Name: Rivelando Topografia Neural Circuit in Multi-Color (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-14T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 11 s
Description: Scopri il tracciamento in vivo dei circuiti neurali con WGA-Alexa fluorofori nel midollo spinale di topo. Questo metodo consente la visualizzazione tridimensionale delle proiezioni topografiche nel cervelletto e nel sistema nervoso centrale.

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Questo lavoro è stato sostenuto da investigatore nuove start-up fondi da Albert Einstein College of Medicine della Yeshiva University di 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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Abbiamo descritto i dettagli chirurgiche e tecniche necessarie per il successo tracciamento degli assoni e dendriti utilizzando un nuovo approccio basato fluorescente per rapidamente l&#39;etichettatura proiezioni neurali nello sviluppo e topi adulti. Utilizzando WGA-Alexa si mostra come traccianti e marcatori possono essere usati per analizzare la topografia del circuito modellata ad alta risoluzione e in tre dimensioni. Traccianti molti sono disponibili per il tracciamento circuiti neurona...

<table border="1"><tbody><tr><td> Attrezzature / reagenti </td><td> Modello / Numero di catalogo </td><td> Azienda </td></tr><tr><td> Tallone sterilizzatore </td><td> Modello Steri 250 cat. # 18000-45 </td><td> Strumenti Scienza multa </td></tr><tr><td> Cauterizer </td><td> Gatto. # 18000-00 </td><td> Strumenti Scienza multa </td></tr><tr><td> Vetro borosilicato capillari </td><td> Gatto. # 300056 </td><td> Harvard Apparatus </td></tr><tr><td> Doppio stadio di vetro Micropipetta Puller </td><td> Modello 001-PC-10 </td><td> Narishige </td></tr><tr><td> Micrometro siringa </td><td> Gatto. # GS-1100 </td><td> Gilmont Instruments </td></tr><tr><td> Piccoli Animali Strumento Stereotassica </td><td> Modello 940-A </td><td> Kopf Strumentazione </td></tr><tr><td> Elettrodo Manipolatore </td><td> Modello 960 </td><td> Kopf Strumentazione </td></tr><tr><td> Vetcare camera </td><td> Gatto. #340508 </td><td> Harvard Apparatus </td></tr><tr><td> Riscaldamento Pad </td><td> Gatto. # 341241 </td><td> Harvard Apparatus </td></tr><tr><td> Leica DFC360 FX fotocamera </td><td> DFC360 FX </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica DFC490 fotocamera </td><td> DFC490 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica DM5500 Microscopio </td><td> DM5500 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica DFC3000 fotocamera FX </td><td> DFC3000 FX </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Leica MZ16 FA microscopio </td><td> MZ16 FA </td><td> Leica </td></tr><tr><td> CY3 Filtro </td><td> Modello # 11600231 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> FITC Filtro </td><td> Modello # 11513880 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> A4 DAPI / filtro UV </td><td> Modello # 11504162 </td><td> Leica </td></tr><tr><td> Germe di grano agglutinina, Alexa Fluor 488 coniugato </td><td> Gatto. # W11261 </td><td> Invitrogen </td></tr><tr><td> Grano germ agglutinina, Alexa Fluor 555 coniugato </td><td> Gatto. # W32464 </td><td> Invitrogen </td></tr></tbody></table>

rivelando topografia neural circuit in multi-color

Revealing Neural Circuit Topography in Multi-Color

Circuiti neurali sono organizzate in funzionali mappe topografiche. Al fine di visualizzare complessa architettura del circuito, abbiamo sviluppato un metodo affidabile per etichettare il modello globale di molteplici proiezioni topografiche. Il cervelletto è un modello ideale per studiare la disposizione ordinata dei circuiti neurali. Per esempio, l&#39;organizzazione compartimentale dei spinocerebellare fibre muschio ha dimostrato di essere un sistema indispensabile per lo studio di patterning muschio fibra. Abbiamo recentemente dimostrato che il germe di grano agglutinina (WGA), coniugata con Alexa 555 e 488 può essere utilizzato per il tracciamento spinocerebellare proiezioni in fibra di muschio nello sviluppo e topi adulti (Reeber et al. 2011). Abbiamo trovato tre proprietà principali che rendono il WGA-Alexa strumenti traccianti auspicabile per l&#39;etichettatura di proiezioni neurali. In primo luogo, fluorofori Alexa sono intensi e la loro luminosità permette l&#39;imaging wholemount subito dopo traccia. In secondo luogo, WGA-Alexa traccianti etichetta l&#39;intera traiettoria di sviluppo e di adulti neurali projections. In terzo luogo, WGA-Alexa rivelatori rapidamente trasportato sia in direzione retrograda e anterograda. Qui, descriviamo in dettaglio come preparare i traccianti e altri strumenti necessari, come eseguire l&#39;intervento chirurgico per spinocerebellare tracciamento e il modo migliore per proiezioni di immagini tracciate in tre dimensioni. In sintesi, forniamo un passo-passo il protocollo di analisi che sarà utile per decifrare l&#39;organizzazione e la connettività di mappe funzionali non solo nel cervelletto, ma anche nella corteccia, tronco encefalico e del midollo spinale.

Forniamo una guida pratica per fornire traccianti<em&gt; In vivo</em&gt; E usare il percorso spinocerebellare come sistema modello per dimostrare passi essenziali per il successo dei circuiti neuronali nei topi. Descriviamo in dettaglio nostro protocollo versatile di analisi che sfrutta germe di grano agglutinina (WGA), coniugata con fluorofori Alexa.

Rivelando Topografia Neural Circuit in Multi-Color

I circuiti neurali sono organizzati in mappe topografiche funzionali. Al fine di visualizzare l'architettura di circuiti complessi, abbiamo sviluppato un approccio per...

Questa procedura descrive un protocollo versatile di tracciamento in vivo che sfrutta la glutelina del germe di grano coniugata con fluorocromi Alexa per tracciare i circuiti neuronali. In primo luogo, viene effettuata un'incisione nella regione toracica inferiore e nella regione lombare superiore, e vengono recisi la fascia e i muscoli spinali superficiali. Il secondo passaggio consiste nell'eseguire una laminectomia dorsale.Successivamente, l'elettrodo microscopico viene posizionato e fissato al micromanipolatore. Segue l'iniezione sotto pressione di traccianti neurali nel midollo spinale. L'ultimo passaggio di questa procedura consiste nell'assicurare un'adeguata assistenza post-chirurgica durante il periodo di recupero e nel concedere un tempo sufficiente affinché i traccianti vengano trasportati lungo i tratti bersaglio.In definitiva, è possibile ottenere risultati che mostrano l'organizzazione e la connettività delle mappe topografiche nella corteccia cerebellare, nel tronco encefalico e nel midollo spinale mediante microscopia a immunofluorescenza. Il principale vantaggio di questo tracciante rispetto ai traccianti esistenti come BDA o W-G-A-H-R-P è che i traccianti WGA Alex

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Neuroscienze

Una questione fondamentale nella nostra comprensione di circuiti corticali è come le reti in diversi strati corticali codifica le informazioni sensoriali. Qui, descriviamo le tecniche elettrofisiologiche che utilizzano multi-laminare contatto elettrodi per registrare singola unità e potenziali di campo locale e le analisi per identificare i presenti strati corticali.

Esaminando l&#39;elaborazione locale di rete che utilizza multi-contatto laminare elettrodi di registrazione

Questo documento introduce un approccio di combinare fotostimolazione scansione laser con registrazioni cellula intera in topi transgenici che esprimono GFP in popolazioni limitate neuroni inibitori. La tecnica permette per la mappatura estesa e analisi quantitativa dei locali circuiti sinaptici di specifici neuroni inibitori corticali.

Mappatura dei circuiti neuronali inibitori da fotostimolazione scansione laser

Circuiti neurali sono topograficamente organizzate in compartimenti funzionali con specifici profili molecolari. Qui, forniamo i passi pratici e tecnici per rivelare la topografia globale del cervello utilizzando un approccio versatile wholemount colorazione immunoistochimica. Abbiamo dimostrato l'utilità del metodo che utilizza il ben capito citoarchitettura e circuiti del cervelletto.

Immunoistochimica Wholemount per rivelare Topografia Cervello Complex

Un metodo è descritto per l'etichettatura di neuroni con coloranti fluorescenti in predeterminate funzionali micro-domini della neocorteccia. Primo, imaging segnale intrinseco ottico viene utilizzato per ottenere una mappa funzionale. Poi microscopia a due fotoni è usato per l'etichetta e neuroni di immagine all'interno di un micro-dominio della mappa.

Etichettatura mirata di neuroni in una specifica funzionale Micro-dominio della neocorteccia combinando segnale intrinseca e due fotoni Imaging

Questo protocollo descrive ricostruzioni su larga scala di popolazioni neuronali selettivi, etichettati dopo l'infezione retrograda con esprimendo un virus della rabbia modificato marcatori fluorescenti, e le analisi di cluster indipendente, imparziale che consentono la caratterizzazione completa delle metriche morfologiche tra sottoclassi neuronali distinti.

Ricostruzioni su larga scala e indipendente, imparziale Clustering Sulla base morfologici metrica per classificare i neuroni in selettivi Popolazioni

Qui esempiamo una procedura per l'esecuzione di immagini su larga scala Ca 2+ con risoluzione cellulare su più strati corticali in topi liberamente spostati. Centinaia di cellule attive possono essere osservate simultaneamente utilizzando un microscopio a testa in miniatura accoppiato con una sonda a prisma implantato.

Corticale multistrato Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Imaging nei mouse con movimento libero con sonde a prisma e microscopia a fluorescenza miniaturizzata

Se integrata con una piastra di testa e un design ottico compatibile con microscopi a singolo e due fotoni, la lente del microprisma presenta un vantaggio significativo nella misurazione delle risposte neurali in una colonna verticale in diverse condizioni, inclusi esperimenti ben controllati in stati di fissazione della testa o compiti comportamentali naturali in animali che si muovono liberamente.

Imaging a lungo termine di popolazioni neurali identificate utilizzando microprismi in animali che si muovono liberamente e fissano la testa

Le aree sensoriali primarie nella neocorteccia mostrano attività spontanee uniche durante lo sviluppo. Questo articolo descrive come visualizzare le attività dei singoli neuroni e le aree sensoriali primarie per analizzare le attività sincrone area-specifiche nei topi neonatali in vivo.

Visualizzazione in vivo dell'attività spontanea nella corteccia sensoriale del topo neonatale con risoluzione di un singolo neurone

Qui, impieghiamo l'HD-MEA per approfondire le dinamiche computazionali di insiemi neuronali su larga scala, in particolare nell'ippocampo, nei circuiti del bulbo olfattivo e nelle reti neuronali umane. L'acquisizione dell'attività spazio-temporale, combinata con strumenti computazionali, fornisce informazioni sulla complessità dell'insieme neuronale. Il metodo migliora la comprensione delle funzioni cerebrali, identificando potenzialmente biomarcatori e trattamenti per i disturbi neurologici.

Registrazione e analisi della dinamica di ensemble neuronali multimodali su larga scala su array di microelettrodi ad alta densità integrati in CMOS

Qui, presentiamo due protocolli per la registrazione della micro-elettrocorticografia ad alta densità (μEcoG) in ratti e topi, inclusi metodi chirurgici, di impianto e di registrazione. Le registrazioni μECoG vengono eseguite in combinazione con la registrazione di politrodi laminari nella corteccia uditiva del ratto o con la manipolazione optogenetica dell'attività neurale nella corteccia somatosensoriale del topo.

Indagini multiscala sull'elaborazione corticale integrando politrodi laminari e optogenetica con la microcorticografia nei roditori

Scopri il tracciamento in vivo dei circuiti neurali con WGA-Alexa fluorofori nel midollo spinale di topo. Questo metodo consente la visualizzazione tridimensionale delle proiezioni topografiche nel cervelletto e nel sistema nervoso centrale.

Rivelando Topografia Neural Circuit in Multi-Color

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