolare più di una volta ogni 3 minuti, per consentire la ricarica vescicolare22.
  2. Dopo aver raggiunto una linea di base stabile (variazione <20% su cinque stimolazioni), abbassare delicatamente la cannula interna a mano nella cannula guida che è prefigurata nello stimolatore bipolare.
  3. Effettuare ulteriori registrazioni di base 2−3 per assicurarsi che l'inserimento della cannula stessa non causi un cambiamento nel segnale evocato. In alcuni casi, l'inserimento e la rimozione della cannula interna può causare danni al VTA. Se il segnale cambia drasticamente in questo periodo di base (>20%), quindi effettuare ulteriori registrazioni 3-4 fino a quando la linea di base non si ristabilizza.
  4. Utilizzando una pompa a siringa e una microsiringa, infondere 0,5 μL di soluzione (ad esempio, 0,9% di soluzione salina, N-metil-D-aspartato [NMDA], (2R)-ammino-5-fosfonovalerico acido [AP5]) nel VTA per un periodo di 2 minuti.
  5. Dopo la concentrazione, lasciare la cannula interna per almeno 1 minuto prima della rimozione.
    NOTA: Alcuni farmaci possono richiedere di lasciare la cannula interna per un tempo più lungo in base alla cinetica del farmaco, e la rimozione della cannula interna può causare il viaggio del farmaco indietro attraverso la cannula interna. Se c'è preoccupazione, si potrebbe lasciare la cannula interna nella cannula guida durante l'intera registrazione. In caso contrario, la registrazione può iniziare dopo questo intervallo di 1 minuto.
  6. Continua a registrare ogni 3 minuti per misurare gli effetti post-infusione.
    NOTA: se si infonde una soluzione di controllo e non si osserva alcun effetto, è possibile infondere una seconda volta10. Se c'è un rilascio alterato di DA causato dall'inserimento della cannula interna o dell'infusione salina, il segnale in genere si riprende al basale entro 30 minuti.

5. Verifica istologica del posizionamento dell'elettrodo

  1. Alla fine dell'esperimento, creare una piccola lesione nel sito di registrazione utilizzando il microelettrodo in fibra di carbonio.
    1. Se l'elettrodo deve essere conservato per la calibrazione post-esperimento, utilizzare un filo di tungsteno posto in un capillare di vetro sporgente ~ 100 μm oltre la punta capillare. In questo caso, sollevare l'elettrodo dal cervello, sostituire l'elettrodo di registrazione con l'elettrodo di tungsteno e abbassarlo alla stessa coordinata dorsoventrale.
      NOTA: La fibra di carbonio può essere utilizzata anche per lesionare il cervello e fornirà una rappresentazione più accurata della posizione del sito di registrazione; tuttavia, lo sperimentatore perderà la capacità di calibrare questi elettrodi.
  2. Per lesionare il sito di registrazione, applicare tensione utilizzando un alimentatore. Iniziare a 1 V e aumentare di 1 V ogni 10 s fino a raggiungere 10 V.
  3. Eutanasia dell'animale con un'iniezione intraperitoneale letale di pentobarbital (150 mg/kg).
  4. Perfondere il ratto usando una soluzione di formalina al 4%.
  5. Rimuovere la testa dal topo usando una ghigliottina affilata.
  6. Usando rongeurs, rimuovere il tessuto connettivo e il cranio che circonda il cervello e rimuovere delicatamente il cervello da qualsiasi tessuto rimanente.
  7. Conservare il cervello in formalina al 4% per 1 giorno e quindi trasferirlo al 30% di saccarosio.
    NOTA: La perfusione con formalina al 4% non è necessaria per vedere il sito della lesione, anche se come migliore pratica migliorerà la ricostruzione del sito della lesione.
  8. Crea fette di cervello da 30 μm usando un criostato.
  9. Montare le fette su diapositive e coprire con un coperchio.
  10. Denotare la posizione della lesione del microelettrodo in fibra di carbonio e la posizione della cannula bipolare dello stimolatore / infusione utilizzando un microscopio ottico.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Risultati

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

CIS-FSCV è stato utilizzato per studiare la funzione dei recettori VTA N-metil-D-aspartato (NMDAR), dei recettori nicotinici dell'acetilcolina (nAChR) e dei recettori muscarinici dell'acetilcolina (mAChRs) nel guidare il rilascio di DA fasico nel nucleo NAc. La Figura 2 mostra i dati rappresentativi per un controllo negativo, infusione di soluzione salina allo 0,9%, prima (basale) e postinfusione di 9 minuti (soluzione salina). La Figura ...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Discussione

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

CIS-FSCV offre un'opportunità unica per studiare i meccanismi del recettore VTA alla base del rilascio di DA fasico. Ci sono due passaggi critici per garantire una corretta registrazione. In primo luogo, è necessario ottenere una registrazione di base stabile, con poca deriva nel segnale DA evocato. Un modo importante per aumentare la probabilità di stabilire una registrazione stabile è assicurarsi che l'elettrodo abbia avuto tutto il tempo di pedalare sia a 60 Hz che a 10 Hz (in genere 15 minuti a 60 Hz e 10 minuti a 10...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Dichiarazioni

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

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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

Il lavoro è stato sostenuto dall'Elizabethtown College (R.J.W, M.L. e L.M.), da una NSF Graduate Fellowship (R.J.W.) e dalla Yale School of Medicine (N.A.).

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Soluzione di riempimento per elettrodi/Forniture
MicropipetteWorld Precision InstrumentsMF286-5 (calibro 28)
Acetato di potassioSigma236497-100G
Cloruro di potassioSigmaP3911-25G
Forniture per elettrodi
fibra di carbonioThornelT650
Narishige InternationalPE-22Nota: gli estrattori orizzontali possono essere utilizzati anche
Sistemi A-Mcapillari in vetro626000
Fili isolati per elettrodiFilo e cavo Weico IncorporatedUL 1423Lunghezza; 10 cm; diametro, 0,4 mm; deve essere realizzato su misura; il materiale isolante deve coprire 5 cm del filo
Microscopio ottico (per visualizzare e tagliare l'elettrodo)Fischer ScientificM3700
PinPhoenix EnterprisesHWS1646Da saldare sul filo dell'elettrodo isolato e sull'elettrodo di riferimento; si collega allo
stadioAlcolin23922-1003Utilizzato per posizionare l'elettrodo durante il taglio della fibra di carbonio
Lama per scalpoStrumenti di precisione del mondo500239Per il taglio della fibra di carbonio alla lunghezza appropriata
Filo d'argentoSigma327026-4G
FSCV Hardware/Software
Faraday CageU-LineH-3618 (36" x 24" x 42")
PotenziostatoUniv. di N. Carolina, Impianto
Elettrodo stimolantePlasticsOneMS303/2-A/SPCal momento dell'ordine, richiedere un taglio di 22 mm sotto il piedistallo
TarHeel HDCV SoftwareUniversity of North Carolina-Chapel Hill- https://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/ per informazioni sull'ordine
UEI breakout boxUniv. of N. Carolina, Electronics Facilityhttps://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/ per l'ordinazione informazioni
Alimentatore UEIUniv. of N. Carolina, Electronics Facilityhttps://chem.unc.edu/critcl-main/criticl-electronics/criticl-electronics-hardware/ per informazioni sull'ordine
Stimulator Hardware
Isolatore di stimolo NeurologDigitimer Ltd.DS4Neurolog 800A
Forniture per infusione/stimolazionePompa per
infusioneNew Era Pompa a siringaNE-300
Cannula internaPlasticsOneC315I/SPC SIRINGA INTERNA DA 33 GA
da microlitroHamilton80308
TubingPlasticsOneC313CT/ PKG TUBING 023 X 050 PE50
Forniture chirurgiche
Cannula HolderKopf Instruments1776 P-1
Applicatori con punta in cotoneVitality Medical806
PortaelettrodoKopf Instruments1770
Pad riscaldanteKent ScientificRT-0501
Povidone IodineVitality Medical29906-004
VitiStoeltingBone Anchor Screws/Pkg.of 1001,59 mm O.D., 3,2 mm di
lunghezza Riferimento filo d'argento con AgClInVivo MetricE255A
Garza quadrataVitality Medical441408
StereotaxKopf InstrumentsModello 902 (barra a doppio braccio)
Forniture istologiche
FormulinSigma1004960700
AlimentatoreBK Precision9110
SucroseSigma80497
Microelettrodo di tungstenoMicroProbesWE30030.5A3
Farmaci per infusioni
((2R)-ammino-5-acido fosfonovalericoSigma AldrichA5282
N-metil-D-aspartatoSigma AldrichM3262
Cloridrato di menamilammina (M9020-5mg)Sigma AldrichM9020
Bromidrato di scopolamina (S0929-1g)Sigma AldrichS0929
Estrattore per elettrodi in di Elettronica

Riferimenti

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Grace, A. A., Bunney, B. S. The control of firing pattern in nigral dopamine neurons: burst firing. Journal of Neuroscience. 4 (11), 2877-2890 (1984).
  2. Lester, D. B., et al. Midbrain acetylcholine and glutamate receptors modulate accumbal dopamine release. Neuroreport. 19 (9), 991-995 (2008).
  3. Lodge, D. J., Grace, A. A. The laterodorsal tegmentum is essential for burst firing of ventral tegmental area dopamine neurons. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (13), 5167-5172 (2006).
  4. Li, C., et al. Mu Opioid Receptor Modulation of Dopamine Neurons in the Periaqueductal Gray/Dorsal Raphe: A Role in Regulation of Pain. Neuropsychopharmacology. 41 (8), 2122-2132 (2016).
  5. Zhang, H. Y., et al. Expression of functional cannabinoid CB2 receptor in VTA dopamine neurons in rats. Addiction Biology. 22 (3), 752-765 (2017).
  6. Wickham, R. J., et al. Advances in studying phasic dopamine signaling in brain reward mechanisms. Frontiers in Bioscience. 5, 982-999 (2013).
  7. Wightman, R. M., et al. Monitoring of transmitter metabolites by voltammetry in cerebrospinal fluid following neural pathway stimulation. Nature. 262 (5564), 145-146 (1976).
  8. Grace, A. A., Bunney, B. S. The control of firing pattern in nigral dopamine neurons: single spike firing. Journal of Neuroscience. 4 (11), 2866-2876 (1984).
  9. Mameli-Engvall, M., et al. Hierarchical control of dopamine neuron-firing patterns by nicotinic receptors. Neuron. 50 (6), 911-921 (2006).
  10. Wickham, R., et al. Ventral tegmental area alpha6beta2 nicotinic acetylcholine receptors modulate phasic dopamine release in the nucleus accumbens core. Psychopharmacology. 229 (1), 73-82 (2013).
  11. Solecki, W., et al. Differential role of ventral tegmental area acetylcholine and N-methyl-D-aspartate receptors in cocaine-seeking. Neuropharmacology. 75, 9-18 (2013).
  12. John, C. E., Jones, S. R. Fast Scan Cyclic Voltammetry of Dopamine and Serotonin in Mouse Brain Slices. Electrochemical Methods for Neuroscience. Michael, A. C., Borland, L. M. , CRC Press/Taylor & Francis. Boca Raton, FL. (2007).
  13. Rice, M. E., Cragg, S. J. Nicotine amplifies reward-related dopamine signals in striatum. Nature Neuroscience. 7 (6), 583-584 (2004).
  14. Espana, R. A., et al. Hypocretin 1/orexin A in the ventral tegmental area enhances dopamine responses to cocaine and promotes cocaine self-administration. Psychopharmacology. 214 (2), 415-426 (2011).
  15. Addy, N. A., et al. The L-type calcium channel blocker, isradipine, attenuates cue-induced cocaine-seeking by enhancing dopaminergic activity in the ventral tegmental area to nucleus accumbens pathway. Neuropsychopharmacology. 43 (12), 2361-2372 (2018).
  16. Hermans, A., Wightman, R. M. Conical tungsten tips as substrates for the preparation of ultramicroelectrodes. Langmuir. 22 (25), 10348-10353 (2006).
  17. Borland, L. M., Michael, A. C. An Introduction to Electrochemical Methods in Neuroscience. Electrochemical Methods for Neuroscience. Borland, L. M., Michael, A. C. , CRC Press/Taylor & Francis. Boca Raton, FL. (2007).
  18. Mundroff, M. L., Wightman, R. M. Amperometry and cyclic voltammetry with carbon fiber microelectrodes at single cells. Current Protocols in Neuroscience. 6 (6), 14(2002).
  19. Rodeberg, N. T., et al. Hitchhiker's Guide to Voltammetry: Acute and Chronic Electrodes for in vivo Fast-Scan Cyclic Voltammetry. ACS Chemical Neuroscience. 8 (2), 221-234 (2017).
  20. Sabeti, J., Gerhardt, G. A., Zahniser, N. R. Chloral hydrate and ethanol, but not urethane, alter the clearance of exogenous dopamine recorded by chronoamperometry in striatum of unrestrained rats. Neuroscience Letters. 343 (1), 9-12 (2003).
  21. Masuzawa, M., et al. Pentobarbital inhibits ketamine-induced dopamine release in the rat nucleus accumbens: a microdialysis study. Anesthesia & Analgesia. 96 (1), 148-152 (2003).
  22. Montague, P. R., et al. Dynamic gain control of dopamine delivery in freely moving animals. Journal of Neuroscience. 24 (7), 1754-1759 (2004).
  23. Keithley, R. B., et al. Higher sensitivity dopamine measurements with faster-scan cyclic voltammetry. Analytical Chemistry. 83 (9), 3563-3571 (2011).
  24. Jackson, B. P., Dietz, S. M., Wightman, R. M. Fast-scan cyclic voltammetry of 5-hydroxytryptamine. Analytical Chemistry. 67 (6), 1115-1120 (1995).
  25. Park, J., Takmakov, P., Wightman, R. M. In vivo comparison of norepinephrine and dopamine release in rat brain by simultaneous measurements with fast-scan cyclic voltammetry. Journal of Neurochemistry. 119 (5), 932-944 (2011).
  26. Wenzel, J. M., et al. Phasic Dopamine Signals in the Nucleus Accumbens that Cause Active Avoidance Require Endocannabinoid Mobilization in the Midbrain. Current Biology. 28 (9), 1392-1404 (2018).
  27. Spanos, M., et al. NMDA Receptor-Dependent Cholinergic Modulation of Mesolimbic Dopamine Cell Bodies: Neurochemical and Behavioral Studies. ACS Chemical Neuroscience. 10 (3), 1497-1505 (2019).
  28. Cheer, J. F., et al. Cannabinoids enhance subsecond dopamine release in the nucleus accumbens of awake rats. Journal of Neuroscience. 24 (18), 4393-4400 (2004).
  29. Melchior, J. R., et al. Optogenetic versus electrical stimulation of dopamine terminals in the nucleus accumbens reveals local modulation of presynaptic release. Journal of Neurochemistry. 134 (5), 833-844 (2015).
  30. Sun, F., et al. A Genetically Encoded Fluorescent Sensor Enables Rapid and Specific Detection of Dopamine in Flies, Fish, and Mice. Cell. 174 (2), 481-496 (2018).
  31. Robinson, D. L., et al. Monitoring rapid chemical communication in the brain. Chemical Reviews. 108 (7), 2554-2584 (2008).
  32. Park, J., et al. Heterogeneous extracellular dopamine regulation in the subregions of the olfactory tubercle. Journal of Neurochemistry. 142 (3), 365-377 (2017).
  33. Ganesana, M., Venton, B. J. Early changes in transient adenosine during cerebral ischemia and reperfusion injury. PLoS One. 13 (5), e0196932(2018).

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Ristampe e permessi

Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE

Richiedi permesso

Tag

Rilascio fasico di dopaminastimolazione tramite infusione combinatanucleo accumbens coremicroelettrodo in fibra di carbonioelettrodo di stimolazione bipolareagonisti e antagonisti farmacologiciregistrazione in vivo

Articoli correlati