Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-08-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 27 s
Description: 学ぶ電気生理学的フィールド記録による海馬CA1の長期シナプス可塑性の調査法。マウスを用いたin vivoおよび脳スライス実験で、シナプス変化のメカニズムを解明し、学習と記憶の神経基盤を理解する。

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この研究は仁川国立大学(国際協同組合)研究助成金の支援を受けています。データ収集を手伝ってくださったチョイさんに感謝申し上げます。

<ol><li>Levy, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sequence+predicting+CA3+is+a+flexible+associator+that+learns+and+uses+context+to+solve+hippocampal-like+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">A sequence predicting CA3 is a flexible associator that learns and uses context to solve hippocampal-like tasks.</a> Hippocampus. 6 (6), 579-590 (1996).</li>
<li>Eldridge, L. L., Knowlton, B. J., Furmanski, C. S., Bookheimer, S. Y., Engel, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remembering+episodes%3A+A+selective+role+for+the+hippocampus+during+retrieval%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Remembering episodes: A selective role for the hippocampus during retrieval.</a> Nature Neuroscience. 3 (11), 1149-1152 (2000).</li>
<li>Sullivan Giovanello, K., Schnyer, D. M., Verfaellie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+role+for+the+anterior+hippocampus+in+relational+memory%3A+evidence+from+an+fMRI+study+comparing+associative+and+item+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">A critical role for the anterior hippocampus in relational memory: evidence from an fMRI study comparing associative and item recognition.</a> Hippocampus. 14 (1), 5-8 (2004).</li>
<li>Andersen, P., Bland, B., Dudar, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organization+of+the+hippocampal+output%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Organization of the hippocampal output.</a> Experimental Brain Research. 17 (2), 152-168 (1973).</li>
<li>Andersen, P., Bliss, T. V. P., Skrede, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lamellar+organization+of+hippocampal+excitatory+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Lamellar organization of hippocampal excitatory pathways.</a> Experimental Brain Research. 13 (2), 222-238 (1971).</li>
<li>Sloviter, R., Lømo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Updating+the+Lamellar+Hypothesis+of+Hippocampal+Organization%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">Updating the Lamellar Hypothesis of Hippocampal Organization.</a> Frontiers in Neural Circuits. 6 (102), (2012).</li>
<li>Ishizuka, N., Weber, J., Amaral, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organization+of+intrahippocampal+projections+originating+from+CA3+pyramidal+cells+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Neurology%22%5BJournal%5D)">Organization of intrahippocampal projections originating from CA3 pyramidal cells in the rat.</a> Journal of Comparative Neurology. 295 (4), 580-623 (1990).</li>
<li>Tamamaki, N., Nojyo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crossing+fiber+arrays+in+the+rat+hippocampus+as+demonstrated+by+three-dimensional+reconstruction%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Neurology%22%5BJournal%5D)">Crossing fiber arrays in the rat hippocampus as demonstrated by three-dimensional reconstruction.</a> Journal of Comparative Neurology. 303 (3), 435-442 (1991).</li>
<li>Swanson, L., Wyss, J., Cowan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+autoradiographic+study+of+the+organization+of+intrahippocampal+association+pathways+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Comparative+Neurology%22%5BJournal%5D)">An autoradiographic study of the organization of intrahippocampal association pathways in the rat.</a> Journal of Comparative Neurology. 181 (4), 681-715 (1978).</li>
<li>Rebola, N., Carta, M., Mulle, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operation+and+plasticity+of+hippocampal+CA3+circuits%3A+implications+for+memory+encoding%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Operation and plasticity of hippocampal CA3 circuits: implications for memory encoding.</a> Nature Reviews Neuroscience. 18 (4), 208(2017).</li>
<li>Papaleonidopoulos, V., Trompoukis, G., Koutsoumpa, A., Papatheodoropoulos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+gradient+of+frequency-dependent+synaptic+properties+along+the+longitudinal+hippocampal+axis%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A gradient of frequency-dependent synaptic properties along the longitudinal hippocampal axis.</a> BMC Neuroscience. 18 (1), 79(2017).</li>
<li>Hampson, R. E., Simeral, J. D., Deadwyler, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+spatial+and+nonspatial+information+in+dorsal+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Distribution of spatial and nonspatial information in dorsal hippocampus.</a> Nature. 402, 610(1999).</li>
<li>Umeoka, S. C., Lüders, H. O., Turnbull, J. P., Koubeissi, M. Z., Maciunas, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Requirement+of+longitudinal+synchrony+of+epileptiform+discharges+in+the+hippocampus+for+seizure+generation%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Requirement of longitudinal synchrony of epileptiform discharges in the hippocampus for seizure generation: a pilot study.</a> Journal of Neurosurgery. 116 (3), 513-524 (2012).</li>
<li>Fanselow, M. S., Dong, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+the+dorsal+and+ventral+hippocampus+functionally+distinct+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Are the dorsal and ventral hippocampus functionally distinct structures.</a> Neuron. 65, (2010).</li>
<li>Milior, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+properties+of+CA1+pyramidal+neurons+along+the+longitudinal+axis+of+the+mouse+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological properties of CA1 pyramidal neurons along the longitudinal axis of the mouse hippocampus.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li>
<li>Yang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interlamellar+CA1+network+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Interlamellar CA1 network in the hippocampus.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (35), 12919-12924 (2014).</li>
<li>Tsien, J. Z., Huerta, P. T., Tonegawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Essential+Role+of+Hippocampal+CA1+NMDA+Receptor%E2%80%93Dependent+Synaptic+Plasticity+in+Spatial+Memory%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">The Essential Role of Hippocampal CA1 NMDA Receptor–Dependent Synaptic Plasticity in Spatial Memory.</a> Cell. 87 (7), 1327-1338 (1996).</li>
<li>Bliss, T., Collingridge, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+synaptic+model+of+memory%3A+long-term+potentiation+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A synaptic model of memory: long-term potentiation in the hippocampus.</a> Nature. 361, 31-39 (1993).</li>
<li>Roman, F., Staubli, U., Lynch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+synaptic+potentiation+in+a+cortical+network+during+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Evidence for synaptic potentiation in a cortical network during learning.</a> Brain Research. 418 (2), 221-226 (1987).</li>
<li>McNaughton, B., Barnes, C., Rao, G., Baldwin, J., Rasmussen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+enhancement+of+hippocampal+synaptic+transmission+and+the+acquisition+of+spatial+information%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Long-term enhancement of hippocampal synaptic transmission and the acquisition of spatial information.</a> Journal of Neuroscience. 6 (2), 563-571 (1986).</li>
<li>Sun, D. -g, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+term+potentiation%2C+but+not+depression%2C+in+interlamellar+hippocampus+CA1%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Long term potentiation, but not depression, in interlamellar hippocampus CA1.</a> Scientific Reports. 8 (1), 5187(2018).</li>
<li>Stepan, J., Dine, J., Eder, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+optical+probing+of+the+hippocampal+trisynaptic+circuit+in+vitro%3A+network+dynamics%2C+filter+properties%2C+and+polysynaptic+induction+of+CA1+LTP%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional optical probing of the hippocampal trisynaptic circuit in vitro: network dynamics, filter properties, and polysynaptic induction of CA1 LTP.</a> Frontiers in Neuroscience. 9, 160(2015).</li>
<li>Milner, A. J., Cummings, D. M., Spencer, J. P., Murphy, K. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bi-directional+plasticity+and+age-dependent+long-term+depression+at+mouse+CA3-CA1+hippocampal+synapses%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Bi-directional plasticity and age-dependent long-term depression at mouse CA3-CA1 hippocampal synapses.</a> Neuroscience Letters. 367 (1), 1-5 (2004).</li>
<li>Bogerts, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+CA1+deformity+is+related+to+symptom+severity+and+antipsychotic+dosage+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Hippocampal CA1 deformity is related to symptom severity and antipsychotic dosage in schizophrenia.</a> Brain. 136 (3), 804-814 (2013).</li>
<li>Ho, N. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+Decline+in+Hippocampal+CA1+Volume+in+Individuals+at+Ultra-High-Risk+for+Psychosis+Who+Do+Not+Remit%3A+Findings+from+the+Longitudinal+Youth+at+Risk+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Progressive Decline in Hippocampal CA1 Volume in Individuals at Ultra-High-Risk for Psychosis Who Do Not Remit: Findings from the Longitudinal Youth at Risk Study.</a> Neuropsychopharmacology. 42, 1361(2017).</li>
</ol>

何も開示することはない

このプロトコルは、インビトロの海馬の縦方向CA1-CA1軸における脳スライスと同様に、生体内での長期シナプス可塑性を誘導する方法を示す。概要を説明した手順は、実験者が縦方向の海馬CA1-CA1接続でLTPとLTDを調査するのに十分な詳細を与える。フィールドの興奮性の可能性を正常に記録するために必要なスキルを磨くためには、練習が必要です。
練習が必要なだけでなく、良い結果を得るために不可欠な重要な手順がいくつかあります。まず、脳のスライスが作られた角度は、海馬16のCA1-CA1領域におけるピラミッド型ニューロンの縦方向の突起を切り捨てるか、または保存することができることが以前に示された。縦方向のピラミッド型ニューロンは、ほぼ垂直な角度で横ニューロンから投影します。CA1ニューロンが海馬内で多様な角度で伝播するにつれて、それらの間の縦方向の接続は海馬の背筋軸に沿ってレイアウトされます。したがって、インビトロ記録のために、実験者は背部腹部軸に沿って孤立した海馬組織を切断することによって、縦軸に沿ってCA1-CA1海馬ニューロンを正確に標的...

海馬は認知研究1、2、3で広く使用されている。横軸の海馬ラメラネットワークは、歯状のジャイル、CA3、およびCA1領域から構成される三シナプス回路を形成する。ラメラネットワークは、平行で独立したユニット4、5であると考えられている。このラメラの視点は、海馬の生体内およびインビトロ電気生理学的研究の両方に対する横方向と横スライスの使用に影響を与えました。新しい研究に照らして、ラメラ仮説は6を再評価され、海馬の中間ラメラネットワークにも注意が払われています。海馬間ネットワークに関しては、CA3領域は長い間調査されてきた7、8、9、10、しかし、縦方向のCA1海馬領域は受け取った最近まで比較的注意が払わなされなくなっき。CA1インターラメラネットワークに関しては、ラットのドルソベンストラ縦海馬CA1軸に沿った短期的なシナプス特性が11変化することが示されている。また、ラットにおける海馬の縦軸に沿って系統的に配置された相及び場所に応答する海馬細胞のクラスターが、短期記憶タスク12を受けていることが判明した。また、てんかん発作活動は、縦軸13に沿って海馬全体に沿って同期していることが判明した。
しかし、縦方向のCA1海馬領域のほとんどの研究は、CA3からCA1領域への入力を利用している11、14、15.独自のプロトコルを使用して縦方向の脳スライスを作成し、我々の前の研究は、縦軸に沿ったCA1ピラミッド状ニューロンの関連性を実証し、ニューロンシグナル伝達を効果的に処理する能力16を関与した。しかし、横入力のない縦軸に沿ったCA1ピラミッド状ニューロンが長期シナプス可塑性をサポートできるかどうかを判断する必要がある。この知見は海馬に関する神経学的問題の調査に別の角度を追加することができます。.
情報伝達の有効性を適応させるニューロンの能力は、シナプス可塑性として知られています。シナプス可塑性は、学習および記憶17、18、19、20などの認知プロセスの基礎となるメカニズムとして関与している。長期シナプス可塑性は、神経応答の強化を表す長期増強(LTP)、または神経応答の弱体化を表す長期うつ病(LTD)のいずれかとして実証される。海馬の横軸では長期シナプス可塑性が研究されている。しかし、これはCA1ピラミッド型ニューロンの海馬縦軸における長期シナプス可塑性を実証する最初の研究である。
Yang et al.16によって使用されるプロトコルから構築し、CA1 ピラミッド型ニューロンの海馬縦軸で LTP および LTD を実証するプロトコルを設計しました。我々は、インビトロ実験のために5〜9週齢と生体内実験のために6-12週齢の間の年齢を有するC57BL6雄マウスを使用した。この詳細な記事は、インビトロ記録のためにマウスから得られた縦海馬脳スライスの方法と、生体内記録が縦軸に記録された方法を示す。インビトロ録音では、海馬の中隔末端と時間的な末端を標的にして縦方向CA1シナプス可塑性の指向性特異性を調べた。また、海馬の地層オリエンスと地層放射体からの記録により、縦方向CA1シナプス可塑性の層特異性を調べました。生体内記録では、海馬の長方向に最も適した角度を調べました。
インビボとインビトロ細胞外視野の両方を用いて、LTPではなくLTPで提示された縦方向に接続されたCA1ピラミッドニューロンを観察した。ただし、CA3 ニューロンと CA1 ニューロンの両方を含む横方向は、LTP と LTD の両方をサポートします。海馬の横方向と縦方向のシナプス機能の区別は、その機能的接続性の違いを推測的に示す可能性がある。シナプス能力の違いを解読するには、さらなる実験が必要です。

<table><tbody><tr><td>アトロピン硫酸塩一水和物、&ge;97% (TLC)、結晶性</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>5908-99-6</td><td>Dessicator</td></tr><tr><td>Axon Digidata 1550B</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>塩化カルシウム</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10035-04-8</td><td></td></tr><tr><td>Clampex 10.7</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>D-(+)-グルコース &ge; 99.5% (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>50-99-7</td><td></td></tr><tr><td>アイジェル</td><td>デクラ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン</td><td>RWDライフサイエンス</td><td>R510-22</td><td></td></tr><tr><td>塩化マグネシウム六水和物、BioXtra、&ge;99.0%</td><td>シグマ-アルドリッチ</td><td>7791-18-6</td><td></td></tr><tr><td>マトリックス電極、タングステン</td><td>FHC</td><td>18305</td><td></td></tr><tr><td>マルチクランプ700Bアンプ</td><td></td><td></td><td></td></tr>塩化<tr><td>カリウム、BioXtra、&ge;99.0%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7447-40-7</td><td></td></tr><tr><td>リン酸カリウム一塩基性無水&ge;99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7778-77-0</td><td>デシケーターポンプに保管</td></tr><tr><td></td><td>長精密ポンプ株式会社</td><td>T-S113&JY10-14</td><td></td></tr><tr><td>シリコーンオイル</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>63148-62-9</td><td></td></tr><tr><td>重炭酸ナトリウム、BioXtra、99.5-100.5%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>塩化ナトリウム、BioXtra、&ge;99.5% (AT)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>リン酸ナトリウム一塩基性、粉末</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7558-80-7</td><td></td></tr><tr><td>ショ糖、&ge; 99.5% (GC)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>57-50-1</td><td></td></tr><tr><td>温度調節器</td><td>ワーナー・インスツルメンツ</td><td>TC-324C</td><td></td></tr><tr><td>タングステン微小電極</td><td>FHC</td><td>20843</td><td></td></tr><tr><td>ウレタン、&ge;99%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>51-79-6</td><td></td></tr><tr><td>ビブラトーム</td><td>ライカ</td><td>VT-1200S</td><td></td></tr><tr><td>ウォーターバス</td><td>グラント機器</td><td>SAP12</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

海馬におけるシナプス可塑性の研究は、CA3-CA1ラメラネットワークの使用に焦点を当てている。縦方向のインターラメラCA1-CA1ネットワークにはあまり注意が払われていない。しかし最近,CA1-CA1ピラミッド型ニューロン間の関連性が示されている.したがって、海馬の縦方向インターラメラCA1-CA1ネットワークがシナプス可塑性をサポートしているかどうかを調る必要がある。
我々は、生体内およびインビトロの両方の電気生理学的フィールド記録を用いて、海馬間CA1ネットワークにおける長期シナプス可塑性の有無を調査するプロトコルを設計した。生体内細胞外の記録では、記録および刺激電極を縦方向の角度で後部海馬の中枢側軸に配置し、フィールド興奮ポストシナプス電位を呼び起こす。インビトロ細胞外視野記録では、海馬縦断スライスを中時間平面と平行に切断した。記録および刺激電極は、縦軸に沿って海馬の地層ラジエータム(S.O)および地層放射(S.R)に配置した。これにより、誘発された興奮性ポストシナピティの方向性と層特異性を調べ取ることを可能にした。既に確立されたプロトコルは、インビボとインビトロの両方で長期増強(LTP)および長期うつ病(LTD)を誘導するために使用された。我々の結果は、縦方向の中間ラメラCA1ネットワークが指向性または層特異性なしでN-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA)受容体依存性長期増強(LTP)をサポートすることを実証した。しかし、横断ラメラネットワークとは対照的に、インターラメラネットワークは有意な長期うつ病(LTD)を有しなかった。

我々は、生体内とインビトロの両方の細胞外記録を用いて海馬の縦CA1ピラミッド型ニューロンの長期シナプス可塑性を調べた。LTPおよびLTDは、海馬の横軸において一方向であることが実証されている長期シナプス可塑性のファセットである。
ここでは、縦方向海馬脳スライスを用いて、海馬のCA1縦軸にLTPがあることを示した。横のスライスに対して垂直である中立軸に沿って海馬の縦方向のスライスを調製した(図1)。海馬のCA1領域からの記録を用いて、方向特異的ではないLTPの存在を示した。縦海馬脳スライスの中隔または時間(図2)側からの記録には統計的に有意な差はなかった。我々はまた、層固有ではないLTPの存在を示した。したがって、両層ラジエータムと地層オリエンス(図2)からの記録は、縦方向の脳スライスにおけるLTPの誘導に成功したことを示した。NMDARアンタゴニストであるD-AP5を用いて、誘導されたLTPがNMDA受容...

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

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the ...

長期的なシナプス可塑性、具体的には、長期増強および長期うつ病は、海馬の横方向に沿って広く調査されている。また、縦方向に沿って見てきました。しかし、縦方向に関しては、シナプス可塑性に関して海馬の縦方向CA1軸にはほとんど注意が払われていない。私たちの研究室からの以前の出版物は、海馬のCA1ピラミッドニューロンがシナプス可塑性をサポートできる関連接続を形成することを示しています。このプロトコルの詳細については、前の資料を参照して、次の参照を参照することをお勧めします。マウスを麻酔するためにウレタンを注入する。完全に麻酔をしたマウスを摂氏37度に設定した加熱パッドの上に置きます。目を湿らせるには、アイジェルを塗布します。目のクランプを使用して、マウスの頭蓋骨をしっかりと固定します。目のクランプは外科処置の間に実験者のための移動性の自由を与える。そして、それは聴覚皮質を含む実験にも特に有用であり得る。ただし、正確なステレオタクシック座標を取得するには、多くの注意が必要です。メスとマウスの頭間骨と後頭骨の端にある皮下組織と筋肉を分離します。綿棒で乾燥したデュラ物質をブロット。その後、脳脊髄液を排出するために水槽マグナを穿刺します。綿棒を取り付けて脳脊髄液を排出し続けます。頭皮の皮膚を切り取り、取り除き、露出した領域を乾燥させておきます。静脈キャリパーの助けを借りて海馬領域に対応するポイントをマークします。顕微鏡で観察しながら、メスまたは高速ドリルを使用して、マークされたポイントに沿って海馬の後部領域の上の頭蓋骨に切開を行います。生理食塩水または不活性油を塗布することにより、露出した脳組織を湿らせておいてください。ステレオタックスホルダーに刺激電極と記録電極をしっかりと固定して配置します。CA1の裏海馬の上の刺激および記録電極を調節する。後ろ方向の縦方向 CA1 海馬領域の座標を見つけるガイドとして、ステレオタックス座標でマウスの脳を使用します。.マルチチャンネル電極を使用した録音の場合は、最初のチャンネルを使用してCA1海馬領域のステレオタックス座標を最初に見つけます。残りの電極を、刺激および記録電極の角度が、ブレグマ点からの正中線に対して30度から60度の範囲になるように配置する。この角度は、CA1海馬領域の縦方向に対応します。録音システムの電源を入れます。記録およびデータ収集のためのニューラルソフトウェアを開きます。脳の表面に触れるまで、マイクロマニピュレーターを使用して記録電極と刺激電極をゆっくりと下げます。電極が脳表面に触れたときにインピーダンスの増加を観察します。これは、画面に表示される赤いチャンネルで観察することができます。CA1海馬に対して選択した立体座標系に対応するおおよその深さまで電極をゆっくりと下げます。安定した興奮性興奮性シナプス後の電位が観察されるまで刺激を与える。最大刺激強度を検出するために入力出力曲線を実行します。入力出力曲線を使用して、ベースラインの強度を設定し、高周波刺激または低周波刺激を呼び出すための刺激強度を設定します。高周波刺激または低周波刺激後1時間、局所的なフルポテンシャルを記録します。データをエクスポートし、選択したソフトウェアを使用して分析します。すでに調製したスライス溶液の不良400mlは、約20分間、別のフラスコおよび酸素化物にする。酸素化スライス溶液の貧弱な200 ml。パラフィルムで覆い、約20分間80度の冷凍庫に移してスラッシュを作ります。貧弱な脳スライス保持室で溶液をスライスの残りの200 mlと連続バブリングで摂氏32度の水ボットに保ちます。冷やしたスライス溶液を引き出し、ビーカーに約50mlの貧弱を引き出します。麻酔付きマウスの首を切る。マウスの頭蓋骨を覆う皮膚を切り取り、後頭部骨に正中線に沿って頭蓋骨の部分をカットします。鈍い鉗子で頭蓋骨を開きます。ヘラで脳をそっとすくい取り、ビーカーの冷やしたスライス溶液に入れる。メスの刃で中線に沿って2つの脳半球を分離します。海馬をヘラで皮質からそっと取り外して分離します。孤立した海馬の中隔および時間的な端を切り取る。スライスプレートに少量の接着剤を塗布します。縦方向CA1海馬スライスの場合は、海馬のCA3領域を接着剤でスライスプレートに取り付けます。コントロールとして機能する横切りスライスの場合は、海馬の腹側端をビブラートメのスライスプレートに取り付けます。スライスチャンバーに置きます。ビブラートメのパラメータを設定します。付属の海馬をビブラートメでスライスします。良い縦方向CA1海馬脳スライスは、CA1の1層とデンテート回の2層を有する。また、CA1領域の地層オリエンと地層放射体が存在する。あるいは、横海馬の脳スライスは、タクトのデンテート回CA3およびCA1領域を有する。水ボットのチャンバーを保持する脳のスライスに脳のスライスを転送します。摂氏32度の温度で20分間インキュベートし、室温にして回復させます。ACS serfを1分間に2mlの速度で連続的に過熱させます。脳スライスを記録チャンバーに移し、鈍い鉗子で脳スライスの位置を調整し、ハップで所定の位置に保持します。データ取得用のソフトウェアをオンにします。縦方向脳スライス。縦方向のスライスの場合、刺激と記録電極を地層オリエンに配置します。刺激電極は、同じ層からの記録を持つ脳スライスの中隔または時間側のいずれかに置きます。あるいは、刺激および記録電極をラジタムに配置し、脳スライスの中隔または時間側のいずれかに刺激電極を配置する。横スライスを制御する場合は、CA3シャファー側副経路領域に刺激電極を配置し、CA1領域に記録電極を配置します。アイソレーター刺激発生器をオンにし、刺激を与えます。シナプス後の興奮性充填電位が観察されるまでの記録電極深さを調整する。最大刺激強度を検出するために入力出力曲線を実行します。入力出力曲線を使用して、高周波刺激または低周波刺激を呼び起こすベースライン記録の刺激強度を設定します。孤独な期間の増強または長期うつ病を誘発するパラメーターについては、添付のPDFを参照してください。vivoでの高周波刺激に応答して興奮性シナプス後の電位が増加した。これは、縦方向の海馬CA1が長期的な増強をサポートしていることを示しています。縦方向海馬CA1脳スライスについては、高周波刺激に対する応答の増加が、オリエンと地層ラジウムの中隔側および時間側の両方で観察された。これは、縦方向海馬CA1領域に沿って誘導されるシナプス可塑性が線形または方向特異的ではないことを示している。長期うつ病に対して既に確立されたプロトコルを使用して、インビボとインビトロの両方で長期的なうつ病は誘発されなかった。結論として、我々は、インビボとインビトロの両方の縦方向海馬CA1領域における長期的なシナプス可塑性を調査する方法を示した。プロトコルの詳細は、このビデオに付随するPDFで、あなた自身の研究室の縦方向海馬CA1領域に沿った長期的なシナプス可塑性を調査するのに役立つ。

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神経科学

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学ぶ電気生理学的フィールド記録による海馬CA1の長期シナプス可塑性の調査法。マウスを用いたin vivoおよび脳スライス実験で、シナプス変化のメカニズムを解明し、学習と記憶の神経基盤を理解する。

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