Inducing Long-Term Plasticity of Intrinsic Neuronal Excitability in Neurons of the Dorsal Lateral Geniculate Nucleus

본 연구는 뇌 질환의 기능적 가소성에서 이온 채널의 역할에 초점을 맞추고 있습니다. 특히, 우리는 여기에서 시각 시상(visual thalamus)의 뉴런이 내재적 뉴런 흥분성(ininsic neuronal excitability)의 가소성을 겪을 수 있는지 여부를 연구합니다. 우리는 외측 외상핵(lateral geniculate nucleus)의 뉴런이 단안 결핍 후 또는 국소 입력의 자극에 따른 내재적 신경 흥분성의 가소성을 표현한다는 것을 처음으로 확인했습니다.

우리는 in vitro에서 쥐의 시각적 시상 뉴런에서 신경 흥분성의 오래 지속되는 가소성을 유도하는 간단한 방법을 제공합니다. 이를 위해 우리는 생체 외 뇌 조직에 대한 패치 클램프 전기 물리학 기록과 약리학적 도구를 사용합니다. 우리의 결과는 뇌의 다른 피질하 시각 핵의 고유한 가소성을 탐구할 가능성을 높입니다.

먼저 해부 도구와 두 개의 얼음 플랫폼을 준비하세요. 외부 탱크에 얼음을 넣고 비브라톰의 슬라이싱 챔버를 얼음처럼 차가운 절단 용액으로 채웁니다. 안락사된 쥐의 머리를 첫 번째 얼음 플랫폼에 놓고 작은 가위를 사용하여 두피를 꼬리 방향으로 자른 다음 두개골을 양측으로 자릅니다.

뭉툭한 집게와 주걱으로 두개골을 열고 두개골에서 뇌를 빠르게 추출하여 두 번째 얼음 플랫폼에 놓습니다. 전두엽을 절개하여 전두엽과 후구를 제거한 다음 하구를 두 번째로 절개하여 후피질과 소뇌를 제거합니다. 뇌 블록(brain block)을 로스트랄(rostral) 면이 위로 향하게 하여 비브라톰의 플레이트에 부착합니다.

뇌가 슬라이싱 챔버에 완전히 잠길 때까지 시술 중에 정기적으로 물을 줍니다. 진동을 사용하여 등쪽 외측 생식기 핵을 포함하는 350마이크로미터 조각을 자릅니다. 그런 다음 연필로 중뇌에서 피질과 해마를 부드럽게 제거합니다.

먼저 dLGN(dorsal lateral geniculate nucleus)이 포함된 쥐의 뇌 절편을 얻어 정립 현미경의 수중 챔버에 장착합니다. 슬라이스에 U자형 백금 와이어를 놓습니다. 미분 간섭 대비 적외선 비디오 현미경을 사용하여 패치 클램프 기록을 위해 dLGN에서 건강한 뉴런을 식별합니다.

마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 일정한 양압으로 선택한 뉴런에 패치 피펫을 배치합니다. VC 모드에서 증폭기를 설정하고 10밀리볼트 전압 단계를 주입합니다. 전압을 마이너스 65밀리볼트로 설정합니다.

다음으로, 앰프를 CC 모드로 설정하고, 액세스 저항을 보상하기 위해 브리지의 균형을 맞추고, 뉴런을 마이너스 65밀리볼트로 유지합니다. 데이터 수집의 경우, 0.1Hz의 주파수에서 양의 전류 펄스로 약 10분의 제어 주기를 설정하고 뉴런 흥분성을 모니터링합니다. 그런 다음 짧은 음의 전류 펄스로 전체적으로 뉴런의 입력 저항을 관찰합니다.

제어 기간이 끝나면 2-5 밀리 초의 탈분극 전류의 15 개의 짧은 단계에 의해 유발되는 15 개의 스파이크의 트레인을 10 분 동안 40 헤르츠로 전달합니다. 전류 펄스의 진폭을 선택하여 매번 단일 활동 전위를 유도합니다. 마지막으로, 유도 프로토콜 후 신경 흥분성을 테스트합니다.

dLGN 뉴런은 전체 세포 배치로 기록되었으며, LTP-IE는 이온성 글루타메이트 및 GABA 수용체 길항제가 존재하는 상태에서 10분 동안 40Hz에서 활동전위 발사에 의해 유도되었습니다. 입력 저항의 변화 없이 LTP-IE 유도 후 20-30분 후에 활동 전위 수의 3배 증가가 관찰되었습니다.