Summary

Preparação de um mouse Awake para gravar as respostas neurais e injetando Tracers

Published: June 26, 2012
doi:

Summary

Caracterização eletrofisiológica das respostas neuronais é importante para compreender o funcionamento do cérebro e para orientar a colocação de corantes para caminho traçado. No entanto, muitos estudos são realizados em animais anestesiados. Para entender o funcionamento do cérebro sem anestesia, foi desenvolvido um método para registrar propriedades resposta neuronal e injetar corantes no rato acordado.

Abstract

É bem conhecido que a anestesia altera as propriedades de resposta neurais em várias regiões do cérebro. 13. No sistema auditivo, as propriedades fundamentais de resposta de neurônios do tronco cerebral como a tolerância, a especificidade, freqüência e bandas laterais inibitórias são alteradas de forma significativa sob anestesia 1-2. Estas observações levaram os fisiologistas a buscar maneiras de gravar a partir de neurônios sem os efeitos contaminantes da anestesia. Um resultado foi uma preparação descerebrada, onde o tronco cerebral foi completamente seccionado ao nível do mesencéfalo 4. As desvantagens desta preparação é uma cirurgia formidável, a eliminação de descer projeções do cérebro anterior, e uma incapacidade de usar a estimulação sensorial para examinar as estruturas acima do mesencéfalo. Uma estratégia diferente foi a implantação de eletrodos cronicamente a gravar a partir de neurônios isolados e aglomerados multiunidade enquanto o animal está acordado e / ou comportar 5,6 </sup>. Estas técnicas, contudo, não são compatíveis com injecção de corantes marcador após primeira electrofisiologicamente caracterizando uma estrutura do cérebro. Para evitar alterar as propriedades de resposta neural com anestésicos durante a gravação de propriedades eletrofisiológicas de resposta de neurônios individuais, nós adaptamos uma técnica de apoio de cabeça há muito usado em morcegos 7-9 ao mouse 10-12. Usando este método, somos capazes de realizar gravações eletrofisiológicas durante vários dias no rato não anestesiados. No final das sessões de gravação, então podemos injectar um corante para reconstruir as posições de eléctrodos e os locais de gravação ou de injectar um traçador de modo que as vias de e para os loci de gravação pode ser determinada. Este método permite assim isolado gravações único neurónio durante vários dias sem os anestésicos de uso.

Protocol

1. Encosto de cabeça Visão Para montar um custom-built cabeça pós-, insira um 1/16 "em aço inoxidável rolo pin-perpendicularmente em um buraco perfurado em 3/32" haste de aço inoxidável para formar uma cruz. A peça vertical da cabeça pós-deve ser cerca de 20 mm ea peça transversal horizontal de cerca de 15 mm. Toque uma extremidade da haste vertical para aceitar um parafuso # 1-72. (Fig. 1). Durante a cirurgia e gravação, a cabeça de pós-es…

Discussion

A vantagem do sistema de apoio de cabeça pós-para experimentos eletrofisiológicos e neuroanatômicas em rato é que os experimentos podem ser realizados com anestesiados, ratos acordados, eliminando a contaminação potencial de resposta devido à drogas anestésicas. Além disso, a configuração pode ser usada durante vários dias para permitir o uso de animais mais eficiente.

A maioria dos componentes para a pós-cabeça estão disponíveis off-the-shelf. Apenas a cabeça pós-montagem…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Apoiado pela NSF concessão 0920060, NIH concessão DC004395, NHMRC concessão 1009482, NSW Escritório de Ciência e Pesquisa Médica, eo Passe Garnett e Rodney Williams Memorial Foundation.

Materials

Name Company Catalogue number Comments
Etch gel for cleaning skull prior to dental cement Henry Schein 101-5396 12/pk with 1.2 mL syringes
Primer for dental cement Kerr Optibond 25881 8 mL bottle
Adhesive for dental cement Kerr Optibond 25882 8 mL bottle
Applicators for dental cement Kerr Optibond 24680 200/pk
Dental Cement Charisma, Heraeus Kulzer 66000085 4gm Syringe Refill
Tungsten Rod (Ground Pin) A-M Systems 717200 0.010″ diameter
Economy UV Curing Light Henry Schein CU-80  
Head-post Built in-house    
Mounting bar Built in-house    
Mounting block Built in-house    
Stereotaxic Frame David Kopf Instruments 902  
Mouse and Neonatal Rat Adaptor Stoelting 51625  
Deltaphase Isothermal Pad Braintree Scientific, Inc. 39DP  

References

  1. Evans, E. F., Nelson, P. G. The responses of single neurones in the cochlear nucleus of the cat as a function of their location and the anaesthetic state. Exp. Brain Res. 17, 402-427 (1973).
  2. Joris, P. X. Response classes in the dorsal cochlear nucleus and its output tract in the chloralose-anesthetized cat. J. Neurosci. 18, 3955-3966 (1998).
  3. Populin, L. C. Anesthetics change the excitation/inhibition balance that governs sensory processing in the cat superior colliculus. J. Neurosci. 25, 5903-5914 (2005).
  4. Young, E. D., Brownell, W. E. Responses to tones and noise of single cells in dorsal cochlear nucleus of unanesthetized cats. J. Neurophysiol. 39, 282-300 (1976).
  5. Donoghue, J. P. Contrasting properties of neurons in two parts of the primary motor cortex of the awake rat. Brain Res. , 333-3173 (1985).
  6. Westby, G. W., Wang, H. A floating microwire technique for multichannel chronic neural recording and stimulation in the awake freely moving rat. J. Neurosci. Methods. 76, 123-133 (1997).
  7. Suga, N., O’Neill, W. E., Manabe, T. Cortical neurons sensitive to combinations of information-bearing elements of biosonar signals in the mustache bat. Science. 200, 778-781 (1978).
  8. O’Neill, W. E., Suga, N. Target range-sensitive neurons in the auditory cortex of the mustache bat. Science. 203, 69-73 (1979).
  9. Suga, N., O’Neill, W. E., Manabe, T. Harmonic-sensitive neurons in the auditory cortex of the mustache bat. Science. 203, 270-274 (1979).
  10. Portfors, C. V., Felix, R. A. 2nd Spectral integration in the inferior colliculus of the CBA/CaJ mouse. Neuroscience. , 136-1159 (2005).
  11. Felix, R. A., Portfors, C. V. Excitatory, inhibitory and facilitatory frequency response areas in the inferior colliculus of hearing impaired mice. Hear Res. 228, 212-229 (2007).
  12. Portfors, C. V., Jonson, K. G., Roberts, P. D. Over-representation of species-specific vocalizations in the awake mouse inferior colliculus. Neuroscience. 162, 486-500 (2009).
  13. Franklin, K. B. J., Paxinos, G. . The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2007).

Play Video

Cite This Article
Muniak, M. A., Mayko, Z. M., Ryugo, D. K., Portfors, C. V. Preparation of an Awake Mouse for Recording Neural Responses and Injecting Tracers. J. Vis. Exp. (64), e3755, doi:10.3791/3755 (2012).

View Video