Method Article

Моделирование данных циклической вольтамперометрии с быстрым сканированием данных электроиммированных дофаминовых нейротрансмиссионных данных с использованием QNsim1.0

DOI:

10.3791/55595

June 5th, 2017

In This Article

Summary

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

Быстрая сканирующая циклическая вольтамперометрия может контролировать нейропередачу дофамина in vivo в контексте лекарств, болезней и других экспериментальных манипуляций. В этой работе описывается реализация QNsim1.0, программного обеспечения для моделирования электростимулированных ответов дофамина в соответствии с количественной нейробиологической моделью для количественной оценки оценок высвобождения дофамина и обратного захвата.

Abstract

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

Центральные дофаминергические (DAergic) пути играют важную роль в широком спектре функций, таких как внимание, мотивация и движение. Допамин (DA) участвует в заболеваниях и расстройствах, включая расстройство гиперактивности дефицита внимания, болезнь Паркинсона и травматическую травму головного мозга. Таким образом, нейропередача DA и методы ее изучения представляют значительный научный интерес. Циклическая вольтамперометрия с быстрым сканированием in vivo (FSCV) представляет собой метод, который позволяет выборочно контролировать изменения концентрации DA с точным временным и пространственным разрешением. Этот метод обычно используется в сочетании с электрическими стимуляциями восходящих DAergic путей для контроля импульсного потока нейротрансмиссии допамина. Хотя стимулированная парадигма нейропередачи DA может давать надежные ответы ДА с ясной морфологией, что делает их поддающимися кинетическому анализу, все еще много дискуссий о том, как интерпретировать ответы с точки зрения их выпуска DA и clearanКомпонентов. Чтобы решить эту проблему, недавно была разработана количественная нейробиологическая (QN) структура стимулированной нейротрансмиссии DA, чтобы реально моделировать динамику высвобождения DA и повторного поглощения в течение стимулированного ответа DA. Основы этой модели основаны на экспериментальных данных о стимулированной нейротрансмиссии DA и принципах нейротрансмиссии, принятых из различных направлений исследований. Модель QN реализует 12 параметров, связанных с стимулированной динамикой DA и динамикой обратного захвата, для моделирования ответов DA. В этой работе описывается, как имитировать ответы DA с использованием QNsim1.0, а также подробные принципы, которые были реализованы для систематического распознавания изменений в стимулированной динамике высвобождения дофамина и обратного захвата.

Introduction

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

Дорамин (DA) нейропередача играет существенную роль в различных когнитивных и поведенческих функциях, а ее дисфункция связана с несколькими распространенными заболеваниями и расстройствами. Таким образом, крайне важно разработать точные методы количественного изучения нейротрансмиссии DA in vivo для оценки изменения нейротрансмиссии DA в контексте моделей болезни и фармакологии лекарственных препаратов. Быстрая сканирование циклической вольтамперометрии (FSCV) позволяет осуществлять мониторинг in vivo DA нейротрансмиссии с точным пространственным и временным разрешением. В то время как можно наблюдать физиологическую DA нейротрансмиссию у бодрствующ....

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

Protocol

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

1. Установка, подготовка данных и запуск QNsim1.0

  1. Загрузите «QNsim1.0.zip» (предоставленный в качестве дополнения) и извлеките его в нужную директорию.
  2. Подготовьте стимулированные данные ответа DA для моделирования с помощью программы, организовав электронную таблицу, в которой каждый столбец содержит временный ответ DA, преобразованный в концентрации μ M DA. Сохраните этот файл (.xlsx) в том же каталоге, что и файлы программы.
    Примечание. Электронная таблица может содержать несколько ответов в отдельном эксперименте или несколько исследований, содержащих фиксированное количество ответов (см. Пример «Sample.xlsx» для примера).
  3. ....

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

Results

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

В комплекте с программной программой представлены данные о нейропередаче DA, полученные из дорсального полосатого тела крысы (исследование 1) и ядра accumbens (исследование 2), которые скомпилированы в «Sample.xlsx». Электронная таблица содержит данные о концентрации DA в исходных ответах на стимулы 60 Гц, 10 с и 5 с и ответ на стимуляцию 60 Гц, 5 с через 35 мин после введения ингибитора транспорта транспорта метилфенидата (MPH) (10 мг / Кг, ip). Данные стимулированного ответа DA организованы в столбцы, как показано на .......

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

Discussion

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

Использование FSCV для изучения in vivo стимулированной нейротрансмиссии DA возникло в 1980-х годах 30 и по-прежнему остается богатым источником данных о нейропередаче in vivo с беспрецедентным пространственным и временным разрешением. Стимулированные ответы DA отражают сложный баланс высвобождения DA и обратного захвата, которые модулируются самими электрическими стимуляторами. Модель QN включает принципы современного исследования нейротрансмиссии для моделирования in vivo<.......

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

Disclosures

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

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

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

Мы признаем Институт реабилитации УПМК за поддержку этой работы.

....

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 для Mac Mathworks
QNsim1.0Собственный программный пакетПрограммное обеспечение для моделирования данных FSCV с использованием фреймворка QN

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