Оптогенетический контроль динамики сети гиппокампа

Начните со среза гиппокампа мыши, содержащего целевые пирамидальные клетки, соединенные с генетически модифицированными светочувствительными интернейронами.

Поместите ломтик в камеру для записи.

Расположите потенциал локального поля или электрод LFP в нужной области, чтобы записать тета-колебания, тип ритмической активности мозга.

С помощью микроэлектрода наложите патч на соседнюю пирамидальную ячейку, чтобы записать ее активность.

Поместите оптоволоконный светильник над срезом гиппокампа с центром в области записи.

Подавайте импульсы синего света с заданной частотой на срез, чтобы активировать светочувствительные ионные каналы в интернейроне.

Активация вызывает приток положительных ионов, что приводит к деполяризации.

Это вызывает высвобождение тормозных нейротрансмиттеров на пирамидальный нейрон, тем самым снижая возбудимость.

Световая стимуляция усиливает синхронизацию тета-колебаний и синаптической активности зарегистрированного нейрона, предполагая эффективную модуляцию нейронных ритмов.

В этой процедуре электрод LFP помещается в область субикулума CA1 и патчируется ближайшая пирамидальная клетка в изолированном гиппокампе мыши, экспрессирующей чувствительный к синему свету возбуждающий опсин ChR2 в интернейронах PV.

Поместите световод оптического волокна над препаратом гиппокампа и центрируйте его на записанной области. Используйте синий свет от светодиодного источника для генетической стимуляции, которая состоит из световых импульсов продолжительностью от 10 до 20 миллисекунд или синусоидальных команд напряжения, подаваемых на тета-частотах. В токовом зажиме характеризуют активность регистрируемой клетки во время спонтанных тета-колебаний. Затем запустите протокол стимуляции и запишите реакцию света.

Обратите внимание, что колебания поля и синаптическая активность в зарегистрированном нейроне становятся все более синхронизированными во время оптогенетической стимуляции, и что ритмичное движение фотоклеток приводит к надежному контролю как частоты, так и мощности тета-колебаний.