Name: マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-31T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 3 s
Description: 学ぶ マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価法。APP/PS1マウスと野生型マウスを用いて、電気生理学的同期化とアルツハイマー病における脳横化の変化を解析します。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この研究は、中国国立自然科学財団(31771219、31871170)、広東省科学技術部(2013KJCX0054)、広東省自然科学財団(2014A030313418)の助成金によって支援されました。2014A030313440)。

中国科学技術省の実験動物ガイドラインと実験によると、すべての動物は標準的な条件(12時間の光/暗い、一定の温度環境、食物と水への自由なアクセス)の下でペアで収容されました。広州大学の地元の倫理委員会によって。これは非生存の手順です。
注:代表的な結果に示すデータについては、APP/PS1(B6C3-Tg(ApPswe,PSEN1dE9)85Dbo/J)の二重トランスジェニックマウスおよびリターメイト野生型(WT)コントロールを生後3~5ヶ月で、記録に使用した(n=10、グループあたり)。
1. 動物麻酔と手術
<ol><li>あなたの地元の動物ケア委員会から承認された麻酔レジメンによってマウスを計量し、麻酔します。</li>
	<li>手術前に深い麻酔を確認するために鉗子で尾またはつま先のピンチを行う。</li>
	<li>マウスを立体装置に置き、頭部を固定します。</li>
	<li>しっとり保つために両目に目のミントを適用します。術前および術後の鎮鎮薬に関する地元の動物ケアガイドラインに従ってください。</li>
	<li>外科バリカンを使用して髪を剃ります。はさみで露出した外科領域の真ん中に小さな切開(12〜15ミリメートル)を作ります。鉗子を使用して、頭皮を中線からそっと引き離します。</li>
	<li>皮膚を穏やかに分離し、残留組織を除去します。過酸化水素コーティングされた綿棒を使用して頭蓋骨をきれいにします。</li>
	<li>頭蓋骨の左右に半径1.0~1.5mmの小さな穴を2つドリルで穴を開け、記録マイクロ電極を立体顕微鏡下でM2領域に挿入できるようにします(図1A)。 注:両側M2の立体位置:ブレグマに1.94 mm、中線に1.0mm、硬膜に0.8〜1.1 mmの腹部。</li>
	<li>タングステン針で慎重にデュラ母を取り除きます。</li>
	<li>1-2 MΩの抵抗を持つ記録マイクロ電極としてガラスホウケイ酸塩マイクロピペット(外径:1.0mm)を引っ張ります。</li>
	<li>機械的マイクロマニピュレータ(60°、図1B)を使用して、0.5 M NaClで満たされた2つの別々の記録マイクロ電極を穴に挿入します。</li>
</ol>2. マウスの両側M2におけるLFP記録
<ol><li>左右のガラス電極をゆっくりと両側M2の適切な座標に下げる(図1C)。</li>
	<li>品質管理のために、差動アンプを使用して各電極の抵抗をテストしてから、LFPをキャプチャします。</li>
	<li>1,000倍の増幅で0.1Hzのハイパスと1,000Hzローパスで録音プロセスを設定します。</li>
	<li>安定した状態で少なくとも60sの自発的な活動のデジタル化された生のLFPデータを収集し、マウスは麻酔下で毎秒2呼吸の呼吸速度で均等に呼吸する。</li>
	<li>記録後、ゆっくりと脳から電極を上げ、速い子宮頸部脱臼によってマウスを安楽死させる。</li>
	<li>データを保存し、オフラインで分析します。</li>
</ol>3. 相互相関分析
<ol><li>[解析 - 解析ソフトウェアの波形相関]をクリックし、データをインポートします。</li>
	<li>パラメータ設定<ol>
<li>一方の波形チャネル信号を最初のチャネルとして定義し、もう一方を参照として定義します。幅を 2 に設定し、オフセットを 1 (図 2 A) に設定します。</li>
		<li>開始時刻と終了時刻を選択して、両方の LfP の継続時間を 100 s に設定します。[プロセス]ボタンを押して相互相関解析を実行します (図 2B)。 注:このような持続時間を持つ同時二国間信号は、ニューロンの自発的な活動を示すのに十分な長さであり、それによって同期の基本的な特性を明らかにする。</li>
	</ol>
</li>
	<li>[ファイル -[名前を付けてエクスポート]をクリックし、結果のポップアップチャートに対応する相互相関結果を .txt 形式で保存します。</li>
	<li>.txt ファイル (図 2C)を開き、タイム ラグの相関値を削除する 0 ± 0.01 s (2 つの連続ガンマ波には少なくとも 0.01 秒間隔があるため)、負のタイム ラグ部分または平均で残りの相関データを平均化します。正のタイム ラグ部分のクロス相関データの残りの部分。</li>
</ol>4. コヘレンス分析
<ol><li>分析ソフトウェアでデータをインポートして実行します。</li>
	<li>2 つの LFP 信号を 1 番目と 2 番目の波形チャネルに個別に割り当てます。次に、ブロック サイズの値を設定します (図 3A)。 注: ブロック・サイズは、FFT で使用されるデータ・ポイントの数を意味します。ブロック サイズが大きいほど、周波数分解能が高くなります。ここでは、4096 として設定することをお勧めします。</li>
	<li>点線を手動で移動して、両方のチャンネルの信号の時間精度が同じ期間として設定されていることを確認します(図 3B)。[エリアの追加] ボタンを押して領域を読み込み、一貫性解析を実行します。</li>
	<li>[ファイル - [名前を付けて保存]をクリックして、結果のポップアップ チャートに対応するコハネの結果を .txt 形式で保存します (図3B)。</li>
</ol>

著者は何も開示していない。

ここでは、生体内の二国間細胞外記録の手順を報告するとともに、脳半球の横向きの推定に柔軟かつ容易に行える二重領域LFP信号の同期を分析し、2つの脳領域の神経活動間の接続性、指向性または結合。これは、グループニューロン活動だけでなく、特にシステムを持たない振動活動やラボのスクリーニングに興味を持っている研究室のために、地域間電気生理学のいくつかの基本的な特性を明らかにするために広く使用することができます。振る舞う動物23でのマルチチャンネル録音.
一般に、脳波検査(EEG)、磁気脳波検査(MEG)、機能磁気共鳴イメージング(fMRI)などの脳活動を監視する一連の技術が利用可能です。このような方法は、提示された録音と比較して、時間的および空間的な解像度が比較的低い。例えば、脳波は、脳の細胞外活動を調査するための最も古く、最も市販の器具の一つです。自由に動くげっ歯類に「高密度」EEGを用いて、不十分な空間分解能24、25、26を改善する研究があるが、頭蓋骨は常により多くのノイズを発生させ、信号対雑音を低減する。<sup cl...

アルツハイマー病(AD)は、認知症1、2の最も一般的な形態です。細胞外βアミロイドタンパク質(β-アミロイドタンパク質、Aβ)沈着および細胞内神経線維性もつれ(NOF)は、AD3、4、5の主な病理学的特徴であるが、ADの根底にあるメカニズムである病因はほとんど不明のままである。認知と記憶の重要な構造である大脳皮質は、AD6で障害を受け、歩行が遅いなどの運動障害、環境のナビゲートが困難、歩行障害が7歳に伴って起こる。Aβ沈着および神経線維性もつれは、AD患者8および認知的影響を受けた高齢者9の前運動皮質(PMC)および補助運動領域(SMA)においても観察され、障害を持つ運動の関与を示す。AD病因のシステム。
脳は縦割れで分割された2つの異なる大脳半球によって形成される。健康な脳は、構造的および機能的な非対称性10の両方を示し、「横化」と呼ばれ、脳が複数のタスクや活動を効率的に処理できるようにします。老化は認知および移動の悪化をもたらす, 脳の横数の減少と一緒に11,12.左半球の運動能力は健康な脳13で容易に明らかであるが、AD脳異常横性は左皮質萎縮に関連する左半球支配の失敗の結果として起こる14、 15、16.したがって、AD病因における脳横形成の起因性変化の可能性を理解することは、AD病因に関する新たな洞察を提供し、治療のための潜在的なバイオマーカーの同定につながる可能性がある。
電気生理学的測定は、動物の神経活動の変化を評価する敏感で効果的な方法です。高齢者における半球非対称性の減少(HAROLD)17は、同期した半球間移動時間を伴う電気生理学的研究によって文書化されており、これは、半球非対称性の弱体化または不在を示す。高齢者18の発話刺激.APP/PS1を利用して、最も一般的に使用されるADマウスモデルの19、20、21、22、左右両方のM2におけるLFPの生体内両側細胞外記録と組み合わせて、ADで可能な横割り赤字を評価した。さらに、単純なパラメータ設定により、データ解析ソフトウェア(材料表を参照)の組み込み機能により、数学的によりも電気信号の同期をより速く、より簡単に分析できます。生体内電気生理学で初心者に優しい複雑なプログラミング言語。

<table><tbody><tr><td>AC/DC差動増幅器</td><td>A-M Systems</td><td>Model 3000</td><td></td></tr><tr><td>アナログデジタルコンバータ</td><td>Cambridge Electronic Design Ltd.</td><td>Micro1401</td><td></td></tr><tr><td>ガラスホウケイ酸マイクロピペット</td><td>南京春教育実験装置会社</td><td>161230</td><td>外径:1.0mm</td></tr><tr><td>マイクロ電極プーラー</td><td>成重</td><td>PC-10</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>広州化学試薬工場</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>ピンマイクロ電極ホルダー</td><td>World Precision Instruments, INC.</td><td></td><td></td>MEH3SW10</tr><tr><td>スパイク2&nbsp;</td><td>ケンブリッジ・エレクトロニック・デザイン・リミテッド</td><td></td><td></td></tr><tr><td>実体顕微鏡</td><td>Zeiss</td><td>435064-9020-000</td><td></td></tr><tr><td>脳定位固定装置&nbsp;</td><td>RWDライフサイエンス</td><td>68045</td><td></td></tr><tr><td>ウレタン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>94300</td><td></td></tr></tbody></table>

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice

この記事では、マウスの皮質領域における生体内二国間の記録と局所視野電位(LFP)の分析の両方に関する完全で詳細な手順を示し、横質欠損の可能性を評価するのに有用であり、げっ歯類における脳の接続性とニューラルネットワーク活動の結合を評価する。一般的な神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)の根底にある病理学的メカニズムは、ほとんど知られていない。脳の横質の変化は高齢者で実証されているが、異常な横振りがADの初期徴候の一つであるかどうかは決定されていない。これを調べるために、3~5ヶ月前のADモデルマウスAPP/PS1に、リメイトワイルドタイプ(WT)コントロールを含む両側LFPを記録した。ガンマバンドにおける左右二次運動皮質(M2)のLFPは、WTコントロールよりもAPP/PS1マウスにおいてより同期性が高く、このADマウスモデルにおける両側M2の半球非対称性の低下を示唆した。特に、記録およびデータ解析プロセスは柔軟で簡単に実行でき、ニューロン回路に焦点を当てた実験を行う際に他の脳経路にも適用できます。

早期AD病理が半球横化の能力を損なうかどうかを調えるために、APP/PS1マウスおよびWTコントロールの左右M2における両側細胞外LFP記録(3~5ヶ月)を実施し、これらの左の相互相関を解析し、右の LFP。WTマウスでは、正のタイムラグにおける左右のLFP間の平均相関が負のタイムラグと有意に異なり、WTコントロールのM2領域における半球非対称性の存在を示す結果が示された(図4) C;WT 陽性、 0.08161 ± 0.01246;WT 負、0.0206 ± 0.01218;p = 4.74531E-4 &lt; 0.001 2つのサンプルt -testによる)対照的に、APP/PS1マウスの左右のLFPは、時間領域でより高い同期を示し、左右M2間の非対称性の低下を示唆した(図4C;APP/PS1陽性、 0.13336 ± 0.0105 APP/PS1 陰性、 0.12635 ± 0.01066;p = 0.64157 &gt; 0...

マウスの二次運動皮質(M2)における局所電位電位(LFP)の生体内電気生理学的記録を提示し、半球横化を評価するために適用することができる。今回の研究では、WTコントロールと比較して、APP/PS1マウスにおける左右のM2間の同期レベルの変化が明らかになった。

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical ...

この技術は、半球の横化のための地域間電気生理学のいくつかの基本的な特性、ならびに接続性、方向性、および結合を検討するために使用することができる。電気生理学的測定は、動物、神経活動における評価の敏感かつ効果的な方法である。このプロトコルは、電気信号の同期に支えるより良い方法を提供します。アルツハイマー病の病態における脳横化の可能性のある根本的なメカニズムの理解は、アルツハイマー病治療のための潜在的なバイオマーカーに新たな洞察を提供するかもしれない。手術前に、マウスの麻酔の深さを確認し、鉗子で尾またはつま先ピンチを行う。次に、ステレオタキシック装置にマウスを置き、その頭部を固定する。両目に軟膏を塗って湿潤を保ちます。その後、頭を剃り、領域を殺菌します。剃った領域の中央に、12〜15ミリメートルの小さな切開を行います。鉗子を使用して、頭皮を静かに中線から引き離します。その後、皮膚を優しく分離し、残留組織を除去する。過酸化水素被覆綿棒を使用して、頭蓋骨をきれいにします。ステレオ顕微鏡の下で、1〜1.5ミリメートルの半径の2つの小さな穴を頭蓋骨の左右の両側にドリルし、記録マイクロ電極をM2領域に挿入できるようにします。タングステン針で硬膜を慎重に取り外します。次に、0.5モル塩化ナトリウムを充填した2つの別々の記録マイクロ電極を、機械的マイクロマニピュレータを使用して60度の角度で穴に挿入します。LFPの記録のために、ゆっくりとM2座標に左右のガラス電極を下げる。品質管理のために、差動増幅器を使用して、各電極の抵抗をテストします。次に、記録プロセスを0.1ヘルツハイパスに設定し、1000回の増幅で1000ヘルツローパスを設定します。安定した状態でデジタル化された生のLFPデータを収集し、少なくとも60秒間、麻酔下で毎秒2回の呼吸でマウスが均等に呼吸します。記録後、ゆっくりと脳から電極を上げる。データを保存し、解析ソフトウェアを使用してオフラインで分析します。相互相関分析を実行するには、解析ソフトウェアで解析をクリックし、波形相関をクリックしてデータをインポートします。次に、一方の波形チャンネル信号を最初のチャンネルに、もう一方を基準として割り当てます。幅を 2 に設定し、オフセットを 1 として設定します。続いて、開始時間と終了時間を選択して、両方のLFPの持続時間を100秒に設定します。次に、プロセスボタンを押して相互相関分析を行います。ファイルをクリックし、名前を書き出し、結果のポップアップチャートに対応する相互相関結果をテキスト形式で保存します。その後、0 プラスとマイナス 01 秒の範囲の時間差の相関値を削除し、相互相関データの残りの部分を処理します。一貫性解析を実行するには、解析ソフトウェアでデータを実行します。次に、2つのLFP信号を第1および第2の波形チャンネルとして配置し、ブロックサイズの値を4096に設定します。ブロック サイズは、実際の変換に最初に使用されるデータ ポイントの数を意味します。ブロック サイズが大きいほど、周波数の分解能が向上します。点線を手動で移動して、両方のチャンネルの信号の時間精度が同じ期間として設定されるようにします。[領域の追加] ボタンを押して領域を読み込み、一貫性解析を実行します。その後、ファイルをクリックして名前を付けて保存し、結果のポップアップチャートに対応する一貫性の結果をテキスト形式で保存します。初期のアルツハイマー病病病理が半球の横化の能力を損なうかどうかを調べるには、APP/PS1マウスおよび野生型コントロールの左右のM2に細胞外LFPを記録し、それらの相互相関を分析した。野生型マウスでは、正のタイムラグにおける左右のLFPの平均相関が負のタイムラグ時と有意に異なり、野生型制御のM2領域における半球非対称性の存在に関係していることが実証された。これに対し、APP/PS1マウスの左右のLFPは、時間領域においてより高い同期を示し、左右M2間の非対称性の減少を示唆した。次にLFPからガンマ振動をフィルタリングし、一貫性解析を行い、ガンマ周波数範囲の電気信号の類似性を測定しました。その結果、APP/PS1マウスの左右のM2間のガンマコヘルテンスは野生型マウスよりも有意に高く、より高い同期化を示し、その結果、APP/PS1マウスでは左右のM2間の横化が減少した。ウレタンは毒性があり発がん性がありますので、常に注意し、取り扱う際には安全規則に従ってください。安定したLFPが記録されていることを確認するために、麻酔の深さを毎時テストすることは非常に重要です。記録および分析プロセスは、他の脳経路、特に自由に動く動物のマルチチャネル記録のためのシステムを持たない実験室に適用することができる。

evaluation-hemisphere-lateralization-with-bilateral-local-field

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

このビデオは、マウスの海馬-嗅内皮質スライスの局所電界電位(LFP)を記録する手順を示しています。海馬のCA3橈骨層で電気刺激が与えられ、CA1錐体層のシナプス後電位に変化を引き起こします。CA1ニューロンの膜電位の複合変化(局所電界電位と呼ばれる)が記録されています。...

マウス海馬-内膜皮質スライスにおける局所電界電位の記録

このビデオは、マウス脳の両側M2領域からの局所電界電位(LFP)のin...

マウス脳の両半球からの局所電界電位の記録

このプロトコルは、マウス大脳皮質の時間と頭頂領域の上に大規模な一方的な開頭手術を作成するための方法を提示しています。これは、皮質半球の広大な面積でリアルタイムイメージングのために特に便利です。...

脳活動のメソスケール広視野光学イメージングのために大きな横開頭術手順

現在のプロトコルは、局所的な電位と非侵襲的な脳皮質活動(EEG)の同時神経生理学的記録により、大脳基底核の認知感情機能を評価することを目的としています。この手順は、感情的な意味合いを持つ音声刺激を含むパラダイム、または認知制御を含むフランカー課題の使用によって例証されます。...

認知の評価とヒトにおける感情的な関数の組み合わせ侵襲性皮質下および非侵襲性の面神経生理学レコーディング

このプロトコルでは、共局在脳波 (EEG) や麻酔下のラットにおける潜在的なマルチ-層流のローカル...

共局在脳波および齧歯動物のローカル フィールド電位の同時記録

このプロトコルでは、リニア シリコン プローブ マルチすねローカル...

行動中マウスの海馬における振動を制限空間録音

我々 は自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で下角と局所電界電位を同時に記録する技術を開発しました。この手法は、侵害受容情報の脳内処理の検討を容易にするメゾスコ ピックおよびマクロスコ ピック レベルで electrocortical...

大脳皮質の局所電界電位と自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で Electrocorticograms の同時録音

プロトコルは自由に動く意識のマウスの細胞外の電気生理学的な特性を明らかにするための運動皮質(MC)の細胞外記録の方法論を、またローカル視野の潜在性(LFPs)および興味の行動の根底にあるネットワークの神経活動を評価するために有用であるスパイクのデータ分析記述する。...

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

このプロトコルは、局所電界電位を記録し、マウス海馬および前頭前野における情報の流れを調査するためのカスタム設計の記録装置および電極の使用を概説する。...

マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

このプロトコルは、マウスに大きくて再封閉可能で硬膜を温存する頭蓋窓を作るための二段階の外科的手法を説明しています。この技術により、デフォルトモードネットワークのような分散型深部脳ネットワークから数週間にわたる慢性的かつ多モーダルな電気生理学的記録が可能になります。...

マウスデフォルトモードネットワークの縦方向多モーダル電気生理学記録を可能にする大型再封閉可能な頭蓋窓の手術プロトコル

学ぶ マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価法。APP/PS1マウスと野生型マウスを用いて、電気生理学的同期化とアルツハイマー病における脳横化の変化を解析します。

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

さらに動画を探す