חקירות על שינויים בתפקוד המעגל היפוקמפוס בעקבות פגיעה מוחית טראומטית קלה
Summary
גישה רבת פנים לחקר שינויים הפונקציונליים למעגלי היפוקמפוס מוסברת. טכניקות אלקטרו מתוארות יחד עם פרוטוקול פציעה, בדיקה התנהגותית ושיטת נתיחה אזורית. שילוב של טכניקות אלה יכול להיות מיושם באופן דומה לאזורים אחרים במוח ושאלות מדעיות.
Abstract
פגיעה מוחית טראומטית (TBI) פוגעת יותר מ -1.7 מיליון בני אדם בארצות הברית בכל שנה ואפילו TBI קל עלול להוביל לליקויים נוירולוגיים מתמשכים 1. שני סימפטומים חודרניים וההשבתה שחוו ניצולי TBI, גירעונות זיכרון וירידה בסף תפיסה, הם חשבו להיות מתווכים על ידי תפקוד TBI-Induced היפוקמפוס 2,3. כדי להמחיש עד כמה שונה פונקצית המעגל היפוקמפוס משפיעה לרעה על התנהגות לאחר TBI בעכברים, אנחנו מעסיקים פגיעה רוחבית נוזל כלי קשה, מודל נפוץ חיה של TBI המשחזר תכונות רבות של אדם TBI כולל אובדן הנוירונים תא, דבק, והפרעות יוניות – 4 6.
כאן אנו מדגימים שיטת קומבינטורית לחקירת תפקוד היפוקמפוס TBI מושרה. הגישה שלנו משלבת טכניקות גופיים פיסיולוגיות רבות יחד עם התנהגות בעלי חיים וניתוח ביוכימי, כדי לנתחשינויים שלאחר TBI ביפוקמפוס. אנחנו מתחילים בפרדיגמה הניסויית פציעה יחד עם ניתוח התנהגותי להעריך מוגבלות קוגניטיבית בעקבות TBI. בשלב בא, המכילים שלוש טכניקות שונות גופיים הקלטה: הקלטת פוטנציאל תחום תאית, דימו את תיקון clamping-כל תאים, ורישום צבע רגיש מתח. לבסוף, אנחנו מדגימים את שיטה לביתור אזורי משנה של ההיפוקמפוס, שיכול להיות שימושית לניתוח מפורט של שינויי neurochemical וחילוף חומרים שלאחר TBI אזורי.
שיטות אלה היו בשימוש כדי לבחון את השינויים במעגלים ביפוקמפוס לאחר TBI ולחקור את השינויים המנוגדים בתפקוד מעגל רשת המתרחשים ברכס המשונן וCA1 אזורי המשנה של ההיפוקמפוס (ראה תרשים 1). היכולת לנתח את השינויים שלאחר TBI בכל אזור משנה היא חיונית להבנת המנגנונים התורמים להתנהגות TBI מושרה וקוגניטיבי דeficits.
המערכת רבת הפנים המתוארים כאן מאפשרת לחוקרים לדחוף אפיון העבר של הפנומנולוגיה הנגרם על ידי מצב של מחלה (במקרה זה TBI) ולקבוע את המנגנונים האחראים לפתולוגיה הנצפית קשורה עם TBI.
Protocol
Discussion
כל טכניקה שתוארה לעיל תורמת להבנה הטובה יותר של המנגנון הבסיסי שגורם לגרעון התנהגותית הנצפה. על ידי שילוב של המידע הייחודי שנרכש מכל שיטה שאנחנו יכולים לבחון את המנגנונים הביולוגיים עם יותר דיוק.
fEPSPs מדידה שימושית לכימות היעילו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מבקשים להודות לאליוט ורז'ואה לסיוע הטכני שלו. עבודה זו מומנה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות מענקי R01HD059288 וR01NS069629.
Materials
| Name of the equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Axopatch 200B amplifier | Molecular Devices | AXOPATCH 200B | Patch-clamp rig |
| Digidata 1322A digitizer | Molecular Devices | Patch-clamp rig | |
| MP-225 micromanipulator | Sutter | MP-225 | Patch-clamp rig |
| DMLFSA microscope | Leica | Patch-clamp rig | |
| Multiclamp 700B amplifier | Molecular Devices | MULTICLAMP 700B | Multipurpose (field) rig |
| Digidata 1440 digitizer | Molecular Devices | Multipurpos (field) rig | |
| MPC-200 micromanipulator | Sutter | MPC-200 | Multipurpose (field) rig |
| BX51WI microscope | Olympus | BX51WI | Multipurpose (field) rig |
| Axoclamp 900A amplifier | Molecular Devices | AXOCLAMP 900A | VSD rig |
| Digidata 1322 digitizer | Molecular Devices | VSD rig | |
| Redshirt CCD-SMQ camera | Redshirt | NCS01 | VSD rig |
| VT 1200S Vibratome | Leica | 14048142066 | |
| P-30 Electrode puller | Sutter | P-30/P | |
| cOmplete protease inhibitor | Roche | 11697498001 |
References
- Faul, M., Xu, L., Wald, M. M., Coronado, V. G. Traumatic Brain Injury in the United States: Emergency Department Visits Hospitalizations and Deaths 2002-2006. Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control. , (2010).
- McAllister, T. W. Neuropsychiatric sequelae of head injuries. Psychiatr. Clin. North Am. 15, 395-413 (1992).
- Pierce, J. E., Smith, D. H., Trojanowski, J. Q., McIntosh, T. K. Enduring cognitive, neurobehavioral and histopathological changes persist for up to one year following severe experimental brain injury in rats. NSC. 87, 359-369 (1998).
- Dixon, C. E., et al. A fluid percussion model of experimental brain injury in the rat. J. Neurosurg. 67, 110-119 (1987).
- McIntosh, T. K., et al. Traumatic brain injury in the rat: characterization of a lateral fluid-percussion model. Neuroscience. 28, 233-244 (1989).
- Carbonell, W. S., Grady, M. S. Regional and temporal characterization of neuronal, glial, and axonal response after traumatic brain injury in the mouse. Acta Neuropathol. 98, 396-406 (1999).
- Toth, Z., Hollrigel, G. S., Gorcs, T., Soltesz, I. Instantaneous perturbation of dentate interneuronal networks by a pressure wave-transient delivered to the neocortex. J. Neurosci. 17, 8106-8117 (1997).
- D’Ambrosio, R., Maris, D. O., Grady, M. S., Winn, H. R., Janigro, D. Selective loss of hippocampal long-term potentiation, but not depression, following fluid percussion injury. Brain Res. 786, 64-79 (1998).
- Witgen, B. M. Regional hippocampal alteration associated with cognitive deficit following experimental brain injury: A systems, network and cellular evaluation. Neuroscience. 133, 1-15 (2005).
- Schwarzbach, E., Bonislawski, D. P., Xiong, G., Cohen, A. S. Mechanisms underlying the inability to induce area CA1 LTP in the mouse after traumatic brain injury. Hippocampus. 16, 541-550 (2006).
- Cole, J. T. Dietary branched chain amino acids ameliorate injury-induced cognitive impairment. Proceedings of the National Academy of Sciences. 107, 366-371 (2010).
