Inducción de un estado isoeléctrico cerebro para investigar el impacto de la actividad endógena sináptica neuronal en la excitabilidad<em&gt; En Vivo</em

Resumen

Este procedimiento se realiza de larga duración in vivo registros intracelulares de las neuronas individuales durante los estados cerebrales fisiológicamente relevantes y después de la abolición total de las actividades eléctricas en curso, lo que resulta en un estado cerebral isoeléctrico. Las constantes fisiológicas del animal son monitoreados cuidadosamente durante la transición a la condición comatosa artificial.

Resumen

La información de proceso manera neuronas depende tanto de sus propiedades intrínsecas de membrana y en la dinámica de la red sináptica aferente. En particular la actividad de red generado endógenamente, que varía fuertemente en función del estado de vigilancia, modula significativamente la computación neuronal. Para investigar cómo las diferentes dinámicas cerebrales espontáneas impactan propiedades de integración neuronas individuales ', hemos desarrollado una nueva estrategia experimental en la rata que consiste en la supresión in vivo toda la actividad cerebral por medio de una inyección sistémica de una alta dosis de pentobarbital sódico. actividades corticales, controlados continuamente por electrocorticograma combinado (ECoG) y registros intracelulares se ralentizan progresivamente hacia abajo, lo que lleva a un perfil isoeléctrico estable. Este estado cerebro extrema, poniendo la rata en un estado de coma profundo, se controló cuidadosamente mediante la medición de las constantes fisiológicas del animal a lo largo de los experimentos. r intracelularecordings nos ha permitido caracterizar y comparar las propiedades de integración de la misma neurona integrado en la dinámica cortical fisiológicamente relevantes, tales como las encontradas en el ciclo de sueño-vigilia, y cuando el cerebro estaba totalmente en silencio.

Introducción

En la ausencia de estímulos ambientales o tareas de comportamiento, el "reposo" cerebro genera un flujo continuo de la actividad eléctrica que se puede grabar desde el cuero cabelludo, como las ondas electroencefalográficas (EEG). La correlación intracelular de esta actividad cerebral endógeno se caracteriza por fluctuaciones de la tensión de la membrana de fondo (también conocidos como "ruido sináptica"), que se componen de una combinación de los potenciales sinápticos excitatorios e inhibitorios que reflejan la actividad en curso de redes aferentes ^1,2. Esta actividad espontánea varía en frecuencia y amplitud con los diferentes estados de vigilancia. Dil....

Protocolo

Todos los procedimientos se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices de la Unión Europea (Directiva 2010/63 / UE) y aprobado por el Comité Ético de Charles Darwin sobre la experimentación con animales. Se describe aquí el procedimiento que utilizamos habitualmente en nuestro laboratorio, sin embargo la mayoría de las medidas se pueden adaptar para satisfacer las necesidades específicas de cada uno.

1. Preparación quirúrgica

Nota: Todos los puntos de incisión y de presión deben ser infiltrado en varias ocasiones con anestésico local (lidocaína o bupivacaína). El presente procedimiento es terminal, si se req....

Resultados

Inducir y mantener un estado cerebral isoeléctrico es un delicado procedimiento experimental in vivo. Se ha demostrado ser una herramienta poderosa para estudiar directamente el impacto de la actividad de la red cortical en la excitabilidad neuronal y función de transferencia ^29. La Figura 1 muestra el control de múltiples parámetros, incluyendo ECoG y las constantes vitales, de estado fisiológico del animal antes (Figura 1A ) y despu.......

Discusión

Se describe aquí un nuevo método para suprimir in vivo la actividad eléctrica cerebral espontánea, tanto en los niveles celulares de la red y. Este procedimiento conduce a un estado del cerebro extrema, conocida como estado de coma isoeléctrico ^41. Desde un punto de vista clínico, una inactividad tales electrocerebral es la anomalía más grave que se puede ver en el EEG. Se asocia sobre todo con un coma irreversible, con todos los pacientes, ya sea que mueren o continuas en un estado vegetativo persis.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Pentobarbital Sódico	Centravet	Pentobarbital
Ketamina 500	Merial	Imalgè ne 500
Fentanilo	Janssen-Cilag	Fentanilo
Xilocaína	Centravet	Xylovet
	Sigma	G8134
Amplificador ECoG	A-M Systems	Amplificador de CA, modelo 1700
Amplificador intracelular	Molecular Devices	Axoclamp 900A Interfaz
adquisición de datos	Cambridge Electronic Design	Potencia CED 1401-3
software de análisis de datos	Cambridge Electronic Design	Spike2 versión 7
micromanipulador	Scientifica	IVM-3000
Extractor capilar	Narishige	PE-2
Capilares de vidrio de borosilicato	Harvard Apparatus	GC150F-10
Alambre de plata 0,125 mm (registro intracelular)	WPI	AGT0525
Referencia Ag-AgCl	Phymep	E242
Alambre de plata 0,25 mm (grabación ECoG)	WPI	AGT1025
Sistema de respiración artificial	Minerve	Alpha Lab
Monitorización de parámetros fisiológicos	Digicare	LifeWindow Lite
Manta calefactora	Harvard Apparatus	507215
Microscopio estereoscópico	Leica	M80
Tijeras	FST	15005-08
Pinzas Dumont #5	FST	11295-10
Pinzas Dumont #5SF	FST	11252-00
IP Catéter de poliuretano - 0,43x0,69 mm	Instech	BTPU-027
Elastómero de silicona	WPI	KWIK-CAST
Taladro dental	NSK	Y1001151 y P496
Pegamento quirúrgico	3M	vetbond

Trietiduro de gallamina de