Name: Fibra ottica Impianto per la Stimolazione Optogenetic cronica del tessuto cerebrale (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-10-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 18 s
Description: Scopri la stimolazione optogenetica cronica del tessuto cerebrale mediante impianto a fibra ottica in topi svegli e comportamentalmente attivi. Questa tecnica minimizza i danni tissutali rispetto ai metodi tradizionali.

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Vorremmo riconoscere che questa tecnica è stata originariamente descritta da Sparta et al., 2012 ed è stato facilmente adattato per l&#39;uso nel nostro laboratorio.

* Tutti i materiali insieme a rispettivi produttori e / o fornitori sono elencati di seguito il protocollo. 1. Assemblaggio di impianto <ol><li> Preparare una miscela di calore epossidica induribile fibra ottica aggiungendo 100 mg di catalizzatore a 1 g di resina. </li><li> Misurare e tagliare circa 35 mm di 125 micron in fibra ottica da 100 micron nucleo segnando con un cuneo scriba punta in metallo duro. Posizionare la perpendicolare scriba alla fibra ottica e punteggio in un unico movimento unidirezionale. Tagliare la fibra completamente danneggiare il nucleo della fibra. </li><li> Inserire una ceramica LC capocorda con un 127 micron hanno sostenuto nel vizio, parte convessa rivolta verso il basso. </li><li> Inserire la fibra ottica nella ghiera. La fibra ottica deve scorrere agevolmente e marginalmente sporgono oltre l&#39;estremità della ferrula convessa (Figura 1a). </li><li> Applicare una goccia di calore-curable epossidica fibra ottica fino alla fine piatto e calore con pistola termica fino epossidica diventa nero. La resina epossidica dovrebberiempire la ferrula come è riscaldata e prima della polimerizzazione. La resina epossidica dovrebbe curare entro ~ 1 minuto di applicazione di calore costante. </li><li> Eliminare eventuali epossidica lungo i lati della ghiera, come sarà ostruire interfacciamento con l&#39;accoppiatore. </li><li> Lucidare l&#39;estremità convessa della boccola con un disco di lucidatura fibra ottica LC (FOPD) su fogli di ossido di alluminio lucidatura sul cuscinetto di lucidatura (Figura 1b). Crea modelli di rotazione circolari e lucidare su quattro gradi nel seguente ordine: 5, 3, 1 0,3 micron grana. </li><li> Tagliare la fibra ottica al termine piatta alla lunghezza appropriata in modo tale che si rivolge alla regione di interesse. La lunghezza può essere determinata utilizzando l&#39;atlante stereotassico. </li><li> Testare l&#39;impianto collegandolo al laser tramite il cavo accoppiatore descritto di seguito. La fine del lucido impianto viene inserito nel manicotto dell&#39;accoppiatore e deve entrare in contatto diretto con il puntale avversaria. L&#39;impianto dovrebbe essere in grado di mantenere 10 mW di luce emessa, misurato alla punta di the fibra dell&#39;impianto. Un impianto bad avrà un punto debole focale vicino alla punta della fibra ottica. </li><li> Conservare gli impianti finiti (Figura 1c) in schiuma fino al momento dell&#39;uso. </li></ol> 2. Assemblea di cavo di fibra ottica accoppiatore <ol><li> Preparare una miscela di calore epossidica induribile fibra ottica come sopra. </li><li> Misurare e tagliare un congruo spazio di 220 micron in fibra ottica da 200 micron nucleo segnando con un cuneo scriba punta in metallo duro. La lunghezza della fibra dovrebbe consentire il mouse per muoversi liberamente nel contenitore, ma non consentono il mouse per masticare attraverso la fibra. </li><li> Inserire la fibra ottica in un tratto di tubo di sfioccamento leggermente più lungo della lunghezza della fibra ottica. Il tubo deve avere un diametro interno leggermente maggiore rispetto alla fibra ottica. </li><li> Strip ~ 25mm ad una estremità della fibra ottica e inserirlo nell&#39;estremità di un metallo MM Multimode FC Virola Assembly con 230 micron foro fino all&#39;arresto. La fibra ottica deve sporgere attraverso il ferruLe estremità (Figura 2a). </li><li> Fissare il collegamento con cianoacrilato (colla super) alla fine metallo. Coprire il collegamento con un connettore di avvio e lucidare l&#39;estremità con un puntale FOPD FC. Crea modelli di rotazione circolari e lucidare su quattro gradi nel seguente ordine: 5, 3, 1, 0.3 micron grana (Figura 2b). </li><li> Striscia e inserire l&#39;altra estremità della fibra ottica in ceramico LC ghiera (230 um id foro) con l&#39;estremità distale convessa. Applicare una goccia di resina epossidica per l&#39;estremità piatta e riscaldare fino guarito. </li><li> Lucidare l&#39;estremità della ferrula convessa utilizzando un FOPD FC su fogli di ossido di alluminio lucidatura come descritto sopra. </li><li> Far scorrere un manicotto LC boccola sull&#39;estremità convessa della boccola fino al punto medio del manicotto. </li><li> Inserire una guaina termoretraibile sopra il tubo e il manicotto forcazione e calore per assicurare e proteggere la connessione (Figura 2c). </li><li> Testare l&#39;accoppiatore collegandolo alla sorgente laser e misurando la luce output attraverso l&#39;accoppiatore con uno spettrofotometro. La perdita di luce tra l&#39;uscita e l&#39;uscita laser accoppiatore misurata non deve superare il 30%. </li></ol> 3. Impianto chirurgico * Si tratta di una sola procedura di consigli. Gli strumenti sono sterili, ma i guanti non hanno bisogno di essere a causa della manipolazione costante tra gli strumenti e le attrezzature. <ol><li> Anestetizzare il mouse con una iniezione intraperitoneale ketamina / Xilazina miscela di 100 e 10 mg / kg, rispettivamente usando un ago da 30 gauge. </li><li> Shave il cuoio capelluto con Clippers. Pulire il cuoio capelluto con il 70% di alcool isopropilico seguito da Betasept wipe (soluzione di clorexidina al 4%) per due minuti, ripetendo una volta. </li><li> Posizionare il mouse nella rig sterotaxic e bloccare la testa, in modo che il cranio sia a livello. Applicare pomata oftalmica per gli occhi per prevenire la secchezza e il dolore post-operatorio. Mantenere l&#39;anestesia con isoflurano volatilizzato (1-3% diluito con ossigeno a seconda dello stato fisiologico del mouse, che deve essere continuamente monitorate da risposta ad una presa di coda). </li><li> Praticare un&#39;incisione attraverso la linea mediana del cuoio capelluto, esponendo il cranio dalle orbite oculari per lambda. Spingere da parte del tessuto connettivo, se necessario. </li><li> Utilizzare pinze Serafin per tenere indietro la pelle e mantenere un accesso al cranio (Figura 3a). </li><li> Etch un motivo a scacchi in tutta la superficie del cranio con uno strumento apposito. Lavare via i residui con soluzione salina sterile. Asciugare con cura. </li><li> Applicare il perossido di idrogeno (3%) al cranio esposto con un batuffolo di cotone per ~ 2-3 secondi per creare micropori. Lavare più volte e asciugare accuratamente. In alternativa, possono ancore essere avvitata nel cranio, come descritto in Sparta et al. (2012). </li><li> Anche in questo caso, incidere un motivo a scacchi in tutto il cranio con uno strumento apposito e lavare via i residui con soluzione fisiologica. Asciugare con cura. </li><li> Utilizzando un utensile rotante, fare un piccolo foro bava craniotomia (&lt;1 mm di diametro) con una punta sterile(Autoclave) sopra la regione di interesse, determinato dal atlante stereotassico calibrata bregma e lambda. Fare attenzione a non rompere la dura madre o danneggiare qualsiasi tessuto. Lavare via i residui e asciugare accuratamente. </li><li> Inserire la ghiera fibra ottica (impianto) nel supporto sonda e collegare al braccio stereotassico. </li><li> Posizionare l&#39;impianto in posizione direttamente sopra la regione di interesse utilizzando il braccio stereotassico (Figura 3b). Se si inserisce la fibra ottica nel tessuto cerebrale, la fibra deve essere avanzato lentamente ad una velocità di circa 2 mm / min. La ghiera deve poggiare sul cranio rimanente. </li><li> Preparare una miscela di cemento dentale. La miscela deve avere una viscosità sufficientemente bassa per applicare facilmente attraverso il cranio. Miscela sarà utilizzabile per 2-4 min. </li><li> Utilizzando uno stuzzicadenti sterile, applicare un sottile strato di cemento dentale attraverso il cranio e sulla parte inferiore dell&#39;impianto. Lo strato di base del cemento dentale dovrebbe coprire superficie tanto sul cranio comepossibile. Non lasciare che il cemento dentale venire a contatto con la pelle del topo. Questo porterà a maggiore difficoltà nel suturare così come irritazione al mouse. Se il cemento dentale viene a contatto con la pelle, lasciare asciugare parzialmente tale che l&#39;intero strato di cemento può essere rimosso prima impostazione. </li><li> Lasciare asciugare completamente. </li><li> Applicare anche strati di cemento dentale in modo da formare un piccolo tumulo sul cranio e intorno alla protesi, permettendo ad ogni strato si asciughi completamente (Figura 3c). Lasciare ~ 3-5 mm dell&#39;estremità convessa della ferrula pulita di cemento per consentire un agevole, collegamento senza ostacoli. </li><li> Suturare il cuoio capelluto sopra il tumulo di cemento dentale e intorno all&#39;impianto utilizzando sterili, monouso suture di seta intrecciati (6-0) con un ago C22. Rimuovere dopo 7 giorni. Opzionale: Bond Vet uso per il legame aggiuntivo dopo sutura. Assicurarsi di utilizzare Obbligazioni minima Vet. In eccesso può portare a gravi danni alla pelle a causa di graffi. </li><li> IMMEDIATAMENTEy dopo la chirurgia, mouse dovrebbe essere iniettati sottocute con Ketprophen (5 mg / kg) per ridurre il dolore postoperatorio. Questo dovrebbe essere ripetuta dopo 24 h. Applicare analgesici topici (Bupivicaine) e antibiotici (Neosporin) alla pelle suturata e intorno alla base dell&#39;impianto. </li><li> Posizionare il mouse in una gabbia su una coperta termica per il recupero dall&#39;anestesia. Posizionare il mouse in un contenitore sterile, gabbia di recupero post-operatorio. La gabbia di recupero non deve contenere lettiera per mantenere la temperatura ed evitare asfissia. Il mouse può essere restituito alla gabbia originale o una nuova gabbia una volta sveglio. </li></ol> Corretto montaggio dell&#39;impianto fibra ottica e risultati accoppiatore in minima perdita di fotoni tra la sorgente luminosa e l&#39;estremità della fibra ottica nella regione di interesse. Ben lucidate fibre ottiche deve trasmettere la luce in modo uniforme, cerchi concentrici (figura 2d). Con l&#39;impianto attento e sutura, l&#39;impianto non provoca irritazioni visibili ail mouse e può rimanere in posizione per studi a lungo termine (figura 3D,&gt; 1 mese, osservazioni non pubblicate) senza alcuna degradazione significativa della fibra ottica o la quantità di luce trasmessa. Impiantazione improprio o sutura può causare irritazione e può comportare il mouse graffiare attraverso la cute, esponendo il cemento dentale, o la rottura della ghiera dal cemento dentale a causa della manipolazione persistente. Un diagramma schematico del sistema assemblato può essere visto in Figura 4. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/50004/50004fig1.jpg" /> Figura 1. Assemblea delle fibre ottiche impiantabili. (A) La fibra ottica è inserito nella boccola, leggermente sporgente oltre l&#39;estremità convessa indicata dalla freccia. (B) L&#39;estremità convessa della boccola viene lucidata con una FOPD sulla qualità progressivamente più sottili fogli di lucidatura. (C) La clausola finito fibra impiantabileic. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50004/50004fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/50004/50004fig2.jpg" /> Figura 2. Assemblea di fibra ottica accoppiatore utilizzato per legare la fibra ottica giunto rotante all&#39;impianto. (A) incollaggio a fibre ottiche attraverso il gruppo ghiera. (B) Il lato ghiera del gruppo è inserito nei gradi FOPD e lucidati usando progressivamente più sottili di carta lucidatura. (C) Il manicotto ghiera è montato sul puntale e fissato con guaina termorestringente. (D) L&#39;accoppiatore fibra ottica finito dovrebbe produrre una luce concentrica con perdita minima fotone. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/50004/50004fig3.jpg" /> Figura 3. Impianto chirurgico le fibre ottiche. (A) L&#39;intera superficie del cranium è esposta e tessuto connettivo è azzerato. (B) L&#39;impianto fibra ottica viene tenuto in posizione con il braccio stereotassico. (C) il cemento dentale viene applicata la protesi fissa in fibra ottica al cranio. (D)&gt; 1 mese dopo l&#39;impianto, la guarigione della pelle attorno all&#39;impianto e non ci sono segni di irritazione. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/50004/50004fig4.jpg" /> Figura 4. Schema del sistema funzionale

<ol><li>Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Millisecond-timescale%2C+genetically+targeted+optical+control+of+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neuronal activity.</a> Nat Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).</li>
<li>Arenkiel, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Light-Induced+Activation+of+Neural+Circuitry+in+Trangenic+Mice+Expressing+Channelrhodopsin-2%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">In Vivo Light-Induced Activation of Neural Circuitry in Trangenic Mice Expressing Channelrhodopsin-2.</a> Neuron. 54, 205-218 (2007).</li>
<li>Gradinaru, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+and+cellular+approaches+for+diversifying+and+extending+optogenetics%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Molecular and cellular approaches for diversifying and extending optogenetics.</a> Cell. 141, 165-16 (2010).</li>
<li>Luo, L., Callaway, E. M., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+dissection+of+neural+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Genetic dissection of neural circuits.</a> Neuron. 57, 634-660 (2008).</li>
<li>Arenkiel, B. R., Ehlers, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+genetic+and+imaging+technologies+for+circuit+based+neuroanatomy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Molecular genetic and imaging technologies for circuit based neuroanatomy.</a> Nature. 461, 900-907 (2009).</li>
<li>Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+interrogation+of+neural+circuits%3A+technology+for+probing+mammalian+brain+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Optogenetic interrogation of neural circuits: technology for probing mammalian brain structures.</a> Nat. Protoc. 5, 439-456 (2010).</li>
<li>Adamantidis, A. R., Zhang, F., Aravanis, A. M., Deisseroth, K., de Lecea, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+substrates+of+awakening+probed+with+optogenetic+control+of+hypocretin+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Neural substrates of awakening probed with optogenetic control of hypocretin neurons.</a> Nature. 450, 420-424 (2007).</li>
<li>Sparta, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+implantable+optical+fibers+for+long-term+optogenetic+manipulation+of+neural+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Construction of implantable optical fibers for long-term optogenetic manipulation of neural circuits.</a> Nature Protocols. 7, 12-23 (2012).</li>
<li>Stuber, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitatory+transmission+from+the+amygdala+to+nucleus+accumbens+facilitates+reward+seeking%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Excitatory transmission from the amygdala to nucleus accumbens facilitates reward seeking.</a> Nature. 475, 377-380 (2011).</li>
<li>Liu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+stimulation+of+a+hippocampal+engram+activates+fear+memory+recall%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall.</a> Nature. 484, 381-385 (2012).</li>
</ol>

Optogenetics è una tecnica nuova e potente che consente il controllo senza precedenti su specifici sottotipi neuronali. Ciò può essere sfruttato per modulare circuiti neurali con precisione anatomica e temporale, evitando il tipo cellulare e indiscriminata effetti invasivi di stimolazione elettrica attraverso un elettrodo. L&#39;impianto di fibre ottiche permette di coerenza, stimolazione cronica dei circuiti neurali più sessioni in sveglio, comportandosi topi con il minimo danno al tessuto. Questo sistema, originariame...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente o attrezzature </td><td> Azienda </td><td> Catalogo # </td><td> Commenti </td></tr><tr><td> LC Ferrule Sleeve </td><td> Prodotti in fibra di precisione (PFP) </td><td> SM-CS125S </td><td> 1,25 millimetri ID </td></tr><tr><td> FC MM pre-assemblato Connettore </td><td> PFP </td><td> MM-CON2004-2300 </td><td> 230 micron Ferrule </td></tr><tr><td> Miller FOPD LC-Disc </td><td> PFP </td><td> M1-80754 </td><td> Per LC ghiere </td></tr><tr><td> Forcazioni tubo </td><td> PFP </td><td> FF9-250 </td><td> 900 micron od, 250 id pm </td></tr><tr><td> MM LC Stick Virola 1,25 millimetri </td><td> PFP </td><td> MM-FER2007C-1270 </td><td> ID 127 micron Diametro </td></tr><tr><td> MM LC Stick Virola 1,25 millimetri </td><td> PFP </td><td> MM-FER2007C-2300 </td><td> 230 micronID Alesaggio </td></tr><tr><td> Calore epossidica induribile, e resina indurente </td><td> PFP </td><td> ET-353ND-16OZ </td><td></td></tr><tr><td> FC / PC e SC / PC Disk lucidatura connettore </td><td> Thorlabs </td><td> D50-FC </td><td> Per FC ghiere </td></tr><tr><td> Potenza ottica digitale e contatore di energia </td><td> Thorlabs </td><td> PM100D </td><td> Spettrofotometro </td></tr><tr><td> Lucidatura Pad </td><td> Thorlabs </td><td> NRS913 </td><td> 9 &quot;x 13&quot; 50 Durometro </td></tr><tr><td> Ossido di alluminio (Lappatura Lucidatura) Fogli: 0.3, 1, 3, 5 micron graniglie </td><td> Thorlabs </td><td> LFG03P, LFG1P, LFG3P, LFG5P </td><td></td></tr><tr><td> Standard Fiber Rivestimento duro Multimodale </td><td> Thorlabs </td><td> BFL37-200 </td><td> Basso OH, 200 core micron, 0,37 NA </td></tr><tr><td> Fibra Stripping Tool </td><td> Thorlabs </td><td> T10S13 </td><td> Clad / Coa: 200 micron / 300 micron </td></tr><tr><td> SILICA / SILICA fibra ottica </td><td> Polymicro Technologies </td><td> FVP100110125 </td><td> High-OH, UV avanzata, 0,22 NA </td></tr><tr><td> 1x1 misto a fibre ottiche Rotary </td><td> lenti doriche </td><td> FRJ_FC-FC </td><td></td></tr><tr><td> Mono Cavo adattatore a fibre ottiche </td><td> lenti doriche </td><td> MFP_200/230/900-0.37_2m_FC-FC </td><td></td></tr><tr><td> Le guaine termorestringenti, 1/8 di pollice </td><td> Allied Electronics </td><td> 689-0267 </td><td></td></tr><tr><td> Pistola di calore </td><td> Allied Electronics </td><td> 972-6966 </td><td> 250 W, 750-800 ° F </td></tr><tr><td> Cotone punta applicatori </td><td> Puritan Medical Prodotti </td><td> 806-WC </td><td></td></tr><tr><td> Tessuto adesivo VetBond </td><td> Fischer Scientific </td><td> 19-027136 </td><td></td></tr><tr><td> Flash protesi base acrilica </td><td> Yates Motloid </td><td> ColdPourPowder + Liq </td><td></td></tr><tr><td> BONN Miniature Iris Forbici </td><td> Miltex Integra </td><td> 18-1392 </td><td> 3-1/2 &quot;(8,9 centimetri), dritte, 15 lame di diametro </td></tr><tr><td> Johns Hopkins Bulldog Morsetto </td><td> Miltex Integra </td><td> 7-290 </td><td> 1-1/2 &quot;(3,8 cm), curvo </td></tr><tr><td> MEGA-Torque elettrico Lab motore </td><td> Vettore </td><td> EL-S </td><td></td></tr><tr><td> Panther Frese-Ball # 1 </td><td> Clarkson Laboratorio </td><td> 77,1006 </td><td></td></tr><tr><td> Violet Blue Laser System </td><td> CrystaLaser </td><td> CK473-050-O </td><td> Lunghezza d&#39;onda: 473 nm </td></tr><tr><td> Laser Alimentazione </td><td> CrystaLaser </td><td> CL-2005 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont # 2 Pinze per laminectomia </td><td> Fine Scienza Strumenti </td><td> 11223-20 </td><td></td></tr><tr><td> Sonda </td><td> Strumenti Scienza Belle </td><td> 10140-02 </td><td></td></tr><tr><td> 5 &quot;Hemostat Etero </td><td> EXCELTA </td><td> 35-PH </td><td></td></tr><tr><td> Morsa con base appesantita </td><td> Altex Elettronica </td><td> PAN381 </td><td></td></tr></tbody></table>

fibra ottica impianto per la stimolazione optogenetic cronica del tessuto cerebrale

Fiber-optic Implantation for Chronic Optogenetic Stimulation of Brain Tissue

Modelli chiarire di connettività neuronale è stata una sfida sia per clinica e di base delle neuroscienze. Elettrofisiologia è stato il gold standard per l&#39;analisi dei modelli di connettività sinaptica, ma accoppiati registrazioni elettrofisiologiche possono essere sia ingombrante e sperimentalmente limitante. Lo sviluppo di optogenetics ha introdotto un metodo elegante per stimolare i neuroni e circuiti, sia in vitro che in vivo 1 e 2,3. Sfruttando cellula-tipo di attività specifica promotore per guidare l&#39;espressione opsin in discrete popolazioni di neuroni, si può stimolare con precisione geneticamente definiti sottotipi neuronali distinti circuiti 4-6. Metodi ben descritti per stimolare neuroni, compresi stimolazione elettrica e / o manipolazioni farmacologiche, sono spesso del tipo cellulare indiscriminata, invasivo, e può danneggiare i tessuti circostanti. Queste limitazioni possono alterare la normale funzione sinaptica e / o di comportamento del circuito. Inoltre, a causaalla natura della manipolazione, i metodi attuali sono spesso acuta e terminale. Optogenetics offre la capacità di stimolare i neuroni in modo relativamente innocuo, e nei neuroni geneticamente mirati. La maggior parte degli studi riguardanti optogenetics in vivo attualmente utilizza una fibra ottica guidato attraverso una cannula impiantata 6,7, tuttavia, le limitazioni di questo metodo includono tessuto cerebrale danneggiato con inserimento ripetuto di una fibra ottica, e una possibile rottura della fibra all&#39;interno della cannula. Dato il campo in rapida crescita della optogenetics, un metodo più affidabile di stimolazione cronica è necessaria per facilitare studi a lungo termine con il minimo danno tissutale collaterali. Qui forniamo il nostro protocollo modificato come video articolo per integrare il metodo efficace ed elegantemente descritto in Sparta et al. 8 per la realizzazione di un impianto in fibra ottica e la sua fissazione permanente sul cranio di topi anestetizzati, così come l&#39;assemblaggio del fibraaccoppiatore ottico collega l&#39;impianto di una fonte di luce. L&#39;impianto, collegato con fibre ottiche ad un laser a stato solido, permette un metodo efficiente per photostimulate cronicamente funzionale circuiteria neuronale con danno tissutale meno 9 utilizzando piccoli, staccabili, cavezze. Fissaggio permanente degli impianti in fibra ottica provvede a mantenere a lungo termine in vivo studi optogenetic di circuiti neuronali in Svegliatevi, topi si comportano 10 con minimo danno tissutale.

Lo sviluppo di optogenetics ora fornisce i mezzi per stimolare i neuroni geneticamente definiti con precisione e circuiti, sia<em&gt; In vitro</em&gt; E<em&gt; In vivo</em&gt;. Qui si descrive il montaggio e l&#39;impianto di una fibra ottica per fotostimolazione cronica del tessuto cerebrale.

Fibra ottica Impianto per la Stimolazione Optogenetic cronica del tessuto cerebrale

Elucidating patterns of neuronal connectivity has been a challenge for both clinical and basic neuroscience. Electrophysiology has been the gold standard ...

Lo scopo del seguente esperimento è quello di attivare e studiare i circuiti neuronali a lungo termine in topi svegli e comportanti. Questo metodo è adattato dal concetto originariamente descritto in Sparta etal. Ciò si ottiene assemblando prima un cavo di coppia in fibra ottica, che collega il giunto rotante ottico all'impianto in fibra ottica.Successivamente, la fibra ottica viene impiantata sul tessuto cerebrale di interesse per creare un passaggio per la luce per viaggiare direttamente verso il canale che esprime i neuroni che esprimono la redina. Infine, la sorgente luminosa è collegata al giunto rotante ottico per creare un percorso collegato in serie dalla sorgente luminosa al tessuto cerebrale. In definitiva, l'attivazione indotta dalla luce di neuroni che esprimono la redsina del canale può essere valutata sulla base di studi in vivo, elettrofisiologici e comportamentali.Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come le cannule guida è che riduce al minimo il danno al tessuto cerebrale causato dall'inserimento e dalla rimozione ripetuti di una fibra ottica. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulla funzione del circuito neurale, pu

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Neuroscienze

I neuroni adulti, nato del bulbo olfattivo può essere controllato tramite optogenetically Channelrhodopsin2 che esprimono iniezione lentivirali nel flusso migratorio rostrale e fotostimolazione cronica con una miniatura impiantato LED.

Selettiva trasduzione virale di neuroni olfattivi per adulti nati per cronica In vivo Optogenetic Stimolazione

Il recente sviluppo di strumenti neuroscienza che combinano genetica e ottica, definito "optogenetics", consente il controllo sulle attività del circuito neurale con un livello senza precedenti di risoluzione spaziale e temporale. Qui forniamo un protocollo per l'integrazione nella registrazione vivo con la manipolazione optogenetic di sottoinsiemi geneticamente definiti di neuroni piramidali corticali prefrontali e subicular.

Un metodo per High Fidelity optogenetic controllo dei singoli Piramidale neuroni<em&gt; In vivo</em

L'optogenetica è diventata un potente strumento da utilizzare negli esperimenti di neuroscienze comportamentali. Questo protocollo offre una guida passo passo alla progettazione e all'impostazione di sistemi laser e fornisce un protocollo completo per l'esecuzione di stimolazioni optogenetiche in vivo multiple e simultanee compatibili con la maggior parte dei paradigmi di test comportamentali dei roditori.

In vivo optogenetic stimolazione del sistema nervoso centrale Roditore

Questo protocollo descrive i passaggi e l'analisi dei dati necessari per eseguire con successo la risonanza magnetica funzionale optogenetica (ofMRI). ofMRI è una nuova tecnica che combina la lettura fMRI ad alto campo con la stimolazione optogenetica, consentendo la mappatura specifica del tipo di cellula dei circuiti neurali funzionali e delle loro dinamiche in tutto il cervello vivente.

Optogenetic risonanza magnetica funzionale

Qui, presentiamo un metodo per la distribuzione di vettori di espressione virale nel cervello utilizzando seta fibroin film. Questo metodo consente la somministrazione mirata di vettori di espressione utilizzando fibre ottiche rivestite di seta/AAV, fibre ottiche coniche e windows cranica.

In Vivo Mirati espressione delle proteine di optogenetica utilizzando seta/AAV film

Con la manipolazione optogenetica di specifiche popolazioni neuronali o regioni cerebrali, il comportamento può essere modificato con alta risoluzione temporale e spaziale in animali in movimento libero. Utilizzando diversi strumenti optogenetici in combinazione con fibre ottiche cronicamente impiantate, è possibile eseguire una varietà di modulazioni neuronali e test comportamentali.

Manipolazione optogenetica dell'attività neuronale per modulare il comportamento nei topi in movimento libero

Qui, presentiamo il metodo di fabbricazione di un sistema optrode con fibre ottiche per l'erogazione della luce e un array di elettrodi per la registrazione neurale. Esperimenti in vivo con topi transgenici che esprimono channelrhodopsin-2 mostrano la fattibilità del sistema per la stimolazione optogenetica simultanea e la registrazione elettrofisiologica.

Optrode Array per la modulazione optogenetica simultanea e la registrazione neurale elettrica

Questo protocollo descrive in dettaglio una procedura chirurgica per l'esecuzione della chirurgia del midollo spinale e per l'impianto e il fissaggio di un gambo ottico sopra il midollo spinale nei roditori.

Impianto di dispositivi optoelettronici nel midollo spinale del roditore

Abbiamo sviluppato un approccio semplificato ed economico per la fabbricazione di elettrodi e condotto registrazioni di segnali su più regioni in topi che si muovono liberamente. L'utilizzo dell'optogenetica, insieme all'elettrofisiologia multiregionale e alla registrazione del segnale del calcio, ha permesso la rivelazione delle attività neuronali in tutte le regioni nel modello di accensione delle crisi.

Un metodo integrato per la creazione di optrodi elettrofisiologici flessibili e convenienti per la registrazione in vivo multi-regione

Questo protocollo fornisce un metodo integrato che include la somministrazione virale, l'impianto di optrodi, l'induzione fototrombotica, la registrazione simultanea dell'attività degli astrociti e dei neuroni, e la stimolazione optogenetica degli astrociti. Questo metodo integrato mira a fornire un'indagine parallela della relazione astrocito-neurone nelle fasi acute a croniche dell'ictus ischemico.

Un metodo integrato per la modellazione fototrombotica dell'ictus e la registrazione in vivo dell'attività neuronale e astrocita in topi in comportamento

Scopri la stimolazione optogenetica cronica del tessuto cerebrale mediante impianto a fibra ottica in topi svegli e comportamentalmente attivi. Questa tecnica minimizza i danni tissutali rispetto ai metodi tradizionali.

Fibra ottica Impianto per la Stimolazione Optogenetic cronica del tessuto cerebrale

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