Name: 自由に行動するマウスにおける有孔質路 - 歯状回シナプスの長期増強 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-29T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 13 s
Description: 学ぼう、自由に行動するマウスを用いた有孔質路-歯状回シナプスの長期増強記録法。マイクロ電極の慢性埋め込み手術と誘発応答の計測により、学習・記憶の神経生理学的メカニズムを解明する手法を習得できます。

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博士ジョセフブロンズィーノ、博士ハミーアブ·Hassaballah氏RJオースティン - ラフランス、そして氏ジェシカKoranda：著者は、次のことを認めることを願っています。

このプロトコルは、3と18歳30〜50 gでおよその体重ヶ月）のマウスに適しています。マウスは、ジャクソン·ラボラトリー（バーハーバー、ME）から得ることができる。すべての外科的および実験プロトコルは、トリニティカレッジ動物実験委員会によって承認され、実験動物の管理と使用に関するNI​​Hのガイドに合わせてあった。 1。動物の準備および外科的処置<ol><li>ケタミン（25 mg / ml）を、キシラジン（2.5 mg / ml）を、およびアセプロマジン（0.5 mg / mlの）を含む麻酔のカクテルを用意してください。その後、ペダル引っ込め反射を使用して麻酔の深さを安定して維持するために45分ごとに0.2ミリリットル/ kgを注射により補充腹部の右下の象限には1ml /体重kgを注入する。 </li><li>電気シェーバーを使用して頭蓋に毛を剃ることで手術の麻酔をかけたマウスを準備します。剃毛面積は耳の中央に目の真ん中を含める必要があります。 whiskeを剃るしないようにしてください彼らは、マウスのバレル感覚系の一部であるとしてRS。 </li><li>頭に剃毛領域にベタジン続いイソプロピルアルコールを適用するために綿棒を使用してください。そして、また、綿棒を使用して、乾燥から眼球を防止するために、目にミネラルオイルを少量適用する。 </li><li>定位フレーム装置に動物の頭をマウントするために、乳児ラットの耳の袖口の代わりに、定期的な耳のバーを使用します。これを行うには、まず左耳の袖口に左耳をマウントします。ゆっくり優しく片手で動物の頭を支え、もう一方の手で耳のカフを進めることによって、右袖口に右耳を和らげる。次に、動物の身体の下に加熱パッドを配置し、体温を維持するために86°Fに設定します。 </li><li>その後、左右にヘッド側を移動しようとすることによって、二国間の剛性をチェックする。動物は頭部が硬質であるときに適切に定位フレームに取り付けられており、左右に移動することはできませんが、簡単に上下に旋回することができます。 </li><li>優しく休む切歯は鼻/歯の棒の歯の開口部内に静かにしっかりと休んでいることを確認しながら、鼻/歯のバーアセンブリ上でマウスの鼻。 </li><li>滅菌メスを使用して、耳の中央に目の途中から始まる正中切開を行います。メスでは45°の角度に保持し、それが過度の出血の原因になりますように、基礎となる筋膜を通してではなく、頭蓋骨を切断するのに十分な圧力をかけることがされていることを確認してください。 </li><li>筋膜を分離し、頭蓋骨を露出させた綿棒を使用してください。頭蓋骨はブレグマの観光スポットとラムダ（ 図1A）はっきり見えるはずです。動物はブレグマとラムダのランドマークが同じ背腹（DV）の位置（+ 0.1ミリメートル）であるように、鼻/歯のバーを調整することにより、頭蓋骨のフラットな位置にあることを確認してください。 </li><li>露光部に滅菌生理食塩水を少量つけて軽く頭蓋骨をきれいに綿棒を使用しています。その後、完全に空気乾燥頭蓋骨のため2〜3分待って先に進む前に。 </li><li>ブレグマとラムダのDVの位置を測定するために左に定位腕に針を取り付けます。これら2ランドマークのDVの位置は、互いの0.1ミリメートル以内でなければなりません。そうでない場合、定位フレームのノーズバーは、これを達成するために上下に調整することができる。 </li><li>その前後（AP）、横方向（LAT）と背腹（DV）の測定値を記録するためにブレグマの針の位置を決めます。針がちょうど頭蓋骨に触れ、それを貫通していないことを確認してください。 </li><li>ターゲット構造の座標を決定するために、そのような「定位座標でのマウス脳」として、1をマウス脳アトラスを使用します。内側有孔質路（MPP）海馬の角の束と歯状回（DG）で、ラムダの相対それぞれブレグマは、（ 表1も参照）。その後、頭蓋骨にこれらの点をマークするために細かいボールペンや鉛筆を使用しています。 </li><li>また、頭蓋骨の反対側の2つのより多くのポイントをマークします。これらの点WHICHグランド（GND）と参照（REF）となる正中線から約3mmであるべきであり（ 図1A、表1）は 、互いに対して長手方向に位置する。 </li><li>左定位アームから針マーカーを削除し、定位マウントを搭載した電気歯科用ドリルに交換してください。各マークされた点の上にドリルを置き、直径約0.5ミリメートルの小さなバーホールを作る。掘削時には、反復的な上下運動を使用し、ドリルが脳表面を露出させるために頭蓋骨を貫通したか否かを頻繁に確認する。 </li><li>慎重にしっかり、彼らはそれを貫通することなく皮質表面に触れていることなど（ 図1A（＃0-80ステンレス製小ねじ1/8、ヘッドフィリマイナス）対側の穴（GNDとREF）のそれぞれにネジ電極をドライブ）。これらの2つのネジ電極はグランドと参考になる。 </li><li>マウントは、電気で刺激電極と記録左右の定位腕にデ·ホルダー、。 </li><li>電気生理学的差動アンプ（ゲイン= 1,000 = 1 HZ-3 kHzのバンドパスフィルタ）に現在の独立した電気生理学的な刺激と記録電極端子に刺激電極端子を接続し、誘発反応の目視検査のためのデジタルオシロスコープに。また、差動増幅器にGNDとREF電極端子を接続する。 </li><li>優しくゆっくりと視覚的に600〜800 UAの刺激ショック誘発反応をモニターしながら、0.5ミリメートル刻みで刺激的記録電極の両方低い。彼らはそれぞれの目標のDV位置に到達し、ステレオタイプの信号はオシロスコープ（ 図1B）上で観察されるまで、各電極を下げ続けています。 </li><li>その後、所定の位置に電極端子を保持するためのキャップを作るために歯科アクリルセメントを使用し、肌に触れるあらゆる歯科用セメントを拭き取るべきであるすぐに。歯科用セメントが完全に硬化したら、クリーン齧歯類ケージに定位フレームから動物を転送します。コア温度を維持するために、加熱ランプまたはパッドを使用してください。 </li><li>それが意識を取り戻すまで、動物ごとに時間を監視します。フルニキシンの注入は、鎮痛薬として投与することができる。 </li></ol> 2。 LTP誘導<ol><li>動物5〜7日は手術から回復することができます。 （122センチ×43センチメートルX 43センチメートル）防音材を装備し、電極を接続する5チャンネルの回転整流子は、刺激/記録のセットアップにつながるファラデーケージからなる録音環境で動物を置きます。 </li><li>動物は（1.17ステップ参照）刺激と記録の楽器に電極を接続する前に、録音環境で1〜2時間、順応することができます。 </li><li>出力400 UAに、刺激のコントロールを設定し、必ず目を作る反応を誘発10の平均の振幅を記録刺激の間に少なくとも10秒経過した。誘発反応を定量化するために、図1（c）に示す方法を使用します。 600、800、千、1200、および1400 UAに対して、この手順を繰り返します。 </li><li>刺激強度に対する誘発反応の平均振幅をプロットすることにより、入力/出力曲線を構築します。このプロットから測定された最大振幅の50％に相当する刺激強度を決定する。実験の残り50％の強度を使用してください。 </li><li>次いで、50％の刺激強度を用いて、5の平均振幅を記録することによってベースラインを得る応答を15分間毎分誘発。もう一度確認して刺激の間に少なくとも10秒経過していることを確認します。 </li><li>その後、内側有孔質路には5Hzのバースト速度で400 Hzで配信10パルスの10バーストから成るテタヌス刺激を提供します。濡れた犬の揺れなど、発作の兆候のために密接に動物を監視します。動物は発作experimを持っている場合ENTは終了されるべきであり、その動物からのすべてのデータは、調査結果から除外されるべきである。 </li><li>その後、5の平均振幅が応答を30分posttetanization毎分を誘発記録し続けています。その後、ベースラインからの変化率（％）（ 図2）を計算することにより、ステップ2.5で得られたベースライン振幅に、この振幅を比較する。 </li><li>実験の終了後、動物をイソフルラン系アメリカ獣医師会の安楽死に関するガイドラインと一致している方法の吸入によって安楽死させています。 </li></ol>

<ol><li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+mouse+brain+in+stereotaxic+coordinates%22">The mouse brain in stereotaxic coordinates</a>. , Compact 2nd edn, Elsevier Academic Press. (2004).</li>
<li>Bliss, T. V. P., Lomo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-lasting+potentiation+of+synaptic+transmission+in+the+dentate+area+of+the+anesthetized+rabbit+following+stimulation+of+the+perforant+path%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anesthetized rabbit following stimulation of the perforant path.</a> J. Physiol. 232, 331-356 (1973).</li>
<li>Blaise, J. H., Bronzino, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+stimulus+frequency+and+age+on+bidirectional+synaptic+plasticity+in+the+dentate+gyrus+of+freely+moving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Effects of stimulus frequency and age on bidirectional synaptic plasticity in the dentate gyrus of freely moving rats.</a> Exp. Neurol. 182, 497-506 (2003).</li>
<li>Blaise, J. H., Koranda, J. L., Chow, U., Haines, K. E., Dorward, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neonatal+isolation+stress+alters+bidirectional+long-term+synaptic+plasticity+in+amygdalo-hippocampal+synapses+in+freely+behaving+adult+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Neonatal isolation stress alters bidirectional long-term synaptic plasticity in amygdalo-hippocampal synapses in freely behaving adult rats.</a> Brain Res. 1193, 25-33 (2008).</li>
<li>Koranda, J. L., Masino, S. A., Blaise, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bidirectional+synaptic+plasticity+in+the+dentate+gyrus+of+the+awake+freely+behaving+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Bidirectional synaptic plasticity in the dentate gyrus of the awake freely behaving mouse.</a> J. Neurosci. Methods. 167, 160-166 (2008).</li>
<li>Cooke, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autophosphorylation+of+alphaCaMKII+is+not+a+general+requirement+for+NMDA+receptor-dependent+LTP+in+the+adult+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Autophosphorylation of alphaCaMKII is not a general requirement for NMDA receptor-dependent LTP in the adult mouse.</a> J. Physiol. 574, 805-818 (2006).</li>
<li>Davis, S., Bliss, T. V., Dutrieux, G., Laroche, S., Errington, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+and+duration+of+long-term+potentiation+in+the+hippocampus+of+the+freely+moving+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Induction and duration of long-term potentiation in the hippocampus of the freely moving mouse.</a> J. Neurosci. Methods. 75, 75-80 (1997).</li>
<li>Jones, M. W., Peckham, H. M., Errington, M. L., Bliss, T. V., Routtenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptic+plasticity+in+the+hippocampus+of+awake+C57BL%2F6+and+DBA%2F2+mice%3A+interstrain+differences+and+parallels+with+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Synaptic plasticity in the hippocampus of awake C57BL/6 and DBA/2 mice: interstrain differences and parallels with behavior.</a> Hippocampus. 11, 391-396 (2001).</li>
<li>Zhang, T. A., Tang, J., Pidoplichko, V. I., Dani, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Addictive+nicotine+alters+local+circuit+inhibition+during+the+induction+of+in+vivo+hippocampal+synaptic+potentiation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Addictive nicotine alters local circuit inhibition during the induction of in vivo hippocampal synaptic potentiation.</a> J. Neurosci. 30, 6443-6453 (2010).</li>
<li>Tang, J., Dani, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dopamine+enables+in+vivo+synaptic+plasticity+associated+with+the+addictive+drug+nicotine%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Dopamine enables in vivo synaptic plasticity associated with the addictive drug nicotine.</a> Neuron. 63, 673-682 (2009).</li>
</ol>

著者らは、開示することは何もありません。

このプロトコルでは、自由に行動するマウスにおいてDG中でLTPを研究するための確実かつ簡単な方法を実証した。覚醒ラットにおけるLTPの多くの研究が3,4行われてきたが、非常に少数のは、主にマウスでは限られた頭蓋の不動産がもたらす技術的な複雑さとの平均重量を基準に、電極ヘッドステージの重みに目を覚ましたマウスで行われているマウス5。自由にマイクロドライブ電極システムや接合型電界効果トランジスタ、必ずしも動物6月10日に、電極ペイロード負担を増大ヘッドステージに統合（JFET）プリアンプも使用し、マウスを振る舞うにDGでのLTPが実証されているいくつかの研究。本プロトコルの意義は、それがマイクロドライブ電極システム又はJFETのヘッドステージの使用を避けるように自由に行動するマウスでDGにLTPを誘導するための既存の方法に対する改良を表していることである。 それが重要であるこのプロトコルの重要なステップを強調するために重要。これらを含める：それは両側性、剛性になるように、定位フレーム内でマウスの頭部の1）装着（それは練習...

遺伝子を操作する技術の開発がほぼすべての神経変性および神経疾患のトランスジェニックおよびノックアウトマウスモデルを生産している。これは、以前にマウス動物モデルに大きいげっ歯類種において使用される電気生理学的研究技術の翻訳を必要としている。一つのこのような神経生理学的な調査技術は、種々の神経病理学的疾患に関与する神経回路網内のシナプス結合の有効性を試験するために使用長期増強（LTP）である。このプロトコルは、自由にマウスを振る舞うにおけるLTPの信頼性のある電気生理学的調査のための手法について説明します。他のものよりもこのプロトコルの利点は、単純で実装が容易であることであり、それはそれは高価なコンピュータ制御のマイクロドライブシステムや電界効果トランジスタのヘッドステージの使用どちらも必要としないこともなく、低コストであり、我々の知る限りでは、慢性電気生理学的記録トンの最初のビデオプロトコルですO自由にマウスを振る舞うにLTPを研究。この目的のために、我々は、この記事内で自由に行動するマウスでは長期増強を研究するための簡単​​な方法を説明します。これらの方法論は容易に神経病理学的疾患のトランスジェニックおよびノックアウトマウスモデルに変換することができます。

<table><tbody><tr><td>ケタミン (100 mg/ml)</td><td>ヘンリー・シャイン</td><td>10177</td><td></td></tr><tr><td>キシラジン (20 mg/ml)</td><td>ヘンリー・シャイン</td><td>33197</td><td></td></tr><tr><td>アセプロマジン (10 mg/ml)</td><td>ヘンリー・シャイン</td><td>2177</td><td></td></tr><tr><td>歯科用アクリル粉末</td><td>ラング・デンタル・マニュファクチャリング</td><td>1330CLR</td><td></td></tr><tr><td>歯科用アクリル液</td><td>ラングデンタルマニュファクチャリング株式会社</td><td>1306CLR</td><td></td></tr><tr><td>タングステン ワイヤー (0.127 mm)</td><td>World Precision Instruments</td><td>TGW0515</td><td></td></tr><tr><td>ステンレス鋼皮下チューブ (0.286 mm)</td><td>World Precision Instruments</td><td>832400</td><td></td></tr><tr><td>フルニキシン (50 mg/ml)</td><td>Henry Schein</td><td>14165</td><td></td></tr><tr><td>エポキシライト</td><td>スーペリア エセックス</td><td>EP 6001-M</td><td></td></tr><tr><td>ステンレス鋼ワイヤー インサート (0.2 mm)</td><td>World精密機器</td><td>792900</td><td></td></tr><tr><td>脳定位固定装置</td>用 <td>Kopf Instruments</td><td>Model 902</td><td></td></tr><tr><td>イヤーカフ(イヤーカップ)</td><td>Kopf Instruments</td><td>Model 921</td><td></td></tr><tr><td>電気生理刺激装置</td><td>Astro-Med, Inc.</td><td>S88</td><td></td></tr><tr><td>デジタルオシロスコープ</td><td>BKプレシジョン株式会社</td><td>2542</td><td></td></tr><tr><td>電流アイソレーションユニット</td><td>アストロメッド社</td><td>PSIU-6</td><td></td></tr><tr><td>差動アンプ</td><td>ワールド・プレシジョン・インスツルメンツ(株)</td><td>DAM-50</td><td></td></tr><tr><td>整流子</td>プラスチック<td>1SLC6</td><td></td><td></td></tr><tr><td>歯科用ドリル</td><td>ストールティング</td><td>58650</td><td></td></tr></tbody></table>

自由に行動するマウスにおける有孔質路 - 歯状回シナプスの長期増強

Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

シナプス伝達効率の長期増強の研究は、潜在的な細胞メカニズム基本的な学習や情報記憶装置として、それが魅力的にする特性を有する活性依存性シナプス現象は、長い間、海馬、扁桃体の様々な神経回路の生理機能を解明するために使用されている、および他の辺縁系および皮質構造。これを念頭において、神経疾患のトランスジェニックマウスモデルは、学習、感情情報とに関与する神経回路網における正常および異常なシナプスの通信における遺伝子の役割をより深く理解を開発するために長期増強（LTP）の研究を行うために有用なプラットフォームを表す処理。この記事では、確実に自由に行動するマウスではLTPを誘導するための方法論を説明します。これらの方法論は、自由神経変性疾患のマウスモデルの挙動を、トランスジェニックおよびノックアウトの研究において使用され得る。

このプロトコルで使用される表1は、DGとMPPの座標を示している。図1（a）は、頭蓋骨上の標的構 ​​造のためのマーキングを示し、。も示すグランドおよび基準電極の位置している。図1Bは、担当者が事前に両方の応答トレースを誘発示しています。と同じ動物におけるposttetanization。 posttetanization応答が。 図1Cは、応答振幅を定量するために使用される方法を示す図であるLTP誘導2を示すpretetanization応答よりも大きいことに注意喚起。実際、 図2は、前およびposttetanizationの期間に及ぶ時間にわたって応答振幅のパーセント変化を示す。これは、ピークLTP値が100％を超えたことに留意すべきである。強化された応答振幅以下の強直誘発のこれらの結果は、このプロトコルは、LTPの研究に成功したため、信頼性があることを示している自由に行動するマウスモデルにおいて。 <p class="jove_con...

神経疾患のトランスジェニックおよびノックアウトマウスモデルは、正常および異常な神経生理学における遺伝子の役割を研究するために有用である。この記事では、長期増強、自由神経病理のマウスモデルを振る舞うトランスジェニックおよびノックアウトで学習と記憶を、根底にある細胞メカニズムを研究するために使用することができる方法を説明します。

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential ...

本手順の全体的な目的は、自由行動マウスモデルにおけるLTPの記録を実証することです。まず、穿孔路と歯状回にマイクロ電極を外科的に植え込みます。次に、穿孔路への単一パルス刺激に対する歯状回のベースライン誘発反応を記録します。次に、刺激プロトコルに従ってLTPを誘発します。最終ステップとして、シナプス後応答を記録し、それらをベースライン値と比較します。最終的に、個体群スパイク（population spike）の振幅が増強されます。誘発反応の測定を用いて、LTPの連続的な誘導を示します。in vitro スライス標本などの既存の手法に対するこの技術の主な利点は、自由に行動するマウスモデルが、ヒト神経疾患のモデルにおいて神経薬理学的薬剤や遺伝子操作の影響を検証するための、生理学的に最も適切なプラットフォームを提供することです。まず、マウスの頭頂部の被毛を、目のすぐ上の領域から耳の直前まで剃毛します。この際、マウスのバレル感覚系の一部であるひげを剃らないように注意してください。次に、除毛した部位をまずイソプロピルアルコールで清浄し、続いてベタジンで清浄した後、綿棒を用いて眼に少量のミネラルオイルを塗布し、乾燥を防ぎます。マウスを脳定位固定装置に移します。通常のイヤーバーの代わりに幼若ラット用イヤーカフを使用し、まず左耳を左側のイヤーカフに固定して、動物の頭部を固定します。次に、片手で動物の頭を支え、もう一方の手でイヤーカフを近づけながら、右耳を右側のカフにそっと固定します。その後、動物の体の下にヒートパッドを敷き、体温を維持するために86 °Fに設定します。次に、頭を左右に動かそうとして、左右の両側で固定されているかを確認します。頭がしっかりと固定されており、左右には動かせないが、上下には簡単に回転させることができる状態で、動物がステレオタキシス装置に適切に装着されたことになります。続いて、マウスの吻部をトゥースバーアセンブリに乗せ、切歯がトゥースバーの歯口に優しく、かつ確実に収まっていることを確認します。滅菌済みメスを用い、両眼の中間点から両耳の中間点まで正中線に沿って切開します。この際、メスを45度の角度に保持し、下層の筋膜を切断するのに十分な圧力をかけますが、頭蓋骨まで切らないように注意してください。頭蓋骨を切断すると過剰な出血の原因となります。次に、綿棒を用いて筋膜を剥離し、曲がった止血鉗子を用いて頭蓋骨を露出させます。頭蓋骨の指標であるbgmaおよびlambdaが明確に見えていることを確認してください。歯固定バーを調整し、bgmaとlambdaが同じDV位置になるようにして、動物の頭蓋骨を水平にします。次に、露出した頭蓋骨を少量の滅菌生理食塩水で洗浄し、次の工程に進む前に頭蓋骨が完全に自然乾燥するまで2〜3分待ちます。その後、左側のステレオタキシスアームにニードルを取り付けます。これは、bgmaおよびlambdaのDV位置を測定するためです。それらが0.1 millimeter以内に収まっていることを確認してください。そうでない場合は、定位固定装置のノーズバーを上下に調整して、この状態にします。その後、針をB bgmaに配置し、そのAP L-A-T-N-D-V測定値を記録してください。針が頭蓋骨に軽く触れる程度にし、貫通させないように注意してください。マウス脳アトラスを用いて、lambdaおよびbgmaからの標的構造の座標を決定します。本実験では、angular bundle内のmedial perent pathwayおよび海馬のdentate gyrusを標的とします。次に、細筆のペンまたは鉛筆を用いて、これらの点を頭蓋骨上にマークします。続いて、頭蓋骨の反対側にさらに2点をマークします。接地として機能するこれらの点は、正中線から約 3 mm 離し、互いに縦方向に配置してください。その後、左側の定位固定装置アームからニードルマーカーを取り外し、定位固定用マウントを備えた電気歯科ドリルに交換します。ドリルの先端を各標記点の上に配置し、直径約0.5 millimeterの小さな孔（バーボウル）を開けます。穿孔時は、繰り返し上下に動かしながら、ドリルが頭蓋骨を貫通して脳表面が露出したかどうかを頻繁に確認してください。その後、対側それぞれの孔にスクリュー電極を、皮質表面を貫通させず、ちょうど接触する程度まで、慎重かつ確実にねじ込みます。これら2本のスクリュー電極を、接地電極および参照電極として使用します。続いて、刺激電極と記録電極を、それぞれ左右の定位固定装置アームにある電極ホルダーに取り付けます。その後、刺激電極の端子を電流分離機能を備えた電気生理学的刺激装置に、記録電極の端子を電気生理学的差動増幅器に接続し、さらにデジタルオシロスコープに接続して、誘発電位を視覚的に確認します。次に、接地電極と参照電極の端子を差動増幅器に接続します。刺激電極を内側穿通路へ、記録電極を歯状回へ、0.5 mm刻みでゆっくりと慎重に降ろします。その際、オシロスコープを用いて単一パルス刺激に対する誘発反応をモニターしてください。電極をそれぞれ目的の深さまで降ろし続け、オシロスコープに定型的な信号が観察されるまでこの操作を繰り返します。その後、歯科用アクリルセメントを用いてキャップを作成し、電極端子を固定します。皮膚に付着した歯科用セメントは、直ちに拭き取ってください。歯科用セメントが完全に硬化した後、動物を脳定位固定装置から清潔なマウス・ラット用ケージに移し、保温ランプまたは加熱パッドを使用して深部体温を維持します。動物が意識を取り戻すまで、1時間ごとに状態を確認してください。動物が手術から5〜7日間回復した後、鎮痛剤として複新（fuxin）を投与することがあります。動物を、遮音材を備えたファラデーケージと、刺激・記録装置へとつながる電極を接続する5チャンネル回転コミュテータからなる記録環境に配置します。電極を刺激および記録装置に接続する前に、記録環境内で1〜2時間、動物を順応させます。次に、刺激装置のコントロールを400 µA出力に設定します。刺激の間隔を10秒以上空け、誘発反応の平均10回の振幅を記録します。この手順を600 µA、800 µA、1000 µA、1200 µA、1400 µAについても同様に繰り返します。その後、この図に示す方法を用いて誘発反応の振幅を定量化します。誘発反応の平均振幅を刺激強度に対してプロットし、入力出力曲線を作成します。次に、測定された最大振幅の50%に相当する刺激強度を決定し、以降の実験ではこの強度を使用します。続いて、刺激間に少なくとも10秒の間隔を空けて、1分ごとに5回の誘発反応の平均振幅を15分間記録し、ベースラインを取得します。続いて、内側前脳路にTitanic刺激を与えます。その間、ウェットドッグシェイク（全身の震え）を含む痙攣の兆候がないか、動物の状態を注意深く観察してください。動物に痙攣が見られた場合は、実験を中止し、その個体から得られたすべてのデータを研究結果から除外する必要があります。その後、30分間にわたり、1分ごとに5回の誘発反応の平均振幅を記録し続けます。刺激後、ベースラインからの変化率を算出することで、この振幅を先に得たベースライン振幅と比較します。ここにマウス頭蓋骨上の電極の相対的な位置を示す図解を示します。また、これらは刺激前後の誘発反応の典型的なトレースです。この図は、自由行動下のマウスにおいて習得後に実施される、歯状回シナプスの内側周辺路におけるLTP誘導を示しています。この手法は、適切に実施すれば2時間で完了させることができます。この手順を行う際は、麻酔深度が維持されているか、動物の状態を頻繁に確認することが重要です。このビデオを視聴することで、自由行動下のマウスにおいてLTPを記録するために使用されるマイクロ電極を慢性的に留置するための、定位固定手術の手法について十分に理解することができます。

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Research

JoVE Journal

Behavior

行動

この記事では、ラットと脳の老化とアルツハイマー病などの加齢に伴う神経変性疾患、関連付けられているシナプスの変化の研究のためのトランスジェニックマウスから海馬切片を調製するための手順の概要を説明します。...

老化とアミロイド病理の間にシナプス変化の研究のためのラットおよびトランスジェニックマウスからの急性海馬スライスの準備

出典: Zhao, Z. et al.高周波刺激によるマウス歯状回の活性化のための侵襲的方法J. Vis.

マウス歯状回における神経細胞の活性化と神経新生を強化するための高周波刺激

本論文では、準備し、維持するために、完全な方法論を提示...

長期増強の非常に安定しており、再現性録音のための改良された準備と海馬マウススライスの保全

スライス パッチ ・ クランプの技術学習によって誘発される可塑性を分析するため

このプロトコルはマウスで信頼性の高い HFS メソッドを設定する方法を示しています。を通じて海馬歯状回の神経細胞は、HFS を直接および間接的に生体内で電気刺激します。神経活動と分子シグナリング、 c-fosと notch1 遺伝子の免疫蛍光染色でそれぞれチェックします。神経新生は、アッセイをラベリング...

高周波刺激によるマウスの海馬歯状回の活性化のための侵襲的な方法

この方法は、生きているマウスの海馬への光学的アクセスを可能にする慢性的な調製を記述する。この調製は、数週間の期間にわたって神経構造可塑性および活性誘発細胞可塑性の縦方向光学イメージングを行うために使用することができる。...

生きたマウスにおける後部海馬CA1の縦方向2光子イメージング

我々は、長手方向海馬脳スライスの記録と刺激電極を使用し、生体内の背中海馬における縦方向に位置決めされた記録および刺激電極を用いて、細胞外のポストシナプスの可能性を呼び起こし、実証した。縦方向の中間ラメラCA1に沿った長期シナプス可塑性。...

電気生理学的フィールド記録によるインターラメラ海馬CA1における長期シナプス可塑性の調査

本稿は、マウスの水平海馬脳スライスを得るための体系的なプロトコルを説明することを目的としている。この方法論の目的は、穿角経路や苔むした繊維路などの海馬繊維経路の完全性を維持し、デンテート回関連の神経学的プロセスを評価することである。...

マウス脳の水平海馬スライス

ここでは、ex vivoの脳切片で維持されている背側外側膝状核からリレーニューロンのニューロン内因性興奮性の長期可塑性を誘導するためのプロトコルについて説明します。...

背側外側膝状核ニューロンにおける内因性ニューロン興奮性の長期可塑性を誘導する

自発運動（LMA）は、マウスにおける行動のシンプルかつ簡単に行う測定である。ビデオトラッキングソフトウェア（VTS）とLMAのカップリングはLMA分析のマニュアル、ライン交差法と比較する場合は特に、特異性と感度の向上を可能にします。さらにVTSは、マウスLMAの長期的な追跡を可能にします。...

ビデオトラッキングソフトウェアによって分析されるマウスの短期および長期の自発運動

学ぼう、自由に行動するマウスを用いた有孔質路-歯状回シナプスの長期増強記録法。マイクロ電極の慢性埋め込み手術と誘発応答の計測により、学習・記憶の神経生理学的メカニズムを解明する手法を習得できます。

自由に行動するマウスにおける有孔質路 - 歯状回シナプスの長期増強

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