Методическая статья

Оптическая регистрация активности нейронов в срезах мозга, окрашенных потенциал-чувствительным красителем

856 просмотров

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Tominaga, Y., et al. Широкопольная однофотонная оптическая запись в срезах мозга с использованием потенциал-чувствительного красителя. J. Vis. Exp. (2019).

Это видео демонстрирует процедуру наблюдения за изменениями нейронной активности в срезе мозга, окрашенном потенциал-чувствительным красителем. Краситель отражает изменения мембранного потенциала нейрона, изменяя интенсивность его флуоресценции. Благодаря применению электрических стимулов и передовых методов визуализации этот процесс позволяет визуально отслеживать изменения потенциала нейронной мембраны в режиме реального времени на основе флуоресценции VSD.

Протокол

Все процедуры, связанные с образцами животных, были рассмотрены и одобрены соответствующим комитетом по этической экспертизе животных.

1. Ежедневная подготовка экспериментальной аппаратуры

  1. Включите усилитель, компьютер и систему камер и убедитесь, что программное обеспечение запущено.
  2. Поместите искусственную спинномозговую жидкость (ФЦБ) в пробирку объемом 50 мл и пузырь с карбогеном.
  3. Используйте перистальтический насос для циркуляции ACSF. Отрегулируйте расход примерно до 1 мл/мин.
  4. Отрегулируйте высоту всасывающего пипетки так, чтобы уровень жидкости внутри экспериментальной камеры всегда был постоянным.
    заметка: Уровень раствора важен для получения стабильной записи, поэтому регулировку следует производить с помощью микроманипулятора.
  5. Установите заземляющий электрод, состоящий из желтой микросхемы, заполненной 3 М KCl агаром (2%), в держатель с проводом Ag-AgCl с небольшим количеством 3 М раствора KCl.
  6. Залейте небольшое количество ACSF (примерно две трети объема) в стеклянный электрод (внешний диаметр 1 мм, внутренний диаметр 0,78 мм, вытягиваемый с помощью съемника микропипетки) с помощью конического тонкого трубчатого желтого наконечника и поместите его в держатель электрода.
  7. Прикрепите держатель к стержню, установленному в манипуляторе. При использовании усилителя убедитесь, что сопротивление электродов составляет примерно 1 МОм.<бр/> заметка: Патч-электрод с широким отверстием длинного хвостовика (4-8 мкм) должен быть хорош для регистрации в полевых условиях и в качестве стимулирующего электрода.

2. Начало сессии записи

  1. Возьмите срез заготовки из влажной камеры с щипцами.
  2. Быстро поместите срез в экспериментальную камеру под микроскопом (рис. 1).
  3. Плотно вставьте край кольца в силиконовое уплотнительное кольцо. Будьте осторожны, чтобы не повредить мембрану или дно экспериментальной камеры.
    заметка: Направление среза следует учитывать по отношению к направлению стимулирующих и регистрирующих электродов в поле зрения. Здоровый ломтик должен прилипнуть к мембранному фильтру, поэтому нет необходимости использовать другие приспособления для фиксации срезов, такие как грузики и капроновые сетки.
  4. Поместите наконечник стимулирующего электрода и электрод с регистрацией потенциала поля на срез под микроскопом с проходящим светом.
  5. Используйте электрофизиологическую систему регистрации для проверки реакции. Подтвердите обычную (неокрашенную) электрофизиологическую запись с заданной конфигурацией.
    заметка: Записывающий электрод может быть опущен, но он полезен для проверки физиологии среза.
  6. Отрегулируйте интенсивность возбуждающего света примерно до 70-80% от максимальной мощности камеры, что соответствует 13-15 мВт/см2 на образце при отборе проб с частотой 10 кГц с 5-кратным объективом погружения в воду и 1-кратным тубусным объективом PLAN APO. Длина волны возбуждающего света составляет 530 нм, а эмиссионный фильтр должен быть > 590 нм.<бр/> заметка: Используйте затвор, чтобы свести к минимуму количество возбуждающего света. Постоянное воздействие света может ухудшить физиологию среза. Возможное вредное воздействие света зависит от интенсивности и продолжительности света. Используйте электрофизиологическую запись, чтобы оценить эффект света. При интенсивности 13-15 мВт/см2 воздействие около 1 с должно быть верхним пределом допуска.
  7. Отрегулируйте фокус с помощью системы сбора данных с помощью источника флуоресцентного света, поскольку фокус может отличаться в зависимости от длины волны и начала захвата.
  8. Изучите данные в программном обеспечении для получения изображений.
    заметка: Для детального анализа мы использовали оригинальный микропрограммный пакет программ численного анализа.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

figure-results-1
Рисунок 1. Система регистрации оптических сигналов от препаратов слайсов. (А) Фотография микроскопа, использованная для изображения срезов в данной рукописи. Оптика состоит из объектива (5x NA0.60), зеркальной коробки для дихроичного фильтра (580 нм) и проекционного (тубусового) объектива (PLAN APO x1.0). Высокоскоростная камера крепится к верхней части проекционного объектива через ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Высокоскоростная система получения изображенийБрейнвижн Ко. Лтд.MiCAM - UltimaСистема визуализации
Высокоскоростная система получения изображенийБрейнвижн Ко. Лтд.MiCAM 02Система визуализации
Macroscepe для широкоугольной визуализацииБрейнвижн Ко. Лтд.Макроскоп THTМакроскоп
Высокопористая светодиодная система подсветки со стабилизатором фотодиодаБрейнвижн Ко. Лтд.ЛЕКС-2ГСветодиодная подсветка
Программное обеспечение для получения изображенийБрейнвижн Ко. Лтд.БВ-анаПрограммное обеспечение для получения изображений
Многофункциональный электростимуляторБрейнвижн Ко. Лтд.ЭСТМ-8Изолятор стимула+АЦП/ЦАП преобразователь
Мембранный фильтр для поддержки ломтиковMerk Millipore Ltd., Массачусетс, СШАOmnipore, JHWP01300, поры 0,45 мкм,мембранный фильтр/ 0.45 13
Программное обеспечение для численного анализаWavemetrics Inc., ОРЕГОН, СШАIgorProПрограммное обеспечение для анализа
Изолятор стимуляцииWPI Inc.А395Изолятор стимулов
АЦП/ЦАП преобразовательИнструтехИТК-18АЦП/ЦАП преобразователь
Потенциальный чувствительный краситель Di-4-ANEPPSInvitrogen, Thermo-Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, СШАкаталожный номер: D-1199ВСД: Di-4-ANEPPS
Полиэтоксилированное касторовое маслоСигма-ОлдричКремофор EL C5135Полиэтоксилированное касторовое масло

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи