振動は、基本的なネットワークのプロパティであり、病気や薬物によって調節されます。脳スライス振動を研究することは、制御された条件下で分離されたネットワークの特徴付けを可能にします。プロトコルはCA1のγ振動を誘発するための急性脳切片の調製のために提供されます。
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この記事について
サマリー
要約
神経回路網の振動は、健康と疾患における脳活動の重要な特徴であり、臨床的に使用される薬物の範囲によって調節することができます。 （ - 80ヘルツ20）プロトコルはCA1のγ振動を研究するためのモデルを生成するために設けられています。これらのγ振動は、少なくとも30分間安定しており、ペースメーカー電流の活性化に加えて、興奮性と抑制性シナプス活性に依存します。 Tetanically刺激振動は、ネットワーク状態に報告スパイク·カウント、発振期間、待ち時間および周波数を含む再現性、容易に定量化可能な特性の数を持っています。電気的に刺激振動の利点は、安定性、再現性とネットワーク機能の強固な特性評価を可能にするエピソードの取得を含みます。 CA1のγ振動のこのモデルは、細胞メカニズムを研究し、体系的疾患および薬物によって変更される方法を神経回路網の活動を調査するために使用することができます。疾患状態の薬理学を容易に特に病気のメカニズムを標的とする薬剤の選択を可能にするように遺伝的に改変された、または介入の動物モデルからの脳切片を使用して組み込むことができます。
概要
脳のネットワーク振動が行動状態に相関異なった周波数帯域内で発生します。げっ歯類では、海馬θ振動（5から10 Hz）は、探索行動1,2の間に観察されたγ振動しながら-知覚と注意3,4を含むさまざまな認知過程、と（20〜80 Hz）と関連付けます。同期γのネットワーク活動はまた、てんかんや統合失調症5,6のような障害の病態に関与しています。例えば、γ振動が皮質てんかん焦点5,7,8の領域に対応すると考えられているとpharmacosensitivityや抵抗、てんかん研究9における調査の二つの重要な領域のマーカーとして使用することができます。
海馬脳スライスは、広くネットワーク活動10-12を調査するために使用されているモデルです。様々なプロトコルは、典型的には、I脳切片におけるγ振動を発生させるために開発されていますこのような低Mg 2+を 、4-アミノピリジン（4AP）、ビククリン、およびカイニン酸12-17としてnvolve薬理学的調節。薬理学的に引き起こさ振動の欠点は、それらが薬物適用後にランダムに発生し、確実に生成されるか、または経時的に安定していないということです。電気的γ振動は、これらの問題の多くを克服し、また時間的にエピソードの記録および分析を可能にする刺激イベントにロックされるという利点を....
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プロトコル
マウスの実験はすべてフローリー研究所動物倫理委員会によって承認されました。
脳スライスを切断するための1.セットアップ
- （MM）125コリン-Clで、2.5のKCl、0.4のCaCl 2、6のMgCl 2、1.25のNaH 2 PO 4、26 NaHCO 3で成る切削液を調製し、20 D-グルコースは、カルボゲンガス（95％O 2 -5で飽和します（MM）125のNaCl、2.5のKCl、2 CaCl 2を、2のMgCl 2、1.25のNaH 2 PO 4、26 NaHCO 3で飽和した10 D-グルコースから構成される％のCO 2）と人工脳脊髄液（aCSFの）記録液カーボゲン。冷たいそれを維持するために氷の上に切削液を配置します。
- 切削液の約400 mlで凍結し、氷スラリーを生成するために解凍切断溶液100mlと一緒にブレンドします。小さ なCを通る約0.5リットル/分の流量でカルボゲン（95％O 2 -5％CO 2）とバブルaliberチューブまたは焼結ガラスは、泡の安定したが、穏やかな流れを生成します。
- 脳ス....
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結果
地層oriensのテタヌス刺激は（35.4±2.2 Hz）で、堅牢で再現性のγ振動を生成し、 図3Bを参照してください。振動はCA3からの入力が屈曲32 G針を用いCA2領域のスライスを切断することによって切断されたCA1ローカルネットワーク内で生成されたことを実証するために。振動が局所的に生成されていることを示し、カットスライスの振動特性は、切断されていないスライス（切断されていないスライス5.89±0.8スパイク、N = 6;±1.1 6.16スライスをカットスパイク、N = 6、P = 0.85）と差がなかったです。
この方法の重要な利点は、記録の安定性です。破傷風は、5分間隔で送達されたときに振動が（15分対30分のスパイクの数についてp = 0.26）は、任意の所与のスライスのために少なくとも30分間安定でした。振動およびその他のパラメータの中のスパイクの総数のスライス間のばらつきがあります。 Dのためのベースライン特性の差は軽微な要因であるように、実験対のラグ研究を行うことができます。イントラスライスの比較のために変動が懸念されるこ.......
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ディスカッション
急性脳スライスにおけるCA1のγ振動を生成するための堅牢な方法が記載されています。生成された振動が制御し、ネットワーク振動12の神経生理学的基礎を理解するためのより良い機会を可能にするローカル回路から生じます。 AMPA受容体、GABA A受容体は、I HとT型Ca 2+チャネルはすべて、このモデルにおけるγ振動のために必要とされます。ここで説明するローカルCA1の振動が確実に発生させることができるが、これは、脳スライスが健康であることを確実にすることに依存しています。重要なステップは、氷冷溶液中で除去した後、急速に浸漬中に脳に浸透しないように注意しながら、頭蓋骨から脳を迅速に除去することです。スライス健康21を維持するために60秒-理想的には頭蓋骨から断頭し、脳の除去との間の時間はない30以上である必要があります。
テタヌス刺激を使用して、ローカルのCA1γ振動はすることができます薬剤に依存せずに、標準的な生理学的記録溶液中で生成されました。これは、薬剤の添加は解釈を混乱.......
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開示事項
著者らは、開示することは何もありません。
謝辞
APAからRJHへの支援、NHMRCプログラム助成金の400121 SPへの支援、およびNMHRCフェローシップ1005050 SPへの支援を受けていますFT0990628。Florey Institute of Neuroscience and Mental Healthは、ビクトリア州政府のインフラストラクチャーファンドによってサポートされています。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 4-(N-エチル-N-フェニルアミノ)-1,2-ジメチル-6-(メチルアミノ)ピリミジニウムクロリド(ZD7288) | シグマ-アルドリッチ | Z3777 | |
| ビウクリン | シグマアルドリッチ | 14340 | |
| 6-シアノ-7-ニトロキノキサ-ライン-2,3-ジオン(CNQX) | シグマ-アルドリッチ | C127 | |
| ニッケル | シグマ-アルドリッチ | 266965 | |
| カルバマゼピン | シグマアルドリッチ | C4024 | |
| (2R)-アミノ-5-ホスホノペンタノ酸 (APV) | Tocris Bioscience | 0105 | |
| レチガビン | ChemPacific | 150812-12-7 | |
| Choline-Cl | Sigma-Aldrich | C1879-5KG | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P9333-500G | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S9638-250G | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | S6297-250G | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S7653-5KG | |
| Glucose | Sigma-Aldrich | G8270-1KG | |
| CaCl2 & bull; 2H2O | Sigma-Aldrich | 223506-500G | |
| MgCl2 &雄牛;6H2O | Sigma-Aldrich | M2670-500G | |
| 電極ガラス | ハーバード製装置 | GC150F-10 | |
| 同心円状バイポーラ刺激金属電極 | FHC | CBBPF75 | |
| デジタルアイソレータ | 機器取得 | モデル BJN8-9V1 | |
| モデル1800アンプ | AMシステム | モデル1800アンプ | |
| ジタイザーナショナル | インストゥルメント | NI USB-6211 | |
| 振動ライ | カ | VT1200s |
参考文献
- Buzsaki, G. Theta rhythm of navigation: link between path integration and landmark navigation, episodic and semantic memory. Hippocampus. 15 (7), 827-840 (2005).
- Vanderwolf, C. H. Hippocampal electrical activity ....
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