Summary
Een procedure beschreven voor het manipuleren van de activiteit van cerebrale corticale piramidale neuronen optogenetically terwijl de elektro, elektromyogram en cerebrale lactaatconcentratie bewaakt. Experimentele opnamen worden uitgevoerd op kabel-tethered muizen, terwijl ze ondergaan spontane slaap / waak cyclus. Optogenetic apparatuur geassembleerd in ons laboratorium controleapparaat handel verkrijgbaar.
Abstract
Hoewel de hersenen minder dan 5% van het lichaam massa, gebruikt het ongeveer een kwart van de glucose door het lichaam in rust 1. De functie van niet rapid eye movement slaap (NREMS), het grootste deel van de slaap door de tijd, is onzeker. Echter een opvallend kenmerk van NREMS een significant verlaagd van cerebrale glucosegebruik opzichte van waakzaamheid 2-4. Deze en andere bevindingen hebben geleid tot de wijdverbreide opvatting dat de slaap een functie met betrekking tot cerebrale metabolisme dient. Toch is de mechanismen die ten grondslag liggen aan de vermindering van de cerebrale glucosemetabolisme tijdens NREMS nog worden opgehelderd.
Een fenomeen dat geassocieerd met NREMS cerebrale metabolisme kan beïnvloeden is de aanwezigheid van trage golven, trillingen bij frequenties lager dan 4 Hz, in het elektro 5,6. Deze trage golven waargenomen op het niveau van de schedel of cerebrale corticale oppervlak weerspiegelen deoscillaties van de onderliggende neuronen tussen een gedepolariseerde / omhoog staat en een gehyperpolariseerde / down toestand 7. Tijdens de beneden staat, moet cellen ondergaan actiepotentialen voor intervallen van maximaal enkele honderden milliseconden. Herstel van ionische concentratie gradiënten na actiepotentialen is een belangrijke metabole belasting van de cel 8; afwezigheid van actiepotentialen tijdens beneden die geassocieerd worden met NREMS kunnen bijdragen tot een vermindering van de stofwisseling ten opzichte van wakker.
Twee technische uitdagingen moest worden aangepakt om voor deze hypothetische relatie te testen. Eerste moest cerebrale glycolytisch metabolisme meten met een tijdsresolutie afspiegeling is van de dynamiek van de cerebrale EEG (dat wil zeggen over seconden in plaats van minuten). Hiertoe maten we de concentratie van lactaat, het product van aerobe glycolyse en derhalve een indicatie van de snelheid van glucosemetabolisme in de hersenen van muizen. Lactaat isgemeten met een lactaatoxidase gebaseerde real time sensor ingebed in de frontale cortex. De detectie mechanisme bestaat uit een platina-iridium elektrode omgeven door een laag van lactaatoxidase moleculen. Metabolisme van lactaat door lactaatoxidase produceert waterstofperoxide, die een stroom produceert in de platina-iridium elektrode. Dus een intensifiëring van cerebrale glycolyse wordt een toename in de concentratie van substraat voor lactaatoxidase, die vervolgens in verhoogde stroom gereflecteerd onder meetelektrode. Het was bovendien noodzakelijk om deze variabelen te meten tijdens het manipuleren van de prikkelbaarheid van de cerebrale cortex, om deze variabele isoleren van andere facetten van NREMS.
We bedachten een experimenteel systeem voor gelijktijdige meting van neuronale activiteit via de elecetroencephalogram, meting van de glycolytische flux via een lactaat biosensor, en manipulatie van cerebrale corticale neuronale activiteit via optogenetic activering van PyraMIDAL neuronen. We hebben dit systeem gebruikt om de relatie tussen slaapgerelateerde elektro golfvormen en het moment tot moment dynamiek van lactaatconcentratie in de cerebrale cortex documenteren. Het protocol kan nuttig zijn voor elk individu geïnteresseerd in het bestuderen in vrij gedragen knaagdieren, de relatie tussen neuronale activiteit gemeten op de elektro-niveau en cellulaire energetica in de hersenen.
Protocol
1. Chirurgische Voorbereiding van de dieren
1. Experimentele Onderwerpen
Gebruik van de muizen B6.Cg-Tg (Thy1-COP4/eYFP) 18Gfng / J transgene lijn 9; JAX stam # 7612) of muizen die het blauwe lichtgevoelige kationenkanaal, Channelrhodopsin-2, in cerebrale corticale neuronen. Toepassing van blauw licht naar de cerebrale cortex van de B6.Cg-Tg (Thy1-COP4/eYFP) 18Gfng / J transgene lijn zorgt ervoor dat de piramidale neuronen die Channelrhodopsin-2 te depolariseren en actie ondergaan potentialen 9,10. Als gevolg van piramidale celactivering, lokale interneuronen geactiveerd en de potentiaalverandering wordt verspreid naar neuronen dan de plaats van stimulatie 10. Voer een operatie onder steriele omstandigheden in de naleving van toepasselijke wettelijke bepalingen: autoclaaf chirurgische instrumenten en softpacks (chirurgische veld, gaasjes); hete kraal steriliseer alle warmte-tolerante geïmplanteerde metalen apparaten (canules, schroeven en draden)voor 30-seconden; Desinfecteer warmte-intolerantie implanteerbare apparaten (glasvezelkabel, plastic connector) met een 10-sec dompelen in ethanol; klap ethanol-ondergedompelde artikelen droog door toepassing van perslucht.
2. Anesthesie, stereotaxische plaatsing en de goedkeuring van de Schedel
Gebruik de IMPAC 6 Geïntegreerde Multi Patient (Vet Equip Inc) systeem om de muis te verdoven. Gebruik 5% Isoflurane/95% zuurstof voor inductie en 3% Isoflurane/97% zuurstof voor onderhoud tijdens de operatie. Plaats het dier op een circulerend water-deken op 37 C. Het is niet nodig om lichaamstemperatuur te controleren als de deken op deze temperatuur gehouden.
3. Voorbereiden van de Schedel voor Implantatie
Bereid de incisie door scheren alle bont vanaf de top van de schedel. De geschoren gebied moet lateraal uitstrekken van oor tot oor en anterior-posterior van de ogen naar het achterste einde van de schedel. Desinfecteer de blootgestelde huid met drie ACHTEREENVe swabs van betadine gevolgd door ethanol. Een mediale incisie op de bovenkant van de schedel, vanuit de ogen naar de achterkant van de schedel. Reinig de schedel met waterstofperoxide en steriele zoutoplossing (0,9% NaCl). De controle bloeden met een cauterizing tool. Zoek en bregma en lambda markeren voor het bepalen van stereotaxische coördinaten. Stereotactische coördinaten van elektrode / optogenetic stimulus configuraties die we hebben gebruikt worden in tabel 1 en schematisch weergegeven in figuur 1A.
4. Voorbereiding van de implantatie-sites op Skull
Gebruik een hoge snelheid tandheelkundige boor met een 0,5 mm bal braam beetje op elke plaats van implantatie in de schedel vast te stellen. Schuin de externe marge van elke hole met behulp van een 0,7 mm kogel braam beetje aan schroef inbrengen te vergemakkelijken.
5. Inbrengen en vastzetten van canules, EMG Leads en EEG Leads
Plaats EEG schroeven (0,8 lengte van 2 cm van onbehandelde 30-gauge vertind-koperen bus wire pre-gesoldeerd aan het hoofd schroef) in de gaten en ze rijden in met een schuimspaan uit de hand schroevendraaier ongeveer 4-5 omwentelingen op de gewenste diepte te verkrijgen. Houd gids canules op zijn plaats met een stereotaxische canule houder en vervolgens brengen ze naar de schedel en ankers met acryl cement. Elke geleidingscanule moet een dummy canule / stylet (Plastics, onderdeel # C312 DC \ 1) vanaf het moment van operatie om de tijd van het experiment (10-14 dagen) de doorgankelijkheid te handhaven.
6. Het sluiten van Chirurgische Site
Zodra EEG's en gids canules zijn geplaatst in de schedel, ze band samen met tandheelkundige acryl cement (Lang Dental - Ortho-Jet cement). Na cement sets, plaatst u de plastic connector (Pinnacle Technology onderdeel # 8402) boven het gedroogde cement heuvel. Soldeer de einden van de draden afkomstig van EEG leidt tot contacten op de plastic connector. Encase de draden in cement. Teken dan de EMG draden door de nuchal spiers door te schuiven ze in de loop van een 21ga naald doorboord spier. Maak een dubbele chirurg knoop van 5-0 nylon hechtdraad rond deze draden net distaal van waar het snoer de spier. Weer bij elkaar hechten van de huid die is ingetrokken bij het spierweefsel met een enkele onderbroken chirurg knopen te openen, met behulp van een omgekeerde snijden P-3 naald en 5-0 nylon hechtdraad.
7. Postoperatieve analgesie en herstel
Dien buprenorfine als pijnstiller (0,1 mg / kg, subcutaan) en flunixine meglumine (0,1 mg / kg, subcutaan) als anti-inflammatoire onmiddellijk na de operatie en dagelijks op dagen 1-2 na de operatie. Toestaan dat dieren in standaard kolonie huisvesting te herstellen gedurende ten minste zeven dagen voor de experimenten. Zonder extra zorg buiten standaard kolonie behuizing, kan canules worden verwacht dat octrooi blijven gedurende ten minste twee weken met de inwonende stiletten vastgezet. EEG en EMG sensoren kunnen worden verwacht behoudenfunctionaliteit voor deze duur.
2. Generatie van Timed lichtpulsen
1. Programmering van MC Stimulus Unit
Sluit de MC-Stimulus-eenheid (Multi-Channel Systems) via een USB-verbinding met een desktop computer. Gebruik de spreadsheet-achtige MC-Stimulus gebruikersinterface om de MC Stimulus unit te programmeren. De gewenste TTL (transistor-transistor logic) spanning voor de aan periode, de duur van stimulus en uitschakelen perioden, het aantal cycli per seconde gewenst en het aantal herhaalde cycli voor de volledige stimulus sessie. Voor verdere details zie MC-Stimulus technische handleiding:
3. Fabricage / Montage van Fiber Optic Pruittredingen voor Light Delivery naar de cerebrale cortex
- Supplies en apparatuur die nodig zijn te vinden op: http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf
- Slijpen en polijsten van glasvezelkabels. http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf
4. Montage van knaagdieren Optogenetic Stimulatie System
1. Interface van MC-Stimulus Unit en Laser
Zodra de MC-Stimulus-eenheid is geprogrammeerd, voer het uit als een stand-alone signaalgenerator van een 5-volts binaire AAN / UIT-signaal. Sluit de MC-Stimulus toestel aan op de TTL ingeschakelde voeding van de laser met BNC connectoren.
2. De productie van Laser uitgang via optische kabel
Gebruik de digitale display en variabele vermogen wijzerplaat van de laser power unit op handmatigly passen het vermogen van de laser. Sluit de laser power unit van de laser via een lintkabel. Sluit de vrouwelijke FC (ferrule connector) vezel-adapter van de laser aan de mannelijke FC connector op de optische vezel kabel (een 3 m lengte, 200 micrometer diameter glas geleiding glasvezel ingekapseld in lichtreflecterende acrylaatpolymeer bekleding).
3. Het overbrengen van de Laser van de Animal: Rotary Commutator
Sluit de uit glasvezelkabel (3 m lengte) en de levering glasvezelkabel (45 cm lang) aan tegenovergestelde uiteinden van de optische roterende afdichting inkapselen twee collimatorlenzen (Dorische lenzen). De glasvezel afdichting dient als commutator: het dier beweegt over de kooi, de afdichting roteert voorkomen breuk van de glasvezelkabels. Gebruik plastic kabelbinders aan het aanbrengen van de collector op een metalen staan boven de cilindervormige kooi waarin het dier is ondergebracht.
4. Bevestiging van levering Fiber OpticKabel naar Hoofd
Beperk de muis door met een hand de muis pin onder een cupped palm. Richt de kop tussen midden van de experimentator en wijsvinger. Verwijder de dummy canule uit de gids canule geplaatst voor de glasvezel canule. Schakel de gids canule van materiaal door middel van een steriele naald 25ga. Steek de glasvezelkabel met de hand en zet het aan de vezeloptische geleider canule met een schroefdraad schroefdop geborgen uit een dummy canule. De diepte van inbrengen van de glasvezelkabel in de hersenen door een hechting knoop gebonden aan de glasvezelkabel op een vaste afstand van het vaste uiteinde gesplitst. De gehele experimentele opstelling wordt getoond in figuur 1B.
5. Meting van de EEG-gedefinieerde Slaap-en lactaatconcentratie tijdens Optogenetic Stimulatie
1. Precalibration van de Lactaat Sensor
Pre-kalibratie van de sensor lactaat wordt uitgevoerd met een in vitrokit (Pinnacle Technology onderdeel # 7000-K1-T). De sensor is geëquilibreerd in fosfaat gebufferde zoutoplossing (pH 7,4), vervolgens blootgesteld aan drie concentraties van L-lactaat in stapsgewijs per fabrikant protocollen.
2. Het inbrengen van de Lactaat sensor en EEG-kabel
Plaats de vooraf gekalibreerde sensor in de schedel gemonteerd lactaat gids canule op een manier die identiek is aan de glasvezelkabel inbrengen procedure (paragraaf 4.4). Sluit de lactaat-sensor om de voorversterker van de Pinnacle 8.400 biosensor met een bipolaire connectoren. Bevestig deze voorversterker aan op de 8-polige connector op de chirurgisch geïmplanteerde headmount.
3. Tot oprichting van Optogenetic stimulusintensiteit
Voor het verzamelen van gegevens, gebruik maken van de laser intensiteit bedieningsknop naar de intensiteit van de optogenetic stimulus aan te passen. De amplitude van de respons EEG verschillen van dieren door factoren die niet systematisch onderzocht, een d worden gecontroleerd door visuele inspectie aan het begin van stimulatie. In de praktijk zal een intensiteit van 80-120 μWatts Kenmerkend voor een toename EEG amplitude van ongeveer 50% op de frequentie van de stimulatie. Post-hoc fast Fourier transform analyse (zie paragraaf 5.5) nodig om de absolute grootte van de respons kwantificeren.
4. Data Collection
Verzamel gegevens met behulp van de Pinnacle 8400 systeem: http://pinnaclet.com/pal-8400.html .
5. Data Processing met Neuroscore
Classificeren slapen staten door visuele inspectie van de EEG en EMG data met de Neuroscore interface (DataSciences, Internationaal: http://www.datasci.com/products/software/NeuroScore_CNS_Software.asp ) of de Sirenia interface (Pinnacle Technologie:f = "http://www.pinnaclet.com/sirenia.html" target = "_blank"> http://www.pinnaclet.com/sirenia.html). Verwerken in tien seconden tijdperken als kielzog, niet-rapid eye movement slaap, of rapid eye movement slaap op basis van EEG en EMG. Gegevens opslaan als Microsoft Excel-spreadsheets voor verdere analyse en statistische testen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Zoals getoond in figuur 2, een muis uitgerust voor optogenetic stimulatie en lactaat / EEG / EMG verzamelen van gegevens onderging spontane slaap / waak-overgangen tijdens het EEG, EMG en cerebrale lactaat concentratie werden continu bewaakt. Stroom bij de lactaat-sensor verhoogd tijdens periodes van lage amplitude EEG en nam af tijdens perioden van hoge amplitude EEG. Zoals getoond in figuur 3, beide kanalen van de EEG reageren op stimuli optogenetic geleverd in de frontale cortex.
Figuur 1. A) Schematische weergave van het chirurgisch geïmplanteerde EEG-elektroden, lactaat sensor en canule optogenetic stimulatie. B) Schematische weergave van het gehele experimentele systeem. 1, EEG voedingsdraad 1. 2, EEG leiding 2. Gnd, EEG aardschroef. Ref, EEG verwijzing schroef.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/4328/4328fig1large.jpg "target =" _blank "> Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken.
Figuur 2. Voorbeeld gegevensverzameling blijkt dat het dier overgezet naar en uit slaap terwijl geïnstrumenteerd voor opnamen met de biosensor / optogenetic stimulus configuratie weergegeven in figuur 1A. Optogenetic stimulatie werd niet toegepast tijdens het interval hier. Wake (W) en de twee subtypen van de slaap, rapid eye movement slaap (R) en niet-rapid eye movement slaap (N) worden gedefinieerd op basis van het elektro-encefalogram (EEG) en het elektromyogram (EMG). Hoge amplitude EMG gepaard met een lage amplitude EEG definieert kielzog. Lage amplitude EMG gepaard met een lage amplitude EEG definieert rapid eye movement slaap. Lage amplitude EMG gepaard met hoge amplitude EEG definieert niet-rapid eye movement slaap. Lactaatbiosensor stroom stijgt als een functie van lage amplitude EEG (dwz. zowel tijdens de wake en snelle oogbeweging slaap) en daalt als functie van hoge amplitude EEG (dwz. tijdens niet-snelle oogbeweging slaap).
Figuur 3. Representatieve gegevens van dieren die aan optogenetic stimulatie 1 Hz (A) of 10 Hz (B) met de biosensor / optogenetic stimulus configuratie weergegeven in figuur 1A. Sporen vertegenwoordigen 60-sec-opnamen. De timing van een 30 sec interval van stimulatie wordt aangegeven aan de bovenkant van elk paneel. Klik hier om groter bedrag bekijken .
| Frontale Stimulatie-Ten opzichte van bregma (mm) | |||
| Ant / Post | Lat | D / V | |
| EEG1 | +2.2 | +1.6 | - |
| EEG2 | +2.2 | -1,6 | - |
| Verwijzing | -3,5 | -1,5 | - |
| Grond | -3,5 | 1,5 | - |
| Lactaat canule | +1.0 | +1.6 | -0,5 |
| Optogenetic canule | +1.0 | -1,6 | -0,5 |
Tabel 1. Stereotactische coördinaten van chirurgisch geïmplanteerde apparaten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De werkwijzen die hier doen vrezen relatie tussen slaap en veranderingen in de hersenen concentratie van de glycolytische tussenproducten lactaat meten op een tijdschaal niet eerder mogelijk was. Dieren ondergaan spontane overgangen tussen kielzog, NREMS en REMS. Bovendien zijn we in staat om optogenetic stimuli toe te passen terwijl de dieren ondergaan deze overgangen. Verzameld tot op heden dat spontaan en geïnduceerde golven invloed op het uitlezen van een lactaatoxidase gebaseerde biosensor tonen.
Men zou construct experimentele systemen vergelijkbaar met de hier beschreven apparatuur en software van andere bronnen. Alternatieve polysomnografische die geschikt zijn voor knaagdieren omvatten Data Sciences International 11 en Embla 12. Software voor slaapstand classificatie is verkrijgbaar bij Somnologica 12, Sleep Aanmelden 13 en Icelus 14. Amperometrische biosensoren voor lactaatbepalingzijn verkrijgbaar bij Quanteon 15. Voor zover wij weten, Pinnacle Technology biedt het enige systeem waarin biosensoren, EEG en EMG tegelijkertijd kunnen worden gemeten met een software-interface.
We hebben gemeten veranderingen in zowel lactaatconcentratie en de EEG distaal van de plaats van optogenetic stimulatie. Effecten van optogenetic stimulatie op dergelijke plaatsen distale bevestigt dat optogenetically geïnduceerde mogelijke veranderingen tot buiten de plaats van stimulatie. Men zou direct meten van deze parameters binnen het cortex blootgesteld aan licht, maar het meten ze elders verzekert dat de respons door golfvoortplanting, in tegenstelling tot een artefact reactie van de biosensor blootstelling aan licht (zoals beschreven 16). Optogenetically geïnduceerde 1 Hz golven verschillen van trage golven in slaap dat ze niet gesynchroniseerd door subcorticale projecterende neuronen. Als zodanig, ze komen in stereotiep tijdelijke relaties met andere slaap-gerelateerdverschijnselen, zoals spindels en K-complexen 17. Of optogenetic stimulatie bootst andere effecten van natuurlijke langzame golven (zoals veranderingen in de synaptische sterkte 18 of homoeostatic veranderingen in het EEG langzame golven van 11) is onzeker. De hier beschreven methoden kunnen worden gebruikt om deze vraag in toekomstige studies pakken.
Dieren worden aangebonden, door zowel de draden transport biopotentials van dier naar de computer en de glasvezelkabel die blauw licht uitstraalt in de cerebrale cortex. Zowel draadloos EEG / bioanalyte opnamesystemen (http://pinnaclet.com/biosensor-recording-sys/fixed-frequency.html) en draadloze optogenetic stimulatie apparaten 19 gemeld. Echter, de twee niet geïntegreerd in een werkend systeem onze kennis. Ondanks de beperking geassocieerd met een tethering kabel zijn dieren vaak gezien bewegen hun kooien en de bestede tijd in slaap is typisch muizen bestudeerd similar experimentele situaties. Sensoren compatibel met dit systeem zijn beschikbaar voor het meten van andere bioanalytes, waaronder glucose en glutamaat. Het systeem is dus waarschijnlijk nuttig zijn in andere experimentele situaties waarin gedrag EEG en bioanalyte concentraties geanalyseerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Geen belangenconflicten verklaard.
Acknowledgments
Onderzoek gefinancierd door het Ministerie van Defensie (Defense Advanced Research Projects Agency, Young Faculty Award, Grant Number N66001-09-1-2117) en NINDS (R15NS070734).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| BASi Mouse Guide Cannula | Pinnacle Technology/BASi Inc | 7032 | |
| Lactate Biosensor | Pinnacle Technology | 7004 | |
| Head Mount | Pinnacle Technology | 8402 | |
| Sleep/Biosensor Recording system | Pinnacle Technology | 8400-K1-SL | 2 EEG channels, 1 EMG channel, & 1 biosensor |
| Tethered Mouse in-vitro Calibration kit | Pinnacle Technology | 7000-K1-T | |
| Fiber Optic Guide Cannula | Plastics One | C312G | 21 Gauge Guide Cannula |
| Dummy Cannula | Plastics One | C312DC | 21 Gauge Dummy |
| Diamond Fiber Scribe | Thorlabs | S90W | |
| Fiber Connector Crimp Tool | Thorlabs | CT042 | |
| Furcation Tubing | Thorlabs | FT030 | 03.0 mm |
| Thorlabs | T10S13 | Max Dia. 0.012 | |
| Furcation Tube Stripper | Thorlabs | FTS3 | |
| Bare Hard Cladding Multimode Fiber | Thorlabs | BFL37-200 | 200 μm Core, 0.37 NA |
| Wire Snips/Kevlar Shears | Thorlabs | T865 | |
| Fiber Optic Epoxy | Thorlabs | F112 | |
| Fiber Stripper Tool | Thorlabs | ||
| Glass Polishing Plate | Thorlabs | CTG913 | |
| Rubber Polishing Pad | Thorlabs | NRS913 | |
| Eye Loupe | Thorlabs | JEL10 | |
| Kim Wipes | Thorlabs | KW32 | |
| Compressed Air | Thorlabs | CA3 | |
| Polishing Puck | Thorlabs | D50-xx | |
| Fiber Inspection scope | Thorlabs | CL-200 | |
| Polishing Films | Thorlabs | LFG5P, LFG3P, LFG1P, LFG03P | |
| FC/PC connector end | Thorlabs | 30126G2-240 | 240 μm Bore, SS Ferrule |
| MC Stimulus Unit | Multi-Channel Systems | STG-4002 | |
| MC Stimulus Software | Multi-Channel Systems | MC-Stimulus V 2.1.5 | |
| Blue Laser | CrystaLaser | CL473-050-0 | |
| Laser Power supply | CrystaLaser | CL2005 | |
| Fiber Optic Rotary Joint | Doric Lenses | FRJ-v4 | |
| Table 2. Supplies and equipment. | |||
References
- Magistretti, P. Brain Energy Metabolism. Fundamental Neuroscience. Zigmond, M. J., Bloom, F. E., Landis, S. C., Roberts, J. L., Squire, L. R. , Academic Press. New York. 389-413 (1999).
- Maquet, P., et al. Cerebral glucose utilization during sleep-wake cycle in man determined by positron emission tomography and [18F]2-fluoro-2-deoxy-D-glucose method. Brain Res. 513 (1), 136-143 (1990).
- Buchsbaum, M. S., et al. Regional cerebral glucose metabolic rate in human sleep assessed by positron emission tomography. Life Sci. 45 (15), 1349-1356 (1989).
- Kennedy, C. Local cerebral glucose utilization in non-rapid eye movement sleep. Nature. 297 (5864), 325-327 (1982).
- Pappenheimer, J. R., Koski, G., Fencl, V., Karnovsky, M. L., Krueger, J. Extraction of sleep-promoting factor S from cerebrospinal fluid and from brains of sleep-deprived animals. J. Neurophysiol. 38 (6), 1299-1311 (1975).
- Borbely, A. A., Achermann, P. Sleep homeostasis and models of sleep regulation. Principles and Practice of Sleep Medicine. Kryger, M. H., Roth, T., Dement, W. C. , 3rd, W.B. Saunders. Philadelphia. 377-390 (2004).
- Destexhe, A., Contreras, D., Steriade, M. Spatiotemporal analysis of local field potentials and unit discharges in cat cerebral cortex during natural wake and sleep states. J. Neurosci. 19 (11), 4595-4608 (1999).
- Astrup, J., Sorensen, P. M., Sorensen, H. R. Oxygen and glucose consumption related to Na+-K+ transport in canine brain. Stroke. 12 (6), 726-730 (1981).
- Arenkiel, B. R., et al. In vivo light-induced activation of neural circuitry in transgenic mice expressing channelrhodopsin-2. Neuron. 54 (2), 205-218 (2007).
- Mateo, C. In Vivo Optogenetic Stimulation of Neocortical Excitatory Neurons Drives Brain-State-Dependent. Curr. Biol. , (2011).
- Wisor, J. P., Clegern, W. C. Quantification of short-term slow wave sleep homeostasis and its disruption by minocycline in the laboratory mouse. Neurosci. Lett. 490 (3), 165-169 (2011).
- El Yacoubi, M., et al. Behavioral, neurochemical, and electrophysiological characterization of a genetic mouse model of depression. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (10), 6227-6232 (2003).
- Tsunematsu, T., et al. Acute optogenetic silencing of orexin/hypocretin neurons induces slow-wave sleep in mice. J. Neurosci. 31 (29), 10529-10539 (2011).
- Le, S., Gruner, J. A., Mathiasen, J. R., Marino, M. J., Schaffhauser, H. Correlation between ex vivo receptor occupancy and wake-promoting activity of selective H3 receptor antagonists. J. Pharmacol. Exp. Ther. 325 (3), 902-909 (2008).
- Burmeister, J. J., Palmer, M., Gerhardt, G. A. L-lactate measures in brain tissue with ceramic-based multisite microelectrodes. Biosens. Bioelectron. 20 (9), 1772-1779 (2005).
- Cardin, J. A. Targeted optogenetic stimulation and recording of neurons in vivo using cell-type-specific expression of Channelrhodopsin-2. Nat. Protoc. 5 (2), 247-254 (2010).
- Destexhe, A., Contreras, D., Steriade, M. Cortically-induced coherence of a thalamic-generated oscillation. Neuroscience. 92 (2), 427-443 (1999).
- Liu, Z. W., Faraguna, U., Cirelli, C., Tononi, G., Gao, X. B. Direct evidence for wake-related increases and sleep-related decreases in synaptic strength in rodent cortex. J. Neurosci. 30 (25), 8671-8675 (2010).
- Iwai, Y., Honda, S., Ozeki, H., Hashimoto, M., Hirase, H. A simple head-mountable LED device for chronic stimulation of optogenetic molecules in freely moving mice. Neurosci. Res. 70 (1), 124-127 (2011).
