Method Article

Modelagem de Dados de Voltammetria Cíclica de Dados Rápidos de Dados de Neurotransmissão de Dopamina Estimulados Eletricamente Usando QNsim1.0

DOI:

10.3791/55595

June 5th, 2017

In This Article

Summary

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

A voltametria cíclica de varredura rápida pode monitorar neurotransmissão de dopamina in vivo no contexto de drogas, doenças e outras manipulações experimentais. Este trabalho descreve a implementação do QNsim1.0, um software para modelar respostas de dopamina estimuladas eletricamente de acordo com o modelo neurobiológico quantitativo para quantificar estimativas de liberação de dopamina e dinâmica de recaptação.

Abstract

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

As vias dopaminérgicas do meio (DAergic) central têm um papel importante em uma ampla gama de funções, como atenção, motivação e movimento. A dopamina (DA) está implicada em doenças e distúrbios, incluindo transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, doença de Parkinson e lesão cerebral traumática. Assim, a neurotransmissão DA e os métodos para estudá-la são de intenso interesse científico. A voltamperografia cíclica de rápida varredura in vivo (FSCV) é um método que permite monitorar seletivamente as mudanças de concentração DA com resolução temporal e espacial fina. Esta técnica é comumente usada em conjunção com estimulações elétricas de caminhos díngicos ascendentes para controlar o fluxo de impulso da neurotransmissão da dopamina. Embora o paradigma de neurotransmissão de DA estimulado possa produzir respostas de DA robustas com morfologias claras, tornando-as passíveis de análise cinética, ainda há muito debate sobre como interpretar as respostas em termos de liberação de DA e ClearanComponentes. Para abordar esta preocupação, uma estrutura neurobiológica quantitativa (QN) de neurotransmissão DA estimulada foi recentemente desenvolvida para modelar de forma realista a dinâmica de liberação e recaptação de DA ao longo de uma resposta de DA estimulada. Os fundamentos deste modelo baseiam-se em dados experimentais de neurotransmissão de DA estimulada e em princípios de neurotransmissão adotados em várias linhas de pesquisa. O modelo de QN implementa 12 parâmetros relacionados à liberação de DA estimulada e dinâmica de recaptação para modelar as respostas DA. Este trabalho descreve como simular as respostas da DA usando QNsim1.0 e também detalha os princípios que foram implementados para discernir sistematicamente as alterações na liberação de dopamina estimulada e na dinâmica da recaptação.

Introduction

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

A neurotransmissão de dopamina (DA) desempenha um papel essencial em várias funções cognitivas e comportamentais, e sua disfunção está implicada em várias doenças e distúrbios comuns. Como tal, é fundamental desenvolver métodos precisos de estudo quantitativo da neurotransmissão DA in vivo para avaliar como a neurotransmissão DA é alterada nos contextos de modelos de doenças e farmacologia de drogas. A voltametria cíclica de varredura rápida (FSCV) permite monitorizar a neurotransmissão DA DA in vivo com resolução espacial e temporal fina. Embora seja possível monitorizar a neurotransmissão de DA fisiológica em animais acordados, que se comportam li....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

1. Instalação, preparação de dados e lançamento QNsim1.0

  1. Baixe "QNsim1.0.zip" (fornecido como um suplemento) e extraie-o para um diretório desejado.
  2. Prepare dados de resposta de DA estimulados para modelagem com o programa de software organizando uma planilha em que cada coluna contém uma resposta DA temporária convertida em concentrações de μ MDA. Salve esse arquivo (.xlsx) no mesmo diretório que os arquivos do programa.
    Nota: A planilha pode conter várias respostas em uma experiência individual ou vários estudos contendo um número fixo de respostas (veja "Sample.xlsx" para um exemplo).
  3. Abra o software do ambiente de prog....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Incluído com o programa de software são dados de neurotransmissão da DA de amostra obtidos a partir do estriado dorsal do rato (Estudo 1) e do núcleo accumbens (Estudo 2) que são compilados em "Sample.xlsx". A planilha contém os dados de concentração de DA das respostas de linha de base para estimulações de 60 Hz, 10 s e 5 s e uma resposta a uma estimulação de 60 Hz, 5 s 35 min após a administração do metilfenidato de inibidor de transporte DA (MPH) (10 mg / Kg, ip). Os dados de resposta de DA estimulados são organizado.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

O uso de FSCV para estudar a neurotransmissão de DA estimulada in vivo originou-se na década de 1980 30 e continua a ser uma fonte rica de dados de neurotransmissão in vivo com resolução espacial e temporal incomparável. As respostas de DA estimuladas refletem um equilíbrio complexo da liberação e recaptação de DA que são moduladas pelos próprios estímulos elétricos. O modelo QN incorpora princípios da pesquisa contemporânea de neurotransmissão p.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Os autores não têm nada a revelar.

Acknowledgements

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

Reconhecemos o Instituto de Reabilitação da UPMC para apoiar este trabalho.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
MATLAB R2016a para Mac Mathworks
QNsim1.0de software internoSoftware para modelar dados FSCV usando a estrutura QN
Pacote

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Taylor, I. M., et al. Kinetic diversity of dopamine transmission in the dorsal striatum. J Neurochem. 133 (4), 522-531 (2015).
  2. Harun, R., Grassi, C. M., Munoz, M. J., Torres, G. E., Wagner, A. K. Neurobiological model of stimulated dopami....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Fast scan Cyclic VoltammetryDopamine NeurotransmissionQNsim1 0 SoftwareElectrical StimulationDopamine ReleaseDopamine ReuptakeStriatal DopamineNucleus AccumbensDorsal StriatumParameter Modeling

Related Articles