Monitoreo Juxtacellular y localización de las neuronas individual dentro de las estructuras cerebrales subcorticales de Alerta, ratas Head-restringido

Resumen

Este protocolo describe el diseño y la implantación quirúrgica de un mecanismo de restricción de la cabeza para monitorear la actividad neuronal en las estructuras cerebrales subcorticales en ratas alerta. Delinea procedimientos para aislar neuronas individuales en la configuración yuxtacelular e identificar eficientemente sus ubicaciones anatómicas.

Resumen

Existe una variedad de técnicas para monitorear la actividad extracelular de unidades neuronales individuales. Sin embargo, el seguimiento de esta actividad desde las estructuras cerebrales profundas de los animales que se comportan sigue siendo un reto técnico, especialmente si las estructuras deben dirigirse estereotáxicamente. Este protocolo describe técnicas quirúrgicas y electrofisiológicas convenientes que mantienen la cabeza del animal en el plano estereotáxico y aíslan sin ambigüedades la actividad de pico de neuronas individuales. El protocolo combina la sujeción de la cabeza de los roedores en alerta, la monitorización yuxtacelular con electrodos de micropipeta y la inyección de colorante iontoforético para identificar la ubicación de las neuronas en la histología post-hoc. Si bien cada una de estas técnicas está bien establecida en sí misma, el protocolo se centra en los detalles de su uso combinado en un solo experimento. Estas técnicas neurofisiológicas y neuroanatómicas se combinan con la monitorización conductual. En el presente ejemplo, las técnicas combinadas se utilizan para determinar cómo los movimientos de vibrisa autogenerados se codifican en la actividad de las neuronas dentro del tálamo somatosensorial. En términos más generales, es sencillo adaptar este protocolo para monitorear la actividad neuronal junto con una variedad de tareas conductuales en ratas, ratones y otros animales. De manera crítica, la combinación de estos métodos permite al experimentador relacionar directamente las señales neurofisiológicas identificadas anatómicamente con el comportamiento.

Introducción

Supervisión de la actividad neuronal en un animal de alerta participando activamente en una tarea de comportamiento es crítica para la comprensión de la función y la organización del sistema nervioso. Registro extracelular de la actividad eléctrica de las unidades neuronales individuales ha sido durante mucho tiempo una herramienta básica de la neurociencia de sistemas y es todavía ampliamente en uso en la actualidad. Una variedad de tipos de electrodos y configuraciones están disponibles en función de las exigencias científicas y técnicas de un experimento particular. Crónicamente implantados microdrives o conjuntos de electrodos se utilizan a menudo en animales con....

Protocolo

Los protocolos experimentales se realizaron en ratas Long Evans hembras (250-350 g) de acuerdo con las directrices de cuidado y uso de animales prescritos por el gobierno federal y fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales Institucional de la Universidad de California en San Diego.

1. Acclimating la Rata a cuerpo de sujeción

NOTA: Coloque la rata en una dieta restringida. Alimentar a la rata una vez al día inmediatamente después de cada sesión de manejo diario para aclimatarse a la rata para el sistema de retención (descrito a continuación). Proporcionar suficiente de alimentación para mantener....

Resultados

Unidades neuronal en ventral medial posterior (VPM) tálamo codificar la fase de movimiento Vibrisas durante auto-generado batiendo ^15,16. La Figura 7A muestra la actividad de la muestra spiking de una unidad de talámico VPM como una rata se batiendo activamente. La Figura 7B muestra un histograma de la espiga veces alineados a la fase instantánea de movimiento Vibrisas ^17. Hay más espigas durante la fase de retracción de batir. Después de la grabación, la ubi.......

Discusión

Construcción de la plantilla experimental

La descripción de las partes mecánicas utilizadas para construir la plantilla experimental (Figura 4) se omite en el protocolo, ya que se puede construir en una variedad de maneras. En esta norma demostración se utilizan optomecánico partes y las abrazaderas de soporte para montar la barra de reposacabezas y el tubo de sujeción del cuerpo (véase la sección de Materiales). Partes opto-me.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Ketaset (Ketamina HCl)	Fort Dodge	N/A
Anased (solución de xilacina)	Lloyd Laboratories	N/A
Betadyne (Povidona Yodada)	CVS Pharmacy	269281
Loctite 495	Grainger Industrial Supply	4KL86	20 - 40 cp cianoacrilato
Vetbond	3M	1469SB
Cemento de agarre polvo	Dentsply Intl	675571	Para la base de la cámara de grabación Líquido de
cemento de agarre	Dentsply Intl 675572		Para la base de la cámara de grabación
Gel de silicona	Dow Corning	3-4680
Jet polvo acrílico de reparación de dentaduras postizas	Lang Dental Manufacturing Co.	N/A	Para asegurar el aparato de reposacabezas al cráneo
Ortho-Jet Resina acrílica ortodóntica de curado rápido líquido	Lang Dental Manufacturing Co.	N/A	Para la fijación del aparato de reposacabezas al cráneo
Chicago sky blue	Sigma	C8679
Paraformaldehído	Sigma	158127	Para la perfusión y la fijación de tejidos
Solución salina tamponada con fosfato	Sigma	P3813	Para perfusión y fijación de tejidos
Citocromo C	Sigma	C2506	Para la tinción de citocromo-oxidasa, Figura 7
Diaminobenzidina	Sigma	D5905	Para la tinción de citocromo-oxidasa, Figura 7 rata fuerte
	Cosido elegante (San Diego, CA)	N/A	Hecho a medida, Figuras 1, 4
tubo de PVC 2 y frac12; "	U.S. Plastic Co.	34108	Figura 4
Subminiatura D pines y enchufes	TE Connectivity	205089-1	Figure 3Alambre musical de
acero inoxidable de 0,010" de diámetro	Precision Brand Products, Inc.	21010	Figura 3
Stereotaxic holding	frame Kopf Instruments	modelo 900	Figura 3
Stereotaxic	ears bars Kopf Instruments	modelo 957	Figura 3
Manipulador estereotáxico	Kopf Instruments	modelo 960	Figure 3
y frac12; fresa mm	Schein	100-3995
Quiet-Air fresa dental	Midwest Dental	393-1600
Acero inoxidable 0-80 & frac18; ” tornillo	Sujetador superstore	247438	Figura 3
0,2 ml tubo de centrífuga	Fisher Scientific	05-407-8A	Figura 3
Barra de sujeción de cabeza personalizada	UCSD SIO Machine Shop	N/A	Hecho a medida, Figuras 2 - 4
Placa de sujeción de cabeza personalizada	UCSD SIO Machine Shop	N/A	Hecho a medida, Figuras 2 - 4
post-abrazadera de ángulo recto	Newport	MCA-1	Figuras 3, 4; Las piezas optomecánicas estándar para la plantilla experimental (Figura 4) también son de Newport Corp.
8-32 y frac34; ” tornillo	Sujetador Superstore 240181		Para reposacabezas, Figura 3
4-40 y frac14; ” tornillo	Sujetador Superstore 239958		Para reposacabezas, Figuras 3, 4
Tubo capilar de cuarzo	Sutter Instruments	QF-100-60-10	Figura 5
Extractor láser de dióxido de carbono	Sutter instruments	P-2000
Micromanipulador motorizado	Sutter Instruments	MP-285
Amplificador de microelectrodos	Molecular Devices	Multiclamp 700B	Parte alternativa: Molecular Devices Axoclamp 900A
Etapa de cabeza del amplificador de microelectrodos	Molecular Devices	CV-7B	Parte alternativa: HS-9Ax10 con Molecular Devices Axoclamp 900A
Estimulador de impulsos aislado	A-M Systems	Modelo 2100	Parte alternativa: HS-9Ax10 con Molecular Devices Axoclamp 900A
Monitor de audio	Radio Shack	32-2040
Soporte para pipetas	Warner Instruments	#MEW-F10T	Partes alternativas: ver Discussion, Figura 6A
Cable conductor del electrodo	Alambre Cooner	NEF34-1646	(opcional), Figura 6D
Relé para la etapa de cabeza del amplificador	COTO Technology	#2342-05-000	(Opcional) Se utiliza con una placa de circuito impreso hecha a medida (UCSD Physics Electronics Shop), Figura 6A-C
cámara de video digital	Basler	A602fm	(opcional) Para el monitoreo del comportamiento, Figura 7
ungüento veterinario Puralube	Amazon.com, Inc NC0138063

Henry