Ломтик метод для анализа обучения индуцированная пластичности

Привет, меня зовут Дай Мицусима. Здесь мы покажем вам, как делать срезы мозга у обученных животных, сравнивая данные патч-зажимов у необученных животных. Мы можем проанализировать синаптическую пластичность, вызванную обучением.

Привет, меня зовут Хироюки Кида. В этом эксперименте мы исследовали нейромеханизм работы двигателя с помощью теста с роторным стержнем. Тест стержня ротора широко используется для оценки моторных способностей грызунов.

Преимущество этого метода заключается в том, что мы можем изменять уровень обнаружения во время теста, увеличивая скорость вращения устройства. Испытание стержня ротора. Перед началом работы двигателя стержень ротора должен быть установлен в режим разгона от 4 до 40 об/мин в течение 300 секунд.

Крыс заставляли выполнять десять попыток для каждого теста. Во временном интервале между попытками было 30 секунд. Во время первой тренировки крысы обычно падают с удилища даже на небольших скоростях и иногда идут не в том направлении.

Однако после повторных тренировок крыса может ходить с более высокой скоростью. Измеряя задержку на стержне, мы можем оценить эффективность обучения крысы навыку. Здесь мы можем ознакомиться с результатами испытания стержня ротора.

Как показано на этом рисунке, двух дней тренировок достаточно, чтобы приобрести двигательный навык. По сравнению с задержкой в первом испытании, апостериорный анализ показал значительное улучшение в финальном испытании в дни обучения. Измеряя задержку на стержне, мы можем оценить эффективность обучения крысы навыку.

Далее мы покажем вам тест на ингибиторное избегание. Этот тест полезен для анализа контекстуальной успеваемости. Аппарат ингибиторного избегания состоит из светлой и темной сторон, разделенных люком.

Во время тренировки крыс размещают в освещенной зоне и дают им короткое время, чтобы акклиматизироваться к окружающей среде. Как только дверь открывается, крысы могут свободно входить в затемненную область по своему желанию. При входе в затемненную зону дверь закрывается, и крыс получают легкий удар электрическим током в течение двух секунд.

После возвращения в клетки на 30 минут по окончании испытания крыс снова помещают в освещенную зону аппарата. Через тридцать минут после шока обученные крысы последовательно демонстрировали более длительную задержку перед входом в темную зону. Здесь мы можем увидеть результаты теста на избегание ингибиторов.

После поражения электрическим током крысы научились избегать затемненного участка и держаться на освещенной стороне, которую они обычно не предпочли бы. Эта тенденция избегать затемненной стороны указывает на приобретение контекстуальных воспоминаний. Срезы мозга после тренировки.

Перед надрезом охлаждаем все ножницы, гемостатики и стаканы колотым льдом. Здесь вы можете ознакомиться с нашей подготовкой к вскрытию. Диссекция головного мозга должна быть выполнена как можно быстрее.

После этого под глубоким наркозом крысу помещают в неглубокий лоток с колотым льдом и делают разрез для вскрытия брюшной полости. После разреза диафрагмы делается еще один боковой разрез. Чтобы открыть грудную полость, реберный хрящ должен быть закрыт с помощью гемостата.

После обнажения сердца игла из нержавеющей стали 18-го калибра вводится в заднюю часть левого желудочка. Кончик иглы, должен быть виден через стенку аорты. После разрезания правой ушной раковины запускается перфузия.

Убедитесь, что игла и шприц предварительно заполнены газообразным ледяным буфером для препарирования. Любые пузырьки воздуха также должны быть удалены перед перфузией. Во-первых, разрез в задней части черепа.

Затем сделайте боковой надрез, а затем центральный разрез, чтобы обнажить мозг. После вскрытия мозг должен быть помещен в пузырящийся ледяной буфер на пять минут. Прежде чем приступить к вскрытию, фильтровальную бумагу следует намочить с помощью ледяного буфера.

Затем мозг помещают на ледяную сцену из нержавеющей стали. Угол режущей ступени имеет решающее значение для обеспечения правильного угла резки для среза мозга. Неправильный угол потенциально может разрезать целевые пирамидальные нейроны.

После обрезки одну каплю суперклея следует нанести на ступень вибратона. Чтобы обеспечить плотное сцепление, излишки буфера для рассечения следует удалить с помощью листа фильтровальной бумаги. С помощью вибратона можно сделать тонкие срезы мозга, которые поддерживаются в пузырящемся ледяном буфере.

Нашей целевой областью является первичная моторная кора. Целевую область мозга можно обрезать с помощью ножниц с радужной оболочкой. Интерфейсная камера может быть выполнена с использованием пластикового пищевого контейнера.

Крышка интерфейсной камеры необходима для удержания газа. Срезы наблюдаются с помощью инфракрасного микроскопа. Здесь мы можем увидеть пример нейронов слоя 2/3 в первичной моторной коре.

Патч-записывающие пипетки заполняются соответствующим внутриклеточным раствором. Решение для анализа токовых клещей отличается от решения для анализа электрических клещей. Репрезентативные результаты.

Современный метод зажима полезен для анализа свойств собственных ячеек. После тренировки с роторным стержнем мы смогли получить данные о текущем зажиме от нейронов слоя 2/3 в первичной моторной коре. На панели A показаны типичные трассы, индуцированные инжекциями тока.

На панели B указана связь между инжектируемым током и числом скачков. Однодневные крысы вызывали меньше всплесков, в то время как двухдневные крысы вызывали гораздо больше всплесков, чем необученные крысы. Как видно на нижних панелях, однодневные обученные крысы демонстрировали более низкий потенциал покоя, более высокий порог спайка и более глубокую постгиперполяризацию.

Крысы, дрессированные в течение двух дней, продемонстрировали более высокий потенциал покоя и устойчивость к мембранам. Метод зажима напряжения полезен для анализа синаптической пластичности, вызванной обучением. Здесь мы можем увидеть данные от нейронов CA1 после контекстуального обучения.

Мы получили миниатюрные постсинаптические токи из нейронов CA1, индуцированные одиночными везикулами глутамата или ГАМК. На панелях А и В видны репрезентативные следы миниатюрного постсинаптического тока. В присутствии тетродотоксина миниатюрные EPSC при напряжении минус 16 милливольт и миниатюрные IPSC при 0 милливольтах измерялись последовательно в одних и тех же нейронах.

На панели C показаны двумерные графики миниатюрных амплитуд EPSC и миниатюрных IPSC у необученных, обученных, непарных и проходных крыс. На панели D показаны графики для миниатюрных частот. Как видно на нижних панелях, контекстуальные тренинги значительно усиливали как возбуждающие, так и тормозные синапсы, способствуя разнообразию синаптических входов в нейроны.

Таким образом, метод токового зажима полезен для анализа изменений свойств клеток, вызванных обучением. Кроме того, метод потенциал-зажима является мощным инструментом для анализа пластичности, вызванной обучением, в возбуждающих и тормозных синапсах. С подробными результатами этих анализов можно ознакомиться в следующих публикациях.