Name: Optogenetic 쥐 행동에 Hippocampal 세타 진동의 유입 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-29T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: 배우세요 생쥐 해마 세타 진동을 광유전학과 전기생리학 기록으로 실시간 조절하는 방법을. 공간 탐색 행동에서 신경 동기화 메커니즘을 연구하는 데 활용할 수 있습니다.

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우리는 마리아 Gorbati에 대 한 데이터 분석 전문가 도움말 및 의견에 대 한 제니퍼 Kupferman 원고에 감사 하 고 싶습니다. 이 작품은 도이치 가운데 (DFG;에 의해 지원 되었다 257 실 NeuroCure, TK 및 AP; 우선 프로그램 1665, 1799/1-1(2), Heisenberg 프로그램, 1799/2-1, AP), 독일-이스라엘 기초 과학 연구 및 개발 (GIF; 나-1326-421.13/2015, TK)와 인간 프론티어 과학 프로그램 (HFSP; RGY0076/2012, TK).

저자는 공개 없다.

여기 우리는 끌고가 다 hippocampal 세타 진동 동작 동물에서을 유도 하는 광범위 하 게 액세스할 수 있는 방법론을 제시. 이 방법은 정보 처리 및 동작에 세타 리듬의 기능 연구에 대 한 유용할 수 있습니다. 이 방법의 중요 한 측면을 포함 한다: (1)는 opsin의 선택과 ChR2의 MS의 축 삭을 대상으로 세포 해 마, 지속적인 자극 및 LFP 이식된 광학 섬유 선 배열 어셈블리의 (2) 강력한 광학 및 전기 기능 행동 하는 마우스, 세타 주파수에 빛의 최적의 금액의 (3) 응용 프로그램, 유입 충실도의 (4) 임시 게시 정량화 및 optoelectrical 유물 (5) 제어에 기록 하는.
첫 번째의 주요 경고는 보안 바이러스 주입 medially 있는 정 맥 총을 살려주는. 이 단계의 차선 수술 실행 주사의 성공률을 감소 하 고 잠재적으로 결과의 수집을 지연 수 있습니다. opsin의 활동을 고려해, ChR2 (활성화 시간: 2ms, 비활성화 시간:...

포유류의 신경 활동은 정보 전송 시간과 뇌 영역1,2,,34사이 지원 네트워크 진동에 의해 조정 됩니다. 뇌 리듬 포함 매우 느린 (< 0.8 Hz) 초고속 (> 200 Hz) 주파수에서 배열 하는 진동. 증거의 큰 몸 인식5,6,7,,89,10 포함 하 여 다양 한 뇌 기능에 네트워크 진동의 참여 지원 , 파 킨 슨 병과 간 질13,,1415등 정신병 질환 뿐 아니라 타고 난 행동11,12 . 네트워크 진동의 실험 조작에 대 한 선택적이 고 일시적으로 정확한 방법 따라서 동기화의 순수 그럴듯한 모델의 개발 및 행동 인과 링크를 설정 하기 위한 필수적입니다.
네트워크 동기화는 다양 한 생물 학적 기판 및 프로세스, 흥분 및 네트워크 연결의 neuromodulation 이온 채널의 분자 id 및 그들의 활동에서 배열에 의해 중재 됩니다. 많은 뇌 리듬, 어떤 (예를 들어, 주파수, 진폭)의16 를 공개 하는 발전기는 리듬의 생물학적 설계 뚜렷한 세포 유형 및 네트워크의 역학에 대해 가져온. 예를 들어, 금지 수 주 셀 somata를 대상으로 주파수 대역 및 뇌 영역17,18, 세타19,20, 감마20 를 포함 하 여 가장 중요 한 선수는 , 21, 그리고 리플 (140-200 Hz)22 진동. 차례 차례로, 먼 셀의 위상 동기화 강력한 피드 포워드 신호 피라미드 세포의 수의 발사를 다시 설정 하 여 보장 됩니다. 진동, 동기화 된 신경 인구 크기의 중요 한 매개 변수 측정된 LFP 진동의 진폭에 밀접 하 게 관련 하 고, 적어도 빠른 진동에 따라 달라 집니다 수2에 흥분 성의 드라이브. 델타와 세타 리듬, 같은 느린 진동 cortico thalamic23,24 hippocampal 중간 septal 예측25, 에 의해 형성 된 장거리 재진입 루프에 의해 생성 되는 반면, 26,27, 각각. 같은 회로에 진동 신호 전파 지연, 고르기, 반응과 참여 셀28,,2930, 에 그들의 주파수 설정의 상호 작용에 의해 초래 됩니다. 31 , 32. GABAergic parvalbumin (태양광 발전)에서 억제 계획-해 마25,33, parahippocampal 지역에 entorhinal 외피26 수를 중간 심장 (MS)의 세포는 긍정적인 내측 측 두 엽에 세타 진동의 세대에 대 한 필수. 따라서, 네트워크 진동 및 신경 동기화의 생리 적 메커니즘 실시간 정밀 optogenetics를 사용 하 여 조작할 수 있습니다.
셀 형식 관련 optogenetic 조작 hippocampal 및 대뇌 피 질의 진동 체 외에서34,35,36,37,38 의 연구에 대 한 적용 된 vivo에서30,39,40,41,,4243,44,45, 기능 포함 감마5,12,36,,4647,48,49,50, 의 조사 51,52 및 리플 진동40,,5354 와 잠 스핀 들55,56. 최근 우리 PV-Cre 쥐의 MS, hippocampal 세타 리듬의 세대에 대 한 주요 영역에서에서 Cre 종속 ChR2 바이러스 표현. 이 준비를 사용 하 여, hippocampal 세타 진동 (주파수와 시간적 안정성)의 기능 해 마11에서 MS의 억제 계획의 optogenetic 자극에 의해 통제 되었다. 또한, 금지 중 hippocampal 예측의 세타 주파수 optogenetic 자극 깨어 부동 중 세타 리듬을 되 살려. optogenetically 최 LFP 및 신경 활동 수준에서 마우스에 자발적인 세타 진동의 세타 리듬 표시 속성.
이 프로토콜의 주요 기능 포함: hippocampal 흥분;에 난다 효과 피하는 동안 자발적인 세타 진동에 대 한 생리 적으로 중요 한 이다 억제 경로 (1) 활용 (2) axonal, 즉, 비 hippocampal MS efferents;에 직접적인 영향을 최소화 하기 위해 프로젝션 특정 자극 (3) 로컬 세타 리듬 빛 자극, 세타 리듬 중 hippocampal 역학와 세타 진동;의 글로벌 양자 유입 최소한의 직접 간섭을 보장 (4) 파라미터 제어 세타 진동 주파수 및 규칙; 그리고 (5) 부 량 유입 충실도 높은 시간 해상도 LFP를 사용 하 여 동물 행동에 양적 인과 분석. 때문에이 준비는 세타 세대25,30중 hippocampal disinhibition의 잘 알려진 역할에 기본적으로 대문자로 표시, 강력한 제어할을 동작 쥐에 세타 진동의 여러 매개 변수를 수 있습니다. 연구 적은 조사 경로 세포 종류 중 hippocampal 회로의 다른 있던 조작38,,3947,49,50,51 , 52 , 53 , 54 , 55 , 56 , 57 , 58 공개 더 세타 리듬의 메커니즘.

<table><tbody><tr><td>PV-Cre 마우스</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>B6; 129P2-Pvalbtm1(cre)Arbr/J</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Surgery</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxis</td><td>David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA</td><td>모델 963</td><td>초정밀 소형 동물 입체 기구</td></tr><tr><td>드릴 비트, 0.8mm</td><td>Bijoutil, Allschwil, 스위스</td><td>49080HM</td><td></td></tr><tr><td>0.01-1ml 주사기</td><td>Braun, Melsungen, Germany</td><td>9161406V</td><td></td></tr><tr><td>Sterican cannulas</td><td>Braun</td><td>26 G, 0.45x25 mm BL/LB</td><td></td></tr><tr><td>Fine</td><td>Science Tools Inc., Vancouver, Canada</td><td>14060-09</td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Fine Science Tools Inc.</td><td>11210-10</td><td>Dumont AA - 에폭시 코팅 펜치</td></tr><tr><td>블런트 스테인리스 스틸 가위</td><td>Fine Science Tools Inc.</td><td>14018-14</td><td></td></tr><tr><td>납땜 스테이션</td><td>Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany</td><td>WSD 81</td><td></td></tr><tr><td>Erythromycin</td><td>Rotexmedica GmbH, Trittau, Germany</td><td>PZN:</td><td>주입용 용액용 10823932 1g 분말</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company<</td><td>strong>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Optogenetics</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hamilton 펌프</td><td>PHD Ultra, Harvard Apparatus, Holliston, MA, 미국</td><td>모델 703008</td><td>푸시/풀 메커니즘이 있는 PHD Ultra 주사기 펌프</td></tr><tr><td>Hamilton 5 &micro; L 주사기, 26 게이지</td><td>PHD 울트라, 하버드 장치</td><td>모델 75 RN SYR</td><td></td></tr><tr><td>Hamilton 5 &micro; L 플런저</td><td>PHD Ultra, Harvard Apparatus</td><td>Model 75 RN SYR</td><td></td></tr><tr><td>Tubing</td><td>Fisher Scientific, Pittsburgh, USA</td><td>PE 20</td><td>내경 0.38 mm (.015"), 외경 1.09 mm (.043")</td></tr><tr><td>Sterican cannulas</td><td>Braun, Melsungen, Germany</td><td>27 G, 25x0.40 mm, blunt</td><td></td></tr><tr><td>정밀 드릴/그라인더</td><td>Proxxon, Wecker, Luxemburg</td><td>fbs 240/e</td><td></td></tr><tr><td>절단 disks</td><td>Proxxon</td><td>NO 28812</td><td></td></tr><tr><td>Cre dependent channelrhodopsin</td><td>Penn Vector Core, Philadelphia, PA, USA</td><td>AV-1-18917P</td><td>구성 이름: AAV2/1.CAGGS.flex.ChR2.tdTomato, 역가: 1.42x1013 vg/ml</td></tr><tr><td>Cam kinase dependent halorhodopsin</td><td>Penn Vector Core</td><td>AV-1-26971P</td><td>구성 이름: eNpHR3.0, AAV2/1.CamKIIa.eNpHR3.0-EYFP.WPRE.hGH, 역가: 2.08_1012 vg/ml</td></tr><tr><td>다중 모드 광섬유</td><td>ThorLabs, 다하우, 독일</td><td>FG105LCA</td><td>0.22 NA, Low-OH, &Oslash; 105 &마이크로; m 코어, 400 - 2400 nm</td></tr><tr><td>세라믹 스틱 페룰</td><td>정밀 섬유 제품, Milpitas, CA, USA</td><td>CFLC126</td><td>세라믹 LC MM 페룰, ID 126um</td></tr><tr><td>연마지</td><td>Thorlabs</td><td>LF3D</td><td>6" x 6" 다이아몬드 래핑(연마) 시트</td></tr><tr><td>파워 미터</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>컴팩트 파워 및 에너지 미터 콘솔, 디지털 4" LCD</td></tr><tr><td>다중 모드 광섬유 커플러</td><td>Thorlabs</td><td>FCMM50-50A-FC</td><td>1x2 MM 커플러, 50:50 분할 비율, 50 &마이크로; m GI Fibers, FC/PC</td></tr><tr><td>광섬유 패치 코드</td><td>Thorlabs</td><td>FG105LCA CUSTOM-MUC</td><td>맞춤 제작, 3m 길이, 보호 튜브 포함, 튜브: FT030, 커넥터 1: FC/PC, 커넥터 2: 1.25mm (LC) 세라믹 페룰</td></tr><tr><td>슬리브</td><td>정밀 섬유 제품, Milpitas, CA, USA</td><td>ADAL1</td><td>세라믹 분할 메이팅 슬리브 &Oslash용; 1.25mm(LC/PC) 페룰</td></tr><tr><td>473nm DPSS 레이저</td><td>Laserglow Technologies, 토론토, 온타리오, 캐나다</td><td>R471005FX</td><td>LRS-0473 시리즈</td></tr><tr><td>593nm DPSS 레이저</td><td>Laserglow Technologies</td><td>R591005FX</td><td>LRS-0594 시리즈</td></tr><tr><td>MC_Stimulus II</td><td>다중 채널 시스템, 독일 로이틀링겐, STG</td><td>4004</td><td></td></tr><tr><td>임피던스 조절 모듈</td><td>Neural microTargeting worldwide, Bowdoin, 미국</td><td>ICM</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>카탈로그 번호</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Electrophysiology</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tungsten wires</td><td>California Fine Wire Company, Grover Beach, CA, USA</td><td>CFW0010954</td><td>40 &micro; m, 99.95%</td></tr><tr><td>모세관 튜브</td><td>Optronics</td><td>1068150020</td><td>ID: 100.4 &마이크로; m</td></tr><tr><td>Omnetics 나노커넥터</td><td>Omnetics Connector Corporation, Minneapolis, USA</td><td>A79038-001</td><td></td></tr><tr><td>나사</td><td>Bilaney, D&uuml; sseldorf, Germany</td><td>00-96x1/16</td><td>스테인리스 스틸</td></tr><tr><td>실리콘 프로브</td><td>NeuroNexus Technologies, Ann Arbor, MI, USA</td><td>B32</td><td></td></tr><tr><td>헤드스테이지</td><td>Neuralynx, Bozeman, Montana USA</td><td>HS-8</td><td>미니어처 헤드스테이지 유니티 게인 프리앰프</td></tr><tr><td>실버 전도성 페인트</td><td>Conrad electronics, 독일</td><td>530042</td><td></td></tr><tr><td>Liquid flux</td><td>Felder GMBH L&ouml; ttechnik, Oberhausen, Germany</td><td>L&ouml; 티&옴; l ST</td><td>DIN EN 29454.1, 3.2.2.A (F-SW 11)</td></tr><tr><td>LED</td><td>Neuralynx</td><td>HS-LED-Red-omni-10V</td><td></td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</strong</td><td>>Catalog Number</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>Mathworks, Natick, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MC_Stimulus 소프트웨어</td><td>다중 채널, 시스템</td><td></td><td></td></tr><tr><td>신경 생리학 데이터 관리자</td><td></td><td></td><td>NDManager, http://neurosuite.sourceforge.net</td></tr><tr><td>Klusters</td><td></td><td></td><td>http://neurosuite.sourceforge.net, Hazan et al., 2006</td></tr><tr><td>기록 시스템</td><td>소프트웨어 Neuralynx</td><td>Cheetah</td><td>https://neuralynx.com/software/cheetah</td></tr><tr><td>다중 채널 데이터 분석 소프트웨어</td><td>Cambridge Electronic Design Limited, Cambridge, GB</td><td>Spike2</td><td></td></tr></tbody></table>

optogenetic 쥐 행동에 hippocampal 세타 진동의 유입

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

동작에 신경 네트워크 진동의 관계와 두뇌 지역에 걸쳐 신경 방전의 조직에 광범위 한 데이터를 선택적으로 뇌 리듬을 조작 하는 새로운 도구에 대 한 호출 합니다. 여기는 동작 쥐에서 hippocampal 세타 진동 (5-10 Hz)의 높은 제어를 위한 세포 외 전기 생리학 프로젝션 전용 optogenetics를 결합 하는 접근에 설명 합니다. Optogenetic 유입의 특이성 중간 septal 셀, hippocampal 세타 진동의 발생에 결정적인 관여 GABAergic 인구 channelrhodopsin-2 (ChR2)을 대상으로 이루어집니다 그리고 로컬 동기화 활성화 해 마에 금지 septal afferents의 하위 집합입니다. Optogenetic 리듬 컨트롤의 효능 CA1 영역의 또는 신경 방전의 lamina에 걸쳐 로컬 필드 가능성 (LFP)의 동시 모니터링 하 여 확인 됩니다. 이 쉽게 구현 준비를 사용 하 여 우리가 세타 진동의 유도 및 그들의 주파수 및 규칙의 조작에 대 한 다양 한 optogenetic 자극 프로토콜의 효능을 보여줍니다. 마지막으로, 프로젝션 전용 억제와 세타 리듬 컨트롤의 조합 원심 영역 hippocampal 동기화의 특정 측면의 판독을 해결합니다.

섹션 1에서에서 설명한 대로 MS GABAergic 셀으로 ChR2의 타겟팅은 그림 2A에 나와 있습니다. Optogenetic 자극 등 해 마 CA1 영역 위에 이식 하는 광학 섬유를 통해 MS GABAergic 세포의 축 삭의이 세타 동측 (그림 2B)에 자극의 주파수에서 진동 contralateral 뿐만 아니라 반구 (그림 2C)입니다. 세타 진동의 효능 상대 세타 자극 주파수, 즉, 주위 LFP 전력으로 각 녹음 시대에 대 한 계산 된 optogenetic 자극 (그림 3A)에 의해 더 효율적으로 개입 될 수 있습니다. 유입 정밀도 (그림 3B)입니다. 0.3, 즉,...

우리 동작 쥐에서 hippocampal 세타 진동 (5-10 Hz)의 선택적 조작에 대 한 optogenetics 및 electrophysiological 기록의 사용을 설명합니다. 리듬 유입의 효능은 사용 하 여 로컬 필드 가능성을 모니터링 하 고 있다. 광학-및 pharmacogenetic 저해의 조합 해결 hippocampal 동기화의 원심 판독 합니다.

Optogenetic 쥐 행동에 Hippocampal 세타 진동의 유입

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

이 방법은 특수 탐색 및 관련 동작에서 세타 진동의 인과적 역할과 같은 신경 생리학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 행동하는 마우스에서 해마 세타 진동의 빈도와 규칙성을 실시간으로 제어할 수 있다는 것입니다. 이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 전 대학원생인 Franziska Bender 박사입니다.완전히 마취된 마우스를 입체성 프레임에 고정한 상태에서 시작합니다. 내측 중격 위에 구멍을 뚫습니다. 주사 바늘 끝을 파라핀 필름 조각의 바이러스 방울에 담그고 액체의 수준을 관찰하면서 분당 약 500 나노 리터로 바이러스를 조심스럽게 끌어 올립니다.공기가 주삿바늘에 들어가는 것을 방지하려면 바이러스가 완전히 흡수되기 전에 금단 현상을 멈춥니다. 종이 티슈로 바늘을 닦으십시오. 바이러스와 오일이 기포로 분리되어 있는지 확인하고 튜브에 바이러스의 수준을 표시합니다.바늘을 개두술 위에 놓고 첫 번째 주입 지점에서 뇌에 천천히 삽입합니다. 분당 100-150 나노리터의 속도로 450 나노리터의 바이러스를 주입합니다. 주사 후 10분 동안 기다립니다.10분 후 바늘을 조심스럽게 0.1mm 위로 옮기고 5분 더 기다립니다. 마이크로 스트리퍼를 사용하여 광섬유가 광섬유 스풀에 계속 부착되어 있는 동안 다중 모드 광섬유에서 125마이크로미터의 클래딩을 벗겨냅니다. 그런 다음 다이아몬드 나이프를 사용하여 섬유를 약 2-3cm 길이로 자릅니다.내부 직경이 126미크론인 지르코니아 세라믹 스틱 페룰에 광섬유를 삽입합니다. 약 0.5-1mm의 섬유가 페룰의 볼록한 쪽에서 돌출되어야 합니다. 바늘을 사용하여 페룰의 양쪽 끝에 에폭시 접착제 한 방울을 바르되 페룰의 측면에는 바르지 마십시오.건조 후 3 미크론 입자로 다이아몬드 래핑 섬유 연마 필름을 사용하여 페룰의 볼록한 면을 연마합니다. 텅스텐 와이어 어레이를 준비하려면 먼저 여러 개의 100 미크론 실리카 튜브 가이드를 테이프 조각의 끈적한 면에 붙입니다. 그런 다음 집게를 사용하여 가이드 튜브를 통해 formvar 절연 45미크론 텅스텐 와이어를 끼웁니다.그런 다음 메스를 사용하여 약 5mm 길이의 6 개의 에나멜 절연 미세 구리 바인딩 와이어의 양쪽 끝에서 절연체를 벗겨냅니다. 그런 다음 약 2-3cm 길이의 접지선의 양쪽 끝에서 절연체를 벗겨냅니다. 벗겨진 각 와이어를 나노 커넥터 핀에 납땜합니다.은 전도성 페인트 한 방울을 사용하여 각 본딩 와이어를 하나의 텅스텐 와이어에 연결합니다. 건조 후 구리선을 덮기 위해 소량의 시멘트를 바르십시오. 나노 커넥터의 상부에 시멘트를 바르지 마십시오.시멘트를 30분 이상 건조시킨 후 뭉툭한 스테인리스 스틸 가위를 사용하여 텅스텐 와이어를 5-20도 각도로 자릅니다. 마취된 동물의 깨끗한 두개골에 직경 0.8mm의 구멍 4개를 뚫는 것으로 시작합니다. 관상 봉합사에 두 개의 구멍을 뚫고 소뇌 위에 두 개의 구멍을 뚫습니다.다음으로, 임플란트의 접지 및 안정화를 위해 스테인리스 스틸 뼈 나사를 놓습니다. 구리선에 연결된 접지 나사를 소뇌 위에 놓습니다. 전기 생리학적 기록 중 근육 인공물을 방지하기 위해 접지 나사를 시멘트로 완전히 덮으십시오.모든 나사를 연결하는 cment 링을 만듭니다. 이식 부위 위에서 개두술을 시행한 다음 뇌 조직 표면에 약 1마이크로리터의 멸균 식염수를 바릅니다. 스테레오탁스를 사용하여 와이어 어레이를 개두술로 천천히 내립니다.그런 다음 뇌 조직을 보호하기 위해 이식 부위 위에 약 5마이크로리터의 따뜻한 액체 왁스를 바릅니다. 와이어 어레이 주위에 시멘트를 바르고 두개골을 시멘트로 덮습니다. 미리 납땜된 접지선 또는 접지 나사에 연결된 미리 납땜된 전선에 플럭스 한 방울을 바르고 납땜 기계를 사용하여 전선을 융합합니다.마지막으로 접지선 전체를 시멘트로 덮습니다. 패치 코드의 광 출력을 확인하십시오. 이식된 광섬유의 투과율이 50%인 경우 패치 코드 끝의 광 출력이 20밀리와트인지 확인하십시오.헤드 스테이지 프리앰프를 이식된 커넥터에 연결하고 광섬유 패치 코드를 이식된 해마 섬유에 연결하여 광유전학적 자극을 제공합니다. 측정되는 매개 변수에 적합한 기간 동안 기준선 동작을 기록합니다. 소프트웨어를 열어 자극 생성기를 제어합니다.파일을 클릭하고 연 다음 선택한 프로토콜 파일을 선택합니다. 다운로드를 클릭하고 시작하여 광 자극을 시작합니다. 광 펄스에 의한 세타 리듬의 제어를 관찰하십시오.자발적인 세타 진동 동안 해마 국소 전위가 여기에서 볼 수 있습니다. 생리학적 세타 리듬의 지표인 감마 엔벨로프(gamma envelopes)에 주목하십시오. 광유전학적 동반 중 7 헤르츠의 해마 국소 전위가 여기에서 볼 수 있습니다.파란색 줄무늬는 조명 적용의 시간 창을 나타냅니다. 여기에서 화살표로 표시된 광 펄스에 의한 위상 재설정에 유의하십시오. 10 헤르츠에서 해마 국소 전위는 광유전학적 동반을 반영합니다.위상 고정 감마 엔벨로프(phase-locked gamma envelopes)와 지층 오리안(stratham orians)과 지층 반경(stratum radiatum) 사이의 위상 반전(phase reversal)도 동반 중에 유지됩니다. 이 기술을 마스터하면 실험 시간 4시간과 바이러스 발현에 6주가 소요됩니다. 이 절차를 시도하는 동안 효율적인 바이러스 전달을 보장하기 위해 기억해야 합니다.광섬유 임플란트를 패치 코드에 적절하게 연결하고 자발적인 국소 자기장 전위 세타 진동의 좋은 품질을 얻으십시오.

optogenetic-entrainment-hippocampal-theta-oscillations-behaving

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Kodani, S., et.al. 마우스의 수면/각성 상태를 모니터링하는 동안 신경 회로의 광유전학적 조작. J. Vis. 경험. (2019년)이 비디오는 생쥐의 수면에서 각성으로의 전환에 관여하는 신경 회로의 광유전학적 조작을 보여줍니다. 이 절차에는 광섬유와 전극을 뇌와 근육에 외과적으로 이식하여 빛 자극과 전기생리학적 기록을 가능하게 하는 것이 포함됩니다. 말단 줄조선(BNST)의 침대 핵에서 빛에 민감한 양이온 채널을 활성화하기 위해 빛을 전달함으로써 신경 활동이 조절되어 연구자들은 각성 유도와 관련된 뇌 및 근육 신호를 분석할 수 있습니다.

마우스의 수면에서 각성으로의 전환을 위한 신경 회로의 광유전학적 조작

이 비디오는 GABAergic 내측 중격 뉴런에 빛에 민감한 이온 채널이 있는 유전자 조작 마우스 모델에서 세타 진동을 조절하는 프로토콜을 보여줍니다. 이 프로토콜은 광 펄스를 해마에 전달함으로써 뉴런 활동을 동기화하고 국소 자기장 전위로 기록되는 세타 진동을 생성하는 것을 목표로 합니다.

마우스 모델에서 Theta Oscillations의 선택적 조작

이 비디오는 마우스 모델의 해마에 와이어 전극 어레이와 광섬유를 정위 이식하는 방법을 보여줍니다.

전극 배열과 광섬유를 마우스 해마에 이식

이 비디오는 고립된 해마에서 세타 진동이라고도 하는 리드미컬한 뉴런 네트워크 활동을 기록하는 방법을 보여줍니다. 전극은 세타 진동을 감지하고 분석하기 위해 다양한 층과 공간 위치에 삽입됩니다. 이것은 독특한 뉴런 구성과 해마의 여러 층에 걸친 뉴런 네트워크의 연결성을 보여줍니다.

마우스 해마의 세타 진동에 대한 시험관 내 기록

이 비디오는 쥐의 뇌 절편에서 유전적으로 변형된 빛에 민감한 인터뉴런을 활성화하여 세타 진동 동기화를 향상시키고 신경 회로 동작을 연구함으로써 광유전학을 사용하여 해마 네트워크 역학을 조절하는 방법을 보여줍니다.

해마 네트워크 역학의 광유전학적 제어

진동은 기본적인 네트워크 속성이며 질병과 약물에 의해 조절된다. 뇌 슬라이스 진동을 공부하는 것은 통제 된 조건에서 격리 된 네트워크의 특성을 수 있습니다. 프로토콜은 CA1의 γ 진동을 불러 일으키는 급성 뇌 조각의 준비를 위해 제공됩니다.

파상풍의 자극에 의​​해 지역의 CA1 γ 진동의 발생

해마의 세타 활동은 특정인지 및 행동 단계와 관련이 있습니다. 여기에서는 시간-주파수(즉, 웨이블릿 분석) 기반 접근 방식을 사용하여 해마 내에서 고도로 조직화된 세타 진동을 감지하는 분석 방법을 설명합니다.

쥐 EEG에서 매우 조직 된 세타 진동의 자동 감지

여기에서, 우리는 격리 된 전체 해마 제조물로부터 리듬 뉴런 네트워크 세타 및 감마 진동을 기록하기위한 프로토콜을 제시한다. 우리는 해마 추출에서 현장, 단일 및 전체 세포 패치 클램프 녹음뿐만 아니라 theta 리듬의 광 발생기 페이싱에 이르기까지의 실험 단계를 설명합니다.

Hippocampal 쎄타 밴드의 튜닝<em&gt; 체외에서</em&gt; : 격리 된 설치류 Septohippocampal Circuit에서 기록하는 방법론

이 프로토콜 로컬 필드 전위 선형 실리콘 프로브 멀티 생크와의 녹음을 설명 합니다. 현재 소스 밀도 분석을 사용 하 여 신호 변환 마우스 해 마에 지역 전기 활동의 개조를 허용 한다. 이 기술을 공간적으로 제한 된 뇌 진동 자유롭게 마우스를 이동에 공부 될 수 있다.

행동 하는 쥐의 해 마에서 진동 제한 공간 기록

여기에서, 우리는 마우스에 있는 잠/각성 상태의 감시 도중 뉴런의 특정 모형의 광유전학 조작의 방법을 기술합니다, 예를 들면 stria 말단의 침대 핵에 우리의 최근 일을 제시하.

마우스에서 수면/각성 상태를 모니터링하는 동안 신경 회로의 광유전학 적 조작

이 문서는 주입 캐뉼라와 마우스의 해마의 CA1 영역에 이식으로 보충 된 맞춤형 이미징 창의 준비를 보여줍니다.

마우스를 면도하는 해마에서 신경 활동을 시각화하기위한 두개골 절제술 절차

배우세요 생쥐 해마 세타 진동을 광유전학과 전기생리학 기록으로 실시간 조절하는 방법을. 공간 탐색 행동에서 신경 동기화 메커니즘을 연구하는 데 활용할 수 있습니다.

Optogenetic 쥐 행동에 Hippocampal 세타 진동의 유입

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