Onderzoek op lange termijn synaptische plasticiteit in Interlamellar Hippocampus CA1 door elektrofysiologische veld opname

Langdurige synaptische plasticiteit, met name, langdurige potentiëring en langdurige depressie zijn op grote schaal onderzocht langs de transversale oriëntatie van de hippocampus. Er is ook naar gekeken langs de longitudinale oriëntatie. Echter, als het gaat om de longitudinale oriëntatie, is er zeer weinig aandacht besteed aan de longitudinale CA1-as van de hippocampus met betrekking tot synaptische plasticiteit.

Een eerdere publicatie van ons lab hebben aangetoond dat de CA1 piramidale neuronen van de hippocampus associatieve verbindingen vormen die synaptische plasticiteit kunnen ondersteunen. Voor meer inzicht in dit protocol wordt aanbevolen dat u verwijst naar de vorige publicatie met de volgende verwijzing. Injecteer urethaan om de muis te verdoven.

Plaats de volledig verdoofde muis op een verwarmingskussen ingesteld op 37 graden Celsius. Breng ooggel aan om de ogen te bevochtigen. Bevestig de schedel van de muis stevig met behulp van de oogklem.

De oogklem geeft de vrijheid van mobiliteit voor de onderzoeker tijdens chirurgische ingrepen. En het kan vooral nuttig zijn voor experimenten met de auditieve cortex, ook. Echter, veel zorg moet worden genomen om de exacte stereotaxic coördinaten te krijgen.

Scheid het onderhuidse weefsel en de spieren aan het einde van het interpariëntale en occipitaal bot van de muis met de scalpel. Dep de dura materie droog met wattenstaafje. Dan doorboort je de cisterna magna om het hersenvocht af te voeren.

Bevestig een wattenstaafje om het hersenvocht te blijven afvoeren. Snijd en verwijder de huid op de hoofdhuid en houd het blootgestelde gebied droog. Markeer de punten die overeenkomen met de hippocampal regio met behulp van een veniyar remklauw.

Maak een incisie in de schedel boven het ruggebied van de hippocampus langs de gemarkeerde punten met behulp van een scalpel of hoge snelheid boor tijdens het observeren onder een microscoop. Houd het blootgestelde hersenweefsel vochtig door fysiologische zoutoplossing of een inerte olie aan te brengen. Fix en positioneer de stimulatie en opname van elektroden stevig in de stereotaxic houder.

Pas de stimulatie en het opnemen van elektroden boven CA1 dorsale hippocampus aan. Gebruik de muis hersenen in stereotaxic coördinaat als een gids bij het lokaliseren van de coördinaat voor dorsale longitudinale CA1 hippocampal regio. Voor opnames met multichannel-elektroden zoekt u eerst uw stereotaxic-coördinaten voor het CA1-hippocampal-gebied met behulp van het eerste kanaal.

Plaats de resterende elektroden zodanig dat de hoek van stimulatie en het registreren van elektroden zich tussen 30 graden en 60 graden bevinden ten opzichte van de middellijn vanaf bregmapunt. Deze hoek komt overeen met de lengterichting van het CA1 hippocampal gebied. Schakel het opnamesysteem in.

Open de neurale software voor het opnemen en gegevensverwerving. Laat de opname- en stimulatieelektrodes langzaam zakken met behulp van de micromanipulator totdat het gewoon het oppervlak van de hersenen raakt. Observeer een toename van de impedantie net wanneer de elektrode raakt het hersenoppervlak.

Dit kan worden waargenomen in het rode kanaal getoond op het scherm. Laat de elektroden langzaam zakken tot de geschatte diepte die overeenkomt met de gekozen stereotaxic-coördinaten voor de CA1 hippocampus. Geef stimulatie til een stabiele evoke-gevulde excitatory post-synaptische potentieel wordt waargenomen.

Voer een input-output curve uit om maximale stimulusintensiteit te detecteren. Gebruik de input-output curve om de basislijnintensiteit in te stellen en om de stimulusintensiteit in te stellen voor het oproepen van hoge frequentiestimulatie of lage frequentiestimulatie. Noteren van de lokale volledige potentieel voor een uur na hoge frequentie stimulatie of lage frequentie stimulatie.

Exporteer gegevens en analyseer met behulp van software naar keuze. Arme 400 ml reeds bereide snijoplossing in een aparte kolf en zuurstofaat gedurende ongeveer 20 minuten. Arme 200 ml van de zuurstofhoudende snijoplossing.

Bedek in para film en breng ongeveer 20 minuten over naar een 80 graden vriezer om een slush te maken. Slecht de resterende 200 ml snijden oplossing in een hersenen slice holding kamer en houden in water bot van 32 graden Celsius met continue borrelen. Breng gekoelde snijoplossing naar buiten en arme ongeveer 50 ml in een bekerglas.

Onthoofd de verdoofde muis. Snijd de huid die de schedel van de muis en snijd de schedel stuk langs de middellijn tot het occipital bot. Open de schedel met stompe tangen.

Schep voorzichtig de hersenen eruit met een spatel en plaats in de gekoelde snijoplossing in het bekerglas. Scheid de twee hersenhelften langs de middellijn met een scalpelmes. Isoleer de hippocampus door het voorzichtig los te maken van de cortex met een spatel.

Knip het septale en temporele einde van de geïsoleerde hippocampus uit. Breng een kleine hoeveelheid lijm aan op de snijplaat. Voor longitudinale CA1 hippocampal slice, bevestig de CA3 regio van de hippocampus aan de snijplaat met de lijm.

Voor dwarse plak, die zal dienen als controle, bevestig het ventrale uiteinde van de hippocampus aan de snijplaat van de vibratome. Plaats het in de snijkamer. Stel de vibratomeparameters in.

Snijd de bijgevoegde hippocampus met het vibratome. Een goede longitudinale CA1 hippocampal hersenen slice zal een laag van CA1, en twee lagen van dentate gyrus. Ook de stratum oriens en het stratum radiatum van de CA1 regio zullen aanwezig zijn.

Als alternatief, een dwarse hippocampal hersenen slice zal de dentate gyrus CA3 en CA1 regio's in tact. Breng de hersenen plakjes naar de hersenen slice holding kamer in het water bot. Incubeer gedurende 20 minuten bij een temperatuur van 32 graden Celsius en breng op kamertemperatuur voor herstel.

Gebruik de ACS-lijfeigene continu in de opnamekamer met een snelheid van 2 ml per minuut. Breng de hersenen slice in de opnamekamer, pas de positie van de hersenen slice met stompe tangen en houd het op zijn plaats met een hap. Schakel de software in voor het verzamelen van gegevens.

Longitudinale hersenschijf. Voor longitudinale segmenten plaatst u de stimulatie en de opname van elektrode in de stratum oriens. Plaats de stimulatieelektrode op de septale of temporele kant van de hersenschijf met opname van dezelfde laag.

U ook de stimulatie en het registreren van elektrode in het stratum radiatum plaatsen, de stimulatieelektrode in de septale of temporele kant van de hersenschijf plaatsen. Voor dwarse segmenten als controle, plaats de stimulatieelektrode op het CA3 Schaffer-onderzijdetraject en de opnameelektrode op de CA1-regio. Zet de isolator stimulus generator aan en geef stimulatie.

Pas de opname-elektrode diepte aan tot er een stabiel opriep excitatory post-synaptisch gevuld potentieel wordt waargenomen. Voer een input-output curve uit om maximale stimulusintensiteit te detecteren. Gebruik de input-output curve om de stimulusintensiteit in te stellen voor baseline opname die hoge frequentiestimulatie of lage frequentiestimulatie oproept.

Raadpleeg de bijgevoegde PDF voor parameters in het induceren van eenzame-termijn potentiëring of langdurige depressie. Het opgeroepen excitatory post-synaptische potentieel nam toe in reactie op hoogfrequente stimulatie in vivo. Dit toont aan dat longitudinale hippocampal CA1 langdurige potentiëring ondersteunt.

Voor longitudinale hippocampal CA1 hersenplakjes werd een toename van de respons op hoogfrequente stimulatie waargenomen aan zowel septale als temporele kant van stratum oriens en stratum radiatum. Dit toont aan dat de synaptische plasticiteit veroorzaakt langs de longitudinale hippocampal CA1 regio is niet lineair of richtingspecifiek. Met behulp van reeds vastgestelde protocollen voor langdurige depressie, geen langdurige depressie werd veroorzaakt zowel in vivo en in vitro.

Als conclusie hebben we u laten zien hoe u de oud-term synaptische plasticiteit in de longitudinale hippocampal CA1-regio zowel in vivo als in vitro onderzoeken. Meer details van het protocol is te vinden in de PDF bij deze video om u te helpen bij het onderzoeken van de lange termijn synaptische plasticiteit langs de longitudinale hippocampal CA1 regio in uw eigen laboratoria.