Tutaj prezentujemy protokoły przygotowania ostrych wycinków mózgu zawierających jądro kolankowate boczne oraz badania elektrofizjologicznego funkcji synaps retinogenikulacyjnych i kortykogenicznych. Protokół ten zapewnia skuteczny sposób badania synaps z wysokim i niskim prawdopodobieństwem uwalniania w tych samych ostrych wycinkach mózgu.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Badania elektrofizjologiczne funkcji synaps retinogenikulacyjnych i kortykogenicznych
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Jądro kolankowate boczne jest pierwszą stacją przekaźnikową dla informacji wizualnej. Neurony przekaźnikowe tego jądra wzgórza integrują dane wejściowe z komórek zwojowych siatkówki i rzutują je do kory wzrokowej. Ponadto neurony przekaźnikowe otrzymują pobudzenie od góry do dołu z kory mózgowej. Dwa główne wejścia pobudzające do neuronów przekaźnikowych różnią się w kilku aspektach. Każdy neuron przekaźnikowy otrzymuje dane wejściowe tylko z kilku synaps retinogenikulacyjnych, które są dużymi zakończeniami z wieloma miejscami uwalniania. Znajduje to odzwierciedlenie w porównywalnie silnym wzbudzeniu, jakie otrzymują neurony przekaźnikowe z komórek zwojowych siatkówki. Synapsy kortykosteroidalne są natomiast prostsze z niewielką liczbą miejsc uwalniania i słabszą siłą synaptyczną. Obie synapsy różnią się również krótkotrwałą plastycznością synaptyczną. Synapsy retinogenikulacyjne mają wysokie prawdopodobieństwo uwolnienia i w konsekwencji wykazują krótkotrwałą depresję. W przeciwieństwie do tego, synapsy kortykogenne mają niskie prawdopodobieństwo uwolnienia. Włókna kortykosteroidalne przechodzą przez siatkowate jądra wzgórza przed wejściem do bocznego jądra kolankowatego. Różne lokalizacje siatkowatego jądra wzgórzowego (rostralnie od jądra kolankowatego bocznego) i drogi wzrokowej (brzuszno-bocznie od jądra kolankowatego bocznego) pozwalają na stymulację synaps kortykogenicznych lub retinogenikulacyjnych oddzielnie za pomocą zewnątrzkomórkowych elektrod stymulacyjnych. To sprawia, że jądro kolankowate boczne jest idealnym obszarem mózgu, w którym można jednocześnie badać dwie synapsy pobudzające o bardzo różnych właściwościach, uderzające w ten sam typ komórki. W tym miejscu opisujemy metodę badania zapisu z neuronów przekaźnikowych i przeprowadzenia szczegółowej analizy funkcji synaps retinogenikulatu i kortykogeniczności w ostrych wycinkach mózgu. Artykuł zawiera protokół krok po kroku do generowania ostrych wycinków mózgu jądra kolankowatego bocznego oraz kroki rejestrowania aktywności neuronów przekaźnikowych poprzez oddzielną stymulację drogi wzrokowej i włókien kortykopochodnych.
Wprowadzenie
Neurony przekaźnikowe bocznego jądra kolankowatego integrują się i przekazują informacje wizualne do kory wzrokowej. Neurony te otrzymują bodźce pobudzające z komórek zwojowych za pośrednictwem synaps retinogenikulacyjnych, które zapewniają główny napęd pobudzający neurony przekaźnikowe. Ponadto neurony przekaźnikowe otrzymują bodźce pobudzające z neuronów korowych za pośrednictwem synaps kortykopochodnych. Co więcej, neurony przekaźnikowe otrzymują hamujące dane wejściowe z lokalnych interneuronów i neuronów GABA-ergicznych jądra reticularis thalami1. Jądro reticularis thalami jest obecne jak tarcza między wzgórzem a korą, tak że włókna wystaj....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie eksperymenty zostały zatwierdzone przez Rządowy Panel Nadzorczy ds. Doświadczeń na Zwierzętach Nadrenii-Palatynatu.
1. Rozwiązania
- Roztwór do rozwarstwiania
- W celu zmniejszenia ekscytotoksyczności należy przygotować roztwór na bazie choliny, który będzie stosowany podczas sekcji, jak pokazano tutaj (w mM): 87 NaCl, 2,5 KCl, 37,5 chlorek choliny, 25 NaHCO3, 1,25 NaH2PO4, 0,5 CaCl2, 7 MgCl2 i25 glukozy. Przygotuj roztwór preparacyjny mniej niż 1 tydzień przed eksperymentem.
- Rozwiązanie do nagrywania
- Przygotow....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Przygotowany skrawek dLGN zawierający drogi retinogenikularne i kortykogenikularne przedstawiono przy użyciu obiektywu 4x (Rysunek 2). Aksony komórek zwojowych siatkówki grupują się w obrębie drogi wzrokowej (Rysunek 2). Pipetę stymulującą umieszczono odpowiednio w drodze wzrokowej, aby wywołać prąd pośredniczony przez synapsy retinogenikularne (Rysunek 2A), oraz w jądrze siatkowatym wzgórza, aby wyw.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Opisujemy ulepszony protokół oparty na wcześniej opublikowanej metodzie3, który pozwala na zbadanie wysokiego prawdopodobieństwa uwolnienia synaps retinogenikulacyjnych i niskiego prawdopodobieństwa uwolnienia synaps kortykogennych z tego samego wycinka. Ma to ogromne znaczenie, ponieważ te dwa wejścia oddziałują ze sobą w celu modulowania transmisji sygnału wzrokowego: wejścia retinogenikulacyjne są głównym napędem pobudzającym neuronów przekaźnikowych, podczas gdy wejścia korowo-wzgórzowe działa.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca została sfinansowana przez Niemiecką Fundację Badawczą (DFG) w ramach Collaborative Research Center (SFB) 1134 "Functional Ensembles" (J.v.E. and X.C.) oraz Research Grant EN948/1-2 (J.v.E.).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Wzmacniacz | HEKA Elektronik | EPC 10 USB Wzmacniacz z podwójnym zaciskiem | |
| Biocytin | Sigma-Aldrich | B4261-250MG | |
| CaCl2 | EMSURE | 1.02382.1000 | |
| chlorek choliny | Sigma-Aldrich | C1879-1KG | |
| Konfokalny laserowy mikroskop skaningowy | Leica Microsystems | TCS SP5 | |
| CsCl | EMSURE | 1.02038.0100 | |
| Cs-glukonian | Przygotowany | Ponieważ nie było komercyjnego Cs-glukonianu, przygotowaliśmy go sami | |
| D-600 | Sigma-Aldrich | M5644-50MG | chlorowodorek metoksywerapamilu |
| D-APV | Trend biologiczny | BN0085-100 | Antagonista receptora NMDA |
| Aparat cyfrowy do mikroskopu | Olympus | XM10 | |
| EGTA | SERVA | 11290.02 | |
| Forene | Abbvie | 2594.00.00 | izofluran |
| Glukoza | Sigma-Aldrich | 49159-1KG | |
| HEPES | ROTH | 9105.2 | |
| Izolator bodźców wysokoprądowych | World Precision Instruments | A385 | |
| KCl | EMSURE | 1.04936.1000 | |
| MgCl2 | EMSURE | 1.05833.0250 | |
| Mikromanipulatory | Luigs & Neumann | SM7 | |
| Miroscope | Olympus | BX51 | |
| mocowanie średnie | ThermoFisher Scientific | P36930 | Prolong Gold Invitrogen |
| NaCl | ROTH | 3957.1 | |
| NaH2PO4 | EMSURE | 1.06346.1000 | |
| NaHCO3 | EMSURE | 1.06329.1000 | |
| Pipeta | Hilgenberg | 1807502 | |
| Ściągacz | Sutter | Żyletka P-1000 | |
| Personna | 60-0138 | ||
| Półautomatyczny wibratom | Leica Bromowodorek Biosystems | VT1200S | |
| SR 95531 | Trend biologiczny | AOB5680-10 | Antagonista receptora GABAA |
Bibliografia
- Guido, W. Development, form, and function of the mouse visual thalamus. Journal of Neurophysiology. 120, 211-225 (2018).
- Guillery, R. W., Feig, S. L., Lozsadi, D. A. Paying attention to the thalamic reticular nucleus. Trends in Neurosciences. 21, 2....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
