Artigo de método

Registro óptico da atividade neuronal em fatias de cérebro coradas com um corante sensível à voltagem

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8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

Fonte: Tominaga, Y., et al. Gravação óptica de fóton único de campo amplo em fatias cerebrais usando corante sensível à voltagem. J. Vis. Exp. (2019).

Este vídeo demonstra um procedimento para observar mudanças na atividade neuronal em uma fatia de cérebro corada com um corante sensível à voltagem. O corante reflete mudanças no potencial de membrana do neurônio, alterando sua intensidade de fluorescência. Por meio da aplicação de estímulos elétricos e técnicas avançadas de imagem, esse processo permite o rastreamento visual de mudanças em tempo real no potencial da membrana neuronal com base na fluorescência do VSD.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo amostras de animais foram revisados e aprovados pelo comitê de revisão ética animal apropriado.

1. Preparação Diária de Aparelhos Experimentais

  1. Ligue o amplificador, o computador e o sistema de câmera e verifique se o software está em execução.
  2. Coloque o líquido cefalorraquidiano artificial (ACSF) em um tubo de 50 mL e borbulhe com carbogênio.
  3. Use uma bomba peristáltica para circular o ACSF. Ajuste a taxa de fluxo para aproximadamente 1 mL / min.
  4. Ajuste a altura da pipeta de sucção para que o nível do líquido dentro da câmara do experimento seja sempre constante.
    nota: O nível da solução é importante para obter um registro estável, portanto, o ajuste deve ser feito por meio de um micromanipulador.
  5. Instale o eletrodo de aterramento feito de chip amarelo preenchido com ágar KCl 3 M (2%) em um suporte com um fio Ag-AgCl com uma pequena quantidade de solução KCl 3 M.
  6. Encha uma pequena quantidade de ACSF (aproximadamente dois terços do volume) no eletrodo de vidro (1 mm de diâmetro externo, 0.78 mm de diâmetro interno puxado com um extrator de micropipeta) usando uma ponta amarela de tubo fino e cônico e coloque-o no porta-eletrodo.
  7. Fixe o suporte à haste instalada no manipulador. Certifique-se usando um amplifier que a resistência do eletrodo é de aproximadamente 1 MΩ.
    nota: O eletrodo do tipo patch de abertura larga de haste longa (abertura de 4-8 μm) deve ser bom para gravação em campo e como eletrodo estimulante.

2. Iniciando uma sessão de gravação

  1. Pegue uma preparação de fatia da câmara úmida com uma pinça.
  2. Coloque rapidamente a fatia em uma câmara experimental sob o microscópio (Figura 1).
  3. Empurre a borda do anel firmemente no O-ring de silicone. Tenha cuidado para não romper a membrana ou o fundo da câmara do experimento.
    nota: A direção do corte deve ser levada em consideração em relação à direção dos eletrodos de estimulação e registro no campo de visão. A fatia saudável deve grudar no filtro de membrana para que não haja necessidade de usar outros dispositivos para fixar as fatias, como pesos e malhas de náilon.
  4. Coloque a ponta do eletrodo estimulante e o eletrodo de registro de potencial de campo na fatia sob o microscópio com luz transmitida.
  5. Use o sistema de registro eletrofisiológico para verificar a resposta. Confirme o registro eletrofisiológico usual (não corado) com a configuração fornecida.
    nota: O eletrodo de registro pode ser omitido, mas é útil para verificar a fisiologia da fatia.
  6. Ajuste a intensidade da luz de excitação para aproximadamente 70-80% da capacidade máxima na câmera que corresponde a 13-15 mW/cm2 na amostra ao amostrar a 10 kHz com lente objetiva de imersão em água 5x e lente tubular 1x PLAN APO. O comprimento de onda da luz de excitação é de 530 nm e o filtro de emissão deve ser > 590 nm.
    nota: Use um obturador para minimizar a quantidade de luz de excitação. A exposição contínua à luz pode deteriorar a fisiologia do corte. O possível efeito nocivo da luz depende da intensidade e duração da luz. Use o registro eletrofisiológico para julgar o efeito da luz. No caso de uma força de 13-15 mW/cm2, cerca de 1 s de exposição deve ser o limite superior da tolerância.
  7. Ajuste o foco com o sistema de aquisição usando a fonte de luz fluorescente, pois o foco pode ser diferente dependendo do comprimento de onda e inicie a aquisição.
  8. Examine os dados em um software de aquisição de imagens.
    nota: Usamos o pacote original de microprogramação do software de análise numérica para análise detalhada.

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Resultados

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Figura 1. Sistema de gravação de sinais ópticos de preparações de fatias. (A) Uma fotografia do microscópio usado para obter imagens das fatias no manuscrito atual. A óptica consiste em uma lente objetiva (5x NA0.60), uma caixa de espelho para filtro dicróico (580 nm) e uma lente de projeção (tubo) (PLAN APO x1.0). Uma câmera de alta velocidade é conectada na parte superior da lente ...

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Sistema de aquisição de imagem de alta velocidadeBrainvision co. Ltd.MiCAM - UltimaSistema de imagem
Sistema de aquisição de imagem de alta velocidadeBrainvision co. Ltd.MiCAM 02Sistema de imagem
Macróscepe para imagens de campo amploBrainvision co. Ltd.Macroscópio THTmacroscópio
Sistema de iluminação LED de alta potência com estabilizador de fotodiodoBrainvision co. Ltd.LEX-2GIluminação LED
Software de aquisição de imagensBrainvision co. Ltd.BV-anasoftware de aquisição de imagens
Estimulador elétrico multifuncionalBrainvision co. Ltd.ESTM-8Isolador de estímulo + conversor AD / DA
Filtro de membrana para suporte de fatiasMerk Millipore Ltd., MA, EUAOmnipore, JHWP01300, poros de 0,45 μm,filtro de membrana/ 0.45 13
Software de análise numéricaWavemetrics Inc., OR, EUAIgorProSoftware de análise
Isolador de estimulaçãoWPI Inc.Resposta 395Isolador de estímulo
Conversor AD/DAInstrutechITC-18Conversor AD/DA
Corante sensível à tensão Di-4-ANEPPSInvitrogen, Thermo-Fisher Scientific, Waltham, MA, EUAnúmero de catálogo: D-1199VSD: Di-4-ANEPPS
Óleo de rícino polietoxiladoSigma-AldrichCremophor EL C5135óleo de rícino polietoxilado

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