Methodenartikel

Fysiologische, morfologische en neurochemische Karakterisering van neuronen gemoduleerd door Movement

DOI:

10.3791/2650

⸱

21 april 2011

1Department of Neural and Pain Sciences, University of Maryland

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een techniek wordt beschreven om de in vivo fysiologische reactie van zoogdieren neuronen tijdens beweging kwantificeren en de fysiologie van het neuron met neuronale morfologie, fenotype neurochemische en synaptische microcircuits correleren.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De rol van individuele neuronen en hun functie in neuronale circuits is fundamenteel voor het begrijpen van de neuronale mechanismen van sensorische en motorische functies. De meeste onderzoeken van sensorimotorische mechanismen beroepen op onderzoek van neuronen, terwijl een dier is statisch 1,2 of neem extracellulaire neuronale activiteit tijdens een beweging. 3,4 Hoewel deze studies hebben de fundamentele achtergrond voor sensomotorische functie, ofwel ze geen functionele informatie te evalueren die optreedt tijdens een beweging of zijn beperkt in hun mogelijkheden om volledig te karakteriseren van de anatomie, fysiologie en neurochemische fenotype van het neuron. Een techniek is hier te zien die het mogelijk maakt een uitgebreide karakterisering van de individuele neuronen tijdens een in-vivo-beweging. Deze techniek kan niet alleen gebruikt worden om de primaire afferente neuronen bestuderen, maar ook om motoneuronen en sensomotorische interneuronen te karakteriseren. Aanvankelijk was de reactie van een enkel neuron is geregistreerd met behulp van elektrofysiologische methoden tijdens de verschillende bewegingen van de onderkaak, gevolgd door de bepaling van het receptieve veld voor de neuron. Een neuronale tracer is vervolgens intracellulair geïnjecteerd in de neuron en de hersenen is zo bewerkt dat het neuron kan worden gevisualiseerd met licht, elektronen of confocale microscopie (afb. 1). De gedetailleerde morfologie van het neuron gekenmerkt wordt vervolgens gereconstrueerd, zodat neuronale morfologie kan worden gecorreleerd met de fysiologische reactie van het neuron (afb. 2,3). In deze mededeling belangrijke sleutel details en tips voor een succesvolle implementatie van deze techniek zijn voorzien. Waardevolle aanvullende informatie kan worden bepaald voor de neuron onder studie door het combineren van deze methode met andere technieken. Retrograde neuronale de etikettering kunnen worden gebruikt om de neuronen te bepalen met welke de gelabelde neuron synapsen, waardoor gedetailleerde bepaling van de neuronale circuits. Immunocytochemie kan gecombineerd worden met deze methode om neurotransmitters te onderzoeken binnen de gelabelde neuron en de chemische fenotypen van de neuronen waarmee de gelabelde neuronen synapsen te bepalen. De gelabelde neuron kan ook worden verwerkt voor elektronenmicroscopie van de ultrastructurele functies en microcircuits van de gelabelde neuron te bepalen. Algemene deze techniek is een krachtige methode om grondig te karakteriseren neuronen tijdens de in-vivo-beweging waardoor substantieel inzicht in de rol van het neuron in de sensomotorische functie.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Dier Voorbereiding

  1. Verdoven rat met natriumpentobarbital (50mg/kg IP) en leg ze op een verwarmingselement. Scheren de huid bovenliggende het achterste schedel met dierlijke tondeuse. Controleer het dier om te verzekeren dat een chirurgische niveau van niveau van anesthesie is verkregen door het testen voor het ontbreken van een terugtrekking reflex en vocalisatie bij de tenen worden afgekneld, alsook de afwezigheid van een oogleden reflex. Controleer het niveau van de anesthesie elke 15 minuten en onderhouden van een chirurgische niveau van anesthetisa door injecties met natriumpentobarbital 15mg/kg elke 45 minuten.
  2. Gebruik aseptische techniek....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De methode hier geïllustreerd is een krachtige techniek die van belang inzicht geeft in de functie van enkelvoudige neuronen en hoe de reactie van individuele neuronen draagt ​​bij aan neuronale circuits. Negen Deze kennis is fundamenteel voor het begrijpen van sensomotorische functie. De grootste kracht van deze techniek is dat het bepalen van een groot aantal parameters over een neuron met fysiologie, morfologie en synaptische morfologie en distributie mogelijk maakt. In combinatie met andere technieken, zo.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Experimenten op dieren werden uitgevoerd in overeenstemming met de Guidlines en regelgeving die in de Gids voor de Zorg en gebruik van proefdieren (NIH Publication No 86-23, herzien 1985) ingesteld en de Universiteit van Maryland Dierverzorging en gebruik Comite.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ik dank Anthony Taylor voor de initiële opleiding in in vivo intracellulaire opname en A Brown en David Maxwell voor hulp bij de initiële ontwikkeling van de intracellulaire kleuring techniek. Ik dank M. Zilver voor hulp met de collocalization macro. Veel geleerden met wie ik heb samengewerkt inzicht gegeven in de ontwikkeling van deze techniek waaronder R. Donga, M. Moritani, P. Luo, R. Ambalavanar. Deze techniek werd ontwikkeld met aanzienlijke steun van de NIH subsidie ​​DE10132, DE15386 en RR017971.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Naam van het reagens of apparatuur Vennootschap Catalogus nummer Reacties
elektromagnetische vibrator Ling Dynamic Systems V101
signaal generator Feedback Systems PFG605 geschikt voor het produceren trapeziumvormige uitgangssignaal
elektrode glas Sutter Instrumenten AF100-68-10 voor gloeilampen en
elektrode puller Sutter Instrumenten Model P-2000 of P-80
biotinamide Vector Laboratories SP-1120 bewaard bij 4 ° C
Texas Red avidine DCS Vector Laboratories A-2016
tetramethlyrhodamine Molecular Probes D-3308 3000 moleculair gewicht, lysine Muur
muis anti-synaptofysine antilichaam Chemicon MAB5258
fluorescerende Nissl vlek Neurotrace, Molecular Probes N-21480
elektrode tester Winston Electronics BL-1000-B naar elektrode impedantie te meten
electrometer Axon Instruments Axoprobe 1A, 2B Axoclamp

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cuellar, C. A., Tapia, J. A., Juarez, V., Quevedo, J., Linares, P., Marinez, L., Manjarrez, E. Propagation of sinusoidal electrical waves along the spinal cord during a fictive motor task. J. Neurosci. 29, 798-810 (2010).
  2. Frigon, A., Gossard, J.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Neuronale registratiebewegingskarakteriseringintracellulaire elektrofysiologiemapping van het receptieve veldinjectie van neuronale tracersverwerking van hersenweefsellichtmicroscopieconfocale microscopieimmunocytochemieelektronenmicroscopie

Gerelateerde artikelen