Controle optogenético da dinâmica da rede hipocampal

Comece com uma fatia de hipocampo de camundongo contendo as células piramidais alvo conectadas a interneurônios sensíveis à luz geneticamente modificados.

Coloque a fatia em uma câmara de gravação.

Posicione um potencial de campo local ou eletrodo LFP na região desejada para registrar as oscilações, um tipo de atividade cerebral rítmica.

Usando um microeletrodo, remende uma célula piramidal próxima para registrar sua atividade.

Coloque uma luz de fibra óptica acima da fatia do hipocampo centralizada na região de gravação.

Forneça pulsos de luz azul em uma frequência definida para a fatia para ativar os canais iônicos sensíveis à luz no interneurônio.

A ativação causa um influxo de íons positivos, levando à despolarização.

Isso desencadeia a liberação de neurotransmissores inibitórios no neurônio piramidal, reduzindo assim a excitabilidade.

A estimulação luminosa aumenta a sincronização das oscilações e a atividade sináptica do neurônio registrado, sugerindo modulação efetiva dos ritmos neurais.

Neste procedimento, coloque um eletrodo LFP na área do subículo CA1 e remende uma célula piramidal próxima no hipocampo isolado de um camundongo expressando a opsina excitatória sensível à luz azul ChR2 em interneurônios PV.

Coloque um guia de luz de fibra óptica acima da preparação do hipocampo e centralize-o na região gravada. Use luz azul de uma fonte de LED para estimulação genética, que consiste em pulsos de luz de 10 a 20 milissegundos ou comandos de tensão de onda senoidal entregues em frequências. Na pinça de corrente, caracterize a atividade da célula registrada durante oscilações espontâneas. Em seguida, inicie o protocolo de estimulação e registre as respostas à luz.

Observe que as oscilações de campo e a atividade sináptica no neurônio registrado tornam-se cada vez mais sincronizadas durante a estimulação optogenética, e que a estimulação rítmica das células PV resulta em um controle robusto da frequência e da potência das oscilações.