Дыхание представляет собой сложный и жизнедеятельность контролируется мозгом, что позволяет молекулярным кислородом (O 2) поглощение и двуокись углерода (CO 2) ликвидации. Центральный дыхательных привод генерируется сложной сети, расположенной в стволе головного мозга в обоих млекопитающих, земноводных 1 2 3, рептилий, птиц и рыб 4 5. Даже если исследование дыхания могут быть обработаны в естественных условиях, точные механистические исследования требуют прямого доступа к сети дыхательной управления. С этой целью, Адриан и Бойтендейк разработан уменьшенный подготовку рыбка, в котором электродами, расположенными на поверхности ствола мозга записи сгенерированного ритм, связанный с жаберной вентиляции 5. Этот подход был впоследствии адаптирована Suzue в 1984 6 для использования в новорожденных грызунов. Появление этого препарата привело к значительному прогрессу в дыхательных нейробиологии. Так как это относительно простой, метод представлены часпрежде чем поддается широкого круга основных исследований художественной поведения моторных и их происхождении у новорожденных грызунов.
Общая цель этого метода заключается в регистрации нейронной коррелят вдоха деятельности, дыхания, как ритм называется фиктивным дыхание, произведенный дыхательных сети. Этот метод может быть использован в широком диапазоне задач исследования, ориентированные вдоха ответов на дыхательных вариаций или фармакологии в обоих дикого типа и трансгенных 7 8 животных. Учитывая, что эксперименты проводятся при низкой температуре, без сенсорных афферентных и в условиях, когда концентрация глюкозы и O 2 в пределах ACSF высоким, возникают вопросы относительно физиологическое значение сигнала, записанного. В то время как существуют четкие различия между в естественных условиях и в условиях лабораторных (например., Частота вдоха всплесков) остается фактом, что при наличииосновные элементы дыхательной сети 6 позволяют изучать надежную ритм, связанный с жизненной гомеостатической функции 9,10.
Обоснованием разработки и использования этой методики состоит в содействии прямой доступ к стволовых элементов дыхательной сети, которые труднодоступны в живом организме, особенно у новорожденных. Ствола головного мозга находится в строго контролируемых условиях: записанный ритм не модулируется периферийных афферентных входов из легких или сонных тел, что позволяет изучение сосредоточиться на центральной дыхательной диске самой 11. Таким образом, этот доступ используется для применения стимулов и записывать выходной сигнал. В отличие от плетизмографии записи, ритм дыхания модулируется все его компоненты по всему телу (например,., Легких, периферические живота хемосенсоров), что делает его трудно применять точные стимулы.
Вewborn крыса, протокол состоит из записи четвертого вентральной корень сигнала на изолированном мозга и усеченный спинного мозга, поддерживается искусственным спинномозговой жидкости (ACSF). Ритм генерируется стволовых-препаратах спинного мозга состоит из отдельных всплесков медленных, которые связаны с вдоха сигнала 9. Изолированные ствола мозга-препаратах спинного мозга легко записываемых на крысах с послеродовой день 0 до 4 (P0 - P4) 7. Этот подход обычно используется для оценки гипоксического реакцию дыхательных сети, а также ответ на гиперкапнии, ацидоза или наркотиков. Острый протокол гипоксия, представленные здесь. Эта стимуляция получается вывода O 2 в ACSF; этот подход обычно используется для оценки толерантности и реагирования на гипоксических оскорбления. Протокол не вызывает ритм депрессии с первой минуты и до конца экспозиции гипоксии (рис 1) 12. Эта депрессия восстанавливаетсяво-гипоксического после восстановления 12. Относительно экспериментального дизайна, важно заметить, что Понс, расположенные в ростральной части мозга, оказывает тормозящее действие на ритм генератора 8. Таким образом, препараты полном мозга и спинного мозга ростральной отображения нижний ритм. Включение моста в выделенного образца для записи определяется в соответствии с целью эксперимента 13; изучение влияния на мостовой продолговатый мозг сети потребует записи с и без моста, чтобы сравнить результаты 14. Кроме того, одним из преимуществ этого метода является возможность продления ростральной часть подготовки включает мезенцефалической и / или диэнцефальные регионы 15,16, что делает возможным, чтобы оценить влияние этих регионах на дыхательную сети Понто-медуллярной.