Summary
Den pedunculopontine kärnan (PPN) ligger i hjärnstammen och dess nervceller maximalt aktiveras under vakna och snabba ögonrörelser (REM) sömn hjärntillstånd. Detta arbete beskriver den experimentella strategin för att spela in vitro gamma band subthreshold membran svängning i PPN nervceller.
Abstract
Synaptic efferents från PPN är kända för att modulera nervaktivitet av flera intralaminära talamus regioner (t.ex. den centrolateral / parafascicular Cl / Pf kärna). Aktiveringen av antingen PPN eller Cl / Pf kärnor in vivo har beskrivits inducera upphetsning hos djuret och en ökning i gamma band aktivitet i kortikala elektroencefalogram (EEG). De cellulära mekanismer för generering av gamma band svängningar i retikulära aktiveringssystemet (RAS) neuroner är desamma som de som finns för att generera gammabands svängningar i andra hjärnor kärnor. Under strömkläm inspelningar av PPN neuroner (från parasagittal skivor från 9-25 dagar gamla råttor), användningen av depolariserande kvadrat steg snabbt aktiveras spänningsberoende kaliumkanaler som hindrade PPN nervceller från att depolariserade bortom -25 mV.
Injicera 1 - 2 sek lång depolariserande aktuella ramper gradvis depolariseras PPN membran potentiella resting värden mot 0 mV. Men injicera depolariserande fyrkantpulser genererade gamma-band svängningar av membranpotential som visade sig vara mindre i amplitud jämfört med svängningar som genereras av ramper. Alla experiment utfördes i närvaro av spänningskänsliga natriumkanaler och snabba synaptiska receptorer blockerare. Det har visats att aktiveringen av högtröskel-spänningsberoende kalciumkanaler bakom gamma-band oscillerande aktivitet i PPN neuroner. Specifika metodologiska och farmakologiska interventioner beskrivs här, ger de nödvändiga verktygen för att inducera och upprätthålla PPN subthreshold gamma band svängning in vitro.
Introduction
PPN kärna är anatomiskt ingår i stjärtfenan mesencefal tegmentum. Den PPN är en nyckelkomponent i RAS en. Den PPN deltar i upprätthållandet av beteende aktiverade tillstånd (dvs, vakna, REM-sömnen) 2. Elektrisk stimulering av PPN in vivo inducerade snabb oscillation (20-40 Hz) i det kortikala EEG 3, medan bilaterala PPN lesioner i råtta reduceras eller elimineras REM-sömn 4. Medan en majoritet av PPN neuroner brand aktionspotentialerna vid beta / gamma-bandsfrekvensen (20 - 80 Hz), vissa neuroner presenteras låga hastigheter av spontan bränning (<10 Hz) 5. Dessutom PPN verkar vara inblandade i andra aspekter av beteenden såsom motivation och uppmärksamhet sex. Direkt hög frekvens (40-60 Hz) 7 elektrisk stimulering av PPN kärna i decerebrat djur kan främja förflyttning. Under de senaste åren har djup hjärnstimulering (DBS) i PPN använts för att behandla patienter som lider tillbakam störningar involverande gång underskott såsom Parkinsons sjukdom (PD) 8.
Tidigare rapporter har visat att nästan alla PPN nervceller kan avfyra aktionspotentialer på gamma band frekvens när depolariserade användning av kvadratiska strömpulser 9. På grund av den drastiska aktiveringen av spänningskänsliga kaliumkanaler under fyrkantiga pulser depolarisationer upp till eller under -25 mV. Som en konsekvens, fanns inga robusta gamma oscillationer observeras efter blockering aktionspotentialer generation med hjälp av tetrodotoxin 10. I ett försök att kringgå detta problem, en - var 2 sek lång depolariserande aktuella ramper används. Ramper gradvis depolariseras membranpotentialen från vilande värden upp till 0 mV, medan delvis inaktivespänningsstyrda kaliumkanaler. Tydliga gamma band membran svängningar var tydlig inom spänningsberoendet fönster hög tröskel kalciumkanaler (dvs mellan -25 mV och -0 mV) 10. Sammanfattningsvis, gamma band activiTy observerades i PPN nervceller 9, och både P / Q- och N-typ spänningsstyrda kalciumkanaler måste aktiveras för att generera gammabands svängningar i PPN 10.
En rad studier bestämdes placeringen av hög tröskelkalciumkanaler i PPN neuroner. Injicera kombination av färgämnen, ratiometrisk fluorescens avbildning visade kalcium transienter genom spänningsstyrda kalciumkanaler som aktiveras i olika dendriter när depolariseras med dagens ramperna 11.
Inneboende egenskaper PPN neuroner har föreslagits för att möjliggöra samtidig aktivering av dessa celler under vakna och REM-sömn, vilket således inducerar högfrekventa oscillerande neuronal aktivitet mellan RAS och thalamocortical slingor. Så lång gående interaktion anses stödja en hjärntillstånd kan på ett tillförlitligt sätt bedöma omvärlden på en kontinuerlig basis 12. Här beskriver vi experimentetal villkor som krävs för att skapa och upprätthålla gamma band svängning i PPN celler in vitro. Detta protokoll har inte beskrivits tidigare, och skulle hjälpa ett antal grupper för att studera inneboende membranegenskaper som förmedlar gamma band aktivitet vid andra områden i hjärnan. Dessutom kan nuvarande steg leda till den felaktiga slutsatsen att gamma band verksamhet inte kan genereras i dessa celler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla experimentella protokoll godkändes av Institutional Animal Care och användning kommittén vid University of Arkansas för medicinska vetenskaper (Protokollnummer # 3593) och var i överensstämmelse med National Institutes of Health riktlinjer för vård och användning av försöksdjur.
1. Framställning av Standard-artificiell cerebrospinalvätska (aCSF)
- Framställning av förrådslösning A
- Lägg 700 ml destillerat vatten till en ren 1 L bägare före tillsats av kemikalier.
- Under kontinuerlig omrörning en volym av 500 ml, till 136,75 g NaCl, 6,99 g KCl, 2,89 g MgSO 4, och 2,83 g NaH 2 PO 4.
- Lägg till mer destillerat vatten för att nå en slutlig volym på 1 liter Efter spädning är slutkoncentrationen av varje förening 117 mM NaCl, 4,69 mM KCl, MgSO 1,2 mM 4, och 1,18 mM NaH 2 PO 4.
- Hålla i kylskåp vid 4 ° C i upp till 2 veckor.
- Framställning av stamlösning B
- Lägg 700 ml destillerat vatten till en ren 1L bägare före tillsats av kemikalier.
- Under kontinuerlig omrörning en volym av 500 ml, tillsätt 41,45 g D-glukos och 41,84 g NaHCO 3.
- Lägg till mer destillerat vatten för att nå en slutlig volym på 1 liter Efter spädning är slutkoncentrationen av varje förening 11,5 mM D-glukos och 24,9 mM NaHCOs 3.
- Hålla i kylskåp vid 4 ° C i upp till 2 veckor.
- Före varje experiment mix 50 ml lager A med 50 ml lager B och ta med till en liter med destillerat vatten för att erhålla slutkoncentration aCSF lösning och låt stå i rumstemperatur under kontinuerlig syre den med karbogen (95% O 2 - 5% CO2 mix) under åtminstone 30 min. Förbereda slutkoncentration aCSF endast i början av varje försök och kassera i slutet av dagen.
2. Framställning av sackaros-artificiell cerebrospinalvätska(Sackaros-aCSF)
- Framställning av förrådslösning C
- Lägg 700 ml destillerat vatten till en ren 1 L bägare före tillsats av kemikalier.
- Under kontinuerlig omrörning 500 ml destillerat vatten, tillsätt 240 g sackaros, 6,55 g NaHCO 3, 0,671 g KCl, 4,88 g MgCl2, 0,22 g CaCl2 och 0,21 g askorbinsyra.
- Lägg till mer destillerat vatten för att nå en slutlig volym på 1 liter Efter spädning är slutkoncentrationen av varje förening 701.1 mM sackaros, 78 mM NaHCOa 3, 9 mM KCl, 24 mM MgCl2, 1,5 mM CaCl2 och 1,2 mM askorbinsyra .
- Håll stamlösning C vid 4 ° C i upp till en vecka.
- Före varje experiment mix 300 ml 50 ml av stock C med 600 ml destillerat vatten för att erhålla den sackaros-aCSF lösning vid den slutliga koncentrationen och lämna vid RT under kontinuerlig syresättning den med karbogen (95% O2 - 5% CO2 mix) under åtminstone 30 min.
3. Skiva Beredning
- Placera en ren bägare med 100 ml sackaros-aCSF lösning i is medan syre den med karbogen och fixera pH vid 7,4 med hjälp av en pH-mätare samtidigt lägga några droppar 0,1 M NaOH-lösning (när pH <7,4) eller 0,1 M HCl-lösning (när pH> 7,4).
- Fyll upp en skärkammare av en vibratome med sackaros-aCSF och syre det. Slå på glycerolbaserade kylsystem kopplat till skärkammaren och vänta 15 minuter för att låta det svalna till 0-4 ° C.
- Söva råttungar (i åldern 9-12 från vuxen tids gravida Sprague-Dawley) med ketamin (70 mg / kg, ip, med <50 pl slutlig volym). När valpen är lugn, dubbelkolla att svansen nypa reflex är frånvarande.
- Decapitate valpar.
- Skär skinnet på huvudet i längdled från framsidan till baksidan med hjälp av ett kolstål skalpellblad, och dra huden till sidor med pincett. Skär benet som täcker hjärnan flyttar scissors sidled och helt ta bort den för att exponera hjärnan.
- Sedan snabbt bort hjärnan med hjälp av en spatel (ursprungligen hänförts luktbulben för att försiktigt trycka ut hjärnan från de mest rostralt mot de kaudala områden). Tryck försiktigt hjärnan i iskyld syre sackaros-artificiell cerebrospinalvätska (sackaros-aCSF).
- Gör en parasagittal snitt på den högra hjärnhalvan (avlägsnande ungefär en tredjedel av den halvklotet), och limma den trimmade sida av hjärnan på ett metalliskt disk som kommer att magnetiskt fixerad till skärkammaren av en vibroslicer att skära sagittala 400 | im sektioner innehållande den pedunculopontine nucleus (PPN). Hålla PPN skivor vid RT under 45 minuter före helcells-patch-clamp inspelningar.
4. Record Gamma bands Svängningar i PPN Slices
- Framställning av kalium-glukonat Intracellulär lösning (High-K + lösning)
- placera iisen en ren bägare med 10 ml destillerat vatten. Under kontinuerlig omrörning till: K + -gluconate, 90,68 mg phosphocreatine di Tris salt, 47,66 mg HEPES, 1,5 mg EGTA, 40,58 mg Mg 2+ ATP och 4 mg Na + 2 -GTP.
- Justera pH till 7,3 med KOH (100 mM i destillerat vatten). Tillsätt destillerat vatten för att nå en slutlig volym på 20 ml. Om det behövs, justera osmolariteten med sackaros (100 mM i destillerat vatten) för att vara 280-290 mOsm. Efter spädning är slutkoncentrationen av varje förening 124 mM K + -gluconate, 10 mM fosfokreatin di Tris salt, 10 mM HEPES, 0,2 mM EGTA, 4 mM Mg 2 + ATP och 0,3 mM Na + 2 -GTP.
- Alikvotera intracellulära lösningar i 1 ml rör och frysa vid -20 ° C. Använd en portion per dag och hålla vid 4 ° C under experiment.
- Helcells-Patch Clamp Inspelningar
- Placera skivor i en nedsänkning kammare och BEGJUTA dem (1,5 ml / min) med syresatt(95% O2 - 5% CO2) aCSF innehållande följande receptor antagonister: selektiva NMDA-receptorantagonist 2-amino-5-phosphonovaleric syra (APV, 40 | iM), kompetitiva AMPA / kainat-glutamatreceptorantagonist 6-cyano-7- nitrokinoxalin-2,3-dion (CNQX, 10 | iM), glycinreceptorantagonist stryknin (STR, 10 ^ M), den specifika GABA A-receptorantagonist gabazine (GBZ, 10 | iM) och natriumkanalblockerare tetrodotoxin (TTX, 3 | im)
OBS: I resultaten och siffror, dessa antagonister kollektivt kallas synaptiska blockerare eller SBS. - Fyll inspelnings patch pipetter (Resistance 2-7 MQ, tillverkad av vanliga, kommersiellt tillgängliga tjock vägg borosilikatglas kapillärer av 1,0 mm ytterdiameter och 0,6 mm innerdiameter) med intracellulär hög K + lösningen med användning av kommersiellt tillgängliga patch-pipett fyllmedel med en lösningen filter. Sätt pipetten i dess förstärkarens hållare. Applicera en liten postiv tryck med användning av en 1 ml spruta ansluten till pipetten hållaren med hjälp av en silikonröret anslutet till en trevägsventil. Anslut baksidan av pipetten hållaren till en patch clamp förstärkare.
- Flytta inspelningen pipetten med hjälp av en mekanisk mikromanipulator nära PPN kärna med hjälp av en 4X mål kombineras för att nära infraröda differentialinterferenskontrastoptik.
OBS: PPN nucleus kan observeras i skivor dorsala till den överlägsna cerebellär peduncle (SCP; observerbar som en tjock bunt av axoner). Inspelning pipetter var belägna i PPN pars compacta, som ligger omedelbart rygg till den bakre änden av skaftet. - Bringa inspelnings pipetten i kontakt med ett PPN neuron medan visualiserades med användning av ett 40X nedsänkning i vatten lins, och snabbt applicera negativt sug för att bilda en tätning med cellen.
- Använd spänningsklämtätning programvara för att övervaka pipett motstånd under negativ sugning med hjälp av tillverkarens protokoll.
- När negativt suktion långsamt ökas och resistansvärden läsning av patch-clamp monitor vid spetsen av pipetten når 80-100 MOhm, snabbt ändra hållpotentialen till -50 mV och släpp det negativa trycket. Starta kontinuerlig applicering negativ sug tills bristning neuron membran och elektriska åtkomst uppnås konfigurationen whole-cell.
- Om tillgång motståndsvärden som mäts av spänningsklämtätningen programvara är 10 MOhm eller högre, sedan fortsätta att tillämpa negativa sug i mindre mängder.
- Kompensera kapacitans (dvs., observerade långsamma och snabba transienter efter bristning av membranet i cellen) och serieresistansen i spänning-clamp-läge. Växla inspelningsläge till strömtång, och snabbt kompensera bro värden (t.ex. flytta förstärkare ratten eller klicka på automatisk kompensation menyn med dators mus).
- Kontinuerligt övervaka vila membranpotential av PPN neuron registreras usjunga tillverkarens protokoll. Om vila membranpotential övergång till depolariserande eller hyperpolariserande värden, sedan använda små mängder av likström (upp till 100 pA) för att hålla den optimala -50 mV slutliga värdet.
OBS: Håll bara PPN nervceller med en stabil vilande membranpotential (RMP) av -48 mV eller mer hyper (dvs RMP <-48 mV).
- Kontinuerligt övervaka vila membranpotential av PPN neuron registreras usjunga tillverkarens protokoll. Om vila membranpotential övergång till depolariserande eller hyperpolariserande värden, sedan använda små mängder av likström (upp till 100 pA) för att hålla den optimala -50 mV slutliga värdet.
- Placera skivor i en nedsänkning kammare och BEGJUTA dem (1,5 ml / min) med syresatt(95% O2 - 5% CO2) aCSF innehållande följande receptor antagonister: selektiva NMDA-receptorantagonist 2-amino-5-phosphonovaleric syra (APV, 40 | iM), kompetitiva AMPA / kainat-glutamatreceptorantagonist 6-cyano-7- nitrokinoxalin-2,3-dion (CNQX, 10 | iM), glycinreceptorantagonist stryknin (STR, 10 ^ M), den specifika GABA A-receptorantagonist gabazine (GBZ, 10 | iM) och natriumkanalblockerare tetrodotoxin (TTX, 3 | im)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Inledningsvis var gamma svängningar framkallade med hjälp av kvadratiska strömpulser. Strömtång inspelning av PPN neuroner i närvaro av synaptiska blockerare och TTX kontinuerligt övervakas för att säkerställa att vila membranpotential hölls stabil vid ~ -50 mV (Figur 1A). Två andra långa fyrkantiga strömpulser injicerades intracellulärt av plåstret kläm förstärkaren genom inspelnings pipett öka deras amplitud från 200 Pa till 600 Pa (Figur 1A). Membranpotentialen depolariseras till spänningsnivåer närmare -20 mV när 600 pA, vilket resulterar i små amplitud gamma svängningar. Powers spektra av gamma svängningar presenteras mycket små amplitudvärden (dvs <0,01; Figur 1B). Å andra sidan, var två andra depolariserande aktuella ramper injiceras intracellulärt av plåstret kläm förstärkaren genom inspelnings pipett generera robusta gamma svängningar(Figur 2A) som presenteras mycket högre effekt amplituder (Figur 2B).
Tidigare arbete 10 har kopplat skillnader mellan torget och ramp nuvarande protokollen till strängen aktivering av spänningskänsliga kaliumkanaler under plötslig depolarisation av den förra. Långsam depolariserande ramper kan i stället vara inaktiverande kaliumkanaler.
Figur 1. Membran Svängningar i hela-cell Recorded PPN nervceller med Current fyrkantpulser av ökande amplitud. (A) representant membran potentiella svar på depolariserande 2 sek långa fyrkantiga steg med ökande amplitud injiceras intracellulärt av plåstret kläm förstärkaren genom inspelnings pipett i närvaro av synaptiska blockerare och TTX. (B) Överlappandeeffektspektra amplituder för oscillationer som erhållits med användning fyrkantpulser som visas i A. Ström-spektra erhölls med användning av en Hamming-fönsterfunktion efter 20-60 Hz bandpassfiltrerings oscillationer som genereras av de depolariserande steg. PPN neuron spelades in i strömkläm konfiguration som kombinerar hög K + intracellulär lösning och synaptiska blockerare + TTX beskrivs i protokollet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2. Gamma Band Membran Svängningar i hela-cell Recorded PPN Nervceller med dagens ramper utöka amplitud. (A) representant membran potentiella svar på depolariserande 2 sek långa ramper injiceras av plåstret kläm förstärkaren intracellulärt genom inspelnings pipett show. ing ökande amplitud, i närvaro av synaptiska blockerare och TTX (B) Överlappande effektspektra amplituder för oscillationer erhållna med användning av ramper som visas i A. Ström-spektra erhölls med användning av en Hamming-fönsterfunktion efter 20-60 Hz bandpassfiltrerings oscillationer som genereras av depolariserande rampen . PPN neuron spelades in i strömkläm konfiguration som kombinerar hög K + intracellulär lösning och synaptiska blockerare + TTX beskrivs i protokollet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
PPN nervceller har inneboende egenskaper som tillåter dem att skjuta aktionspotentialer på beta / gamma bandsfrekvenser under in vivo-inspelningar från djur som är vaken eller under REM-sömn, men inte under långsam våg sömn 2,3,5,13-17. Andra författare har visat att hjärnstams transections fler främre nivåer än PPN minskade gamma frekvenser under EEG-inspelningar. Men när hjärnstammen lesioner bakre där denna kärna ligger, direkt stimulering av PPN tillät manifestationen av kortikala gammaaktiviteten på EEG 2,3,5,18-21. Gamma-bandet neural aktivitet har rapporterats i mus PPN in vitro 22, i rått REM-sömn-induktion område (till vilken PPN projicerar 23), i katten in vivo 3, i PPN området hos primater när locomoting 24, och i regionen av PPN hos människa under steg 25. Det vill säga, det finns gott om bevis för gamma band aktivitet in PPN över arter.
Denna experimentella protokoll beskrivs här tillåts beskrivningen av gamma svängningar närvarande vid alla råtta PPN celltyper 10. I själva verket var inneboende mekanismer underliggande gamma svängningar beskrivs vara närvarande i varje PPN neuron (medan celler runt PPN delar inte denna egenskap), oberoende av tidigare använda klassificeringar eller synaptic typ sändare: typ I, II eller III, eller sändare typ, kolinerga, glutamaterga eller GABAergic samma gamma-band genererar egendom 10. Användningen av strömramperna har begränsningen att kräva kontinuerlig övervakning av vilande membranpotential, och permanent bro ersättning under hela försöket. I vissa fall har ramper kortare än en sekund observer inte helt aktivera spänningskänsliga kalciumkanaler, medan ramp löptider på 5 sek eller längre resulterade i membran motstånds förändringar som skulle förbli okompenserade under försöket. I fall no gamma svängningar observerades, små justeringar i ramptiden kan öka gamma band svängning amplituder.
Kombinera depolariserande aktuella-ramper med specifika gifter vi har beskrivit att en stor del av PPN celler (~ 50%) blockerar N-och P / Q-typ (med både ω-CgTx och ω-Aga) kanaler kalciumkanaler reducerad svängning gamma amplitud, som tillåter oss att klassificeras dem som P / Q- och N-typ celler. I andra celler (20%), var gamma svängningar endast påverkas av ω-Aga, vilket tyder på att dessa celler uttryckte endast P / Q-typ-kanaler. I resten av cellerna (30%) endast ω-CgTx blockerade dem, vilket tyder på dessa PPN neuroner hade bara N-typ kanaler. Dessa resultat bekräftade förekomsten av celler i PPN som manifesterar gamma band svängningar genom uttryck av olika spänningskänsliga kalciumkanaler 26,27. Detta nya protokoll kan också betraktas som ett viktigt verktyg som tillät införandet av en ny PPN cell type klassificering till fältet. I själva verket har det föreslagits att N-typ endast PPN nervceller brand endast under REM-sömn ( "REM-on"), P / Q-typ endast under vakna ( "Wake-on"), eller N-typ + P / Q-typ under både vakna och REM-sömn ( "Wake / REM-on") 26,27. Dessutom kan detta protokoll användas i framtida experiment för att beskriva oscillerande aktivitet på andra områden i hjärnan och för att visa de inneboende egenskaper som utlöser dem.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sucrose | Sigma-Aldrich | S8501 | C12H22O11, molecular weight = 342.30 |
| Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | S6014 | NaHCO3, molecular weight = 84.01 |
| Potassium Chloride | Sigma-Aldrich | P3911 | KCl, molecular weight = 74.55 |
| Magnesium Chloride Hexahydrate | Sigma-Aldrich | M9272 | MgCl2 · 6H2O, molecular weight = 203.30 |
| Calcium Chloride Dihydrate | Sigma-Aldrich | C3881 | CaCl2 · 2H2O, molecular weight =147.02 |
| D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G5767 | C6H12O6, molecular weight = 180.16 |
| L-Ascorbic Acid | Sigma-Aldrich | A5960 | C6H8O6, molecular weight =176.12 |
| Sodium Chloride | Acros Organics | 327300025 | NaCl, molecular weight = 58.44 |
| Potassium Gluconate | Sigma-Aldrich | G4500 | C6H11KO7, molecular weight = 234.25 |
| Phosphocreatine di(tris) salt | Sigma-Aldrich | P1937 | C4H10N3O5P · 2C4H11NO3, molecular weight = 453.38 |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | C8H18N2O4S, molecular weight = 238.30 |
| EGTA | Sigma-Aldrich | E0396 | [-CH2OCH2CH2N(CH2CO2H)2]2, molecular weight = 380.40 |
| Adenosine 5'-triphosphate magnesium salt | Sigma-Aldrich | A9187 | C10H16N5O13P3 · xMg2+, molecular weight = 507.18 |
| Guanosine 5'-triphosphate sodium salt hydrate | Sigma-Aldrich | G8877 | C10H16N5O14P3 · xNa+, molecular weight = 523.18 |
| Tetrodotoxin citrate | Alomone Labs | T-550 | C11H17N3O8, molecular weight = 319.27 |
| DL-2-Amino-5-Phosphonovaleric Acid | Sigma-Aldrich | A5282 | C5H12NO5P, molecular weight = 197.13 |
| CNQX disodium salt hydrate | Sigma-Aldrich | C239 | C9H2N4Na2O4 · xH2O, molecular weight = 276.12 |
| Strychnine | Sigma-Aldrich | S0532 | C21H22N2O2, molecular weight = 334.41 |
| Mecamylamine hydrochloride | Sigma-Aldrich | M9020 | C11H21N · HCl, molecular weight = 203.75 |
| Gabazine (SR-95531) | Sigma-Aldrich | S106 | C15H18BrN3O3, molecular weight = 368.23 |
| Ketamine hydrochloride | Mylan | 67457-001-00 | |
| Microscope | Nikon | Eclipse E600FN | |
| Micromanipulator | Sutter Instruments | ROE-200 | |
| Micromanipulator | Sutter Instruments | MPC-200 | |
| Amplifier | Molecular Devices | Multiclamp 700B | |
| A/D converter | Molecular Devices | Digidata 1440A | |
| Heater | Warner Instruments | TC-324B | |
| Pump | Cole-Parmer | Masterflex L/S 7519-20 | |
| Pump cartridge | Cole-Parmer | Masterflex 7519-85 | |
| Pipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |
| Camera | Q-Imaging | RET-200R-F-M-12-C | |
| Vibratome | Leica Biosystems | Leica VT1200 S | |
| Refrigeration system | Vibratome Instruments | 900R | |
| Equipment | |||
| microscope | Nikon | Eclipse E600FN | |
| micromanipulator | Sutter Instruments | ROE-200 | |
| micromanipulator | Sutter Instruments | MPC-200 | |
| amplifier | Molecular Devices | Multiclamp 700B | |
| A/D converter | Molecular Devices | Digidata 1440A | |
| heater | Warner Instruments | TC-324B | |
| pump | Cole-Parmer | Masterflex L/S 7519-20 | |
| pump cartridge | Cole-Parmer | Masterflex 7519-85 | |
| pipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |
| camera | Q-Imaging | RET-200R-F-M-12-C |
References
- Profice, P., et al. Neurophysiological evaluation of the pedunculopontine nucleus in humans. J. Neural. Transm (Vienna). 118 (10), 1423-1429 (2011).
- Steriade, M., Datta, S., Pare, D., Oakson, G., Curro Dossi, R. C. Neuronal activities in brain-stem cholinergic nuclei related to tonic activation processes in thalamocortical systems. J. Neurosci. 10 (8), 2541-2559 (1990).
- Steriade, M., Dossi, R. C., Pare, D., Oakson, G. Fast oscillations (20-40 Hz) in thalamocortical systems and their potentiation by mesopontine cholinergic nuclei in the cat. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 88 (10), 4396-4400 (1991).
- Deurveilher, S., Hennevin, E. Lesions of the pedunculopontine tegmental nucleus reduce paradoxical sleep (PS) propensity: evidence from a short-term PS deprivation study in rats. Eur. J. Neurosci. 13 (10), 1963-1976 (2001).
- Steriade, M., Pare, D., Datta, S., Oakson, G., Curro Dossi, R. Different cellular types in mesopontine cholinergic nuclei related to ponto-geniculo-occipital waves. J. Neurosci. 10 (8), 2560-2579 (1990).
- Steckler, T., Inglis, W., Winn, P., Sahgal, A. The pedunculopontine tegmental nucleus: a role in cognitive processes? Brain Res. Brain Res. Rev. 19 (3), 298-318 (1994).
- Garcia-Rill, E., Simon, C., Smith, K., Kezunovic, N., Hyde, J. The pedunculopontine tegmental nucleus: from basic neuroscience to neurosurgical applications: arousal from slices to humans: implications for DBS. J. Neural. Transm. 118 (10), 1397-1407 (2011).
- Mazzone, P., et al. Implantation of human pedunculopontine nucleus: a safe and clinically relevant target in Parkinson's disease. Neuroreport. 16 (17), 1877-1881 (2005).
- Simon, C., et al. Gamma band unit activity and population responses in the pedunculopontine nucleus. J. Neurophysiol. 104 (1), 463-474 (2010).
- Kezunovic, N., Urbano, F. J., Simon, C., Hyde, J., Smith, K., Garcia-Rill, E. Mechanism behind gamma band activity in pedunculopontine nucleus (PPN). Eur. J. Neurosci. 34 (3), 404-415 (2011).
- Hyde, J. R., Kezunovic, N., Urbano, F. J., Garcia-Rill, E. Spatiotemporal properties of high speed calcium oscillations in the pedunculopontine nucleus. J. Appl. Physiol (1985). 115 (9), 1402-1414 (2013).
- Llinas, R. R., Leznik, E., Urbano, F. J. Temporal binding via cortical coincidence detection of specific and nonspecific thalamocortical inputs: a voltage-dependent dye-imaging study in mouse brain slices. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (1), 449-454 (2002).
- Boucetta, S., Cisse, Y., Mainville, L., Morales, M., Jones, B. E. Discharge profiles across the sleep-waking cycle of identified cholinergic, gabaergic, and glutamatergic neurons in the pontomesencephalic tegmentum of the rat. J. Neurosci. 34 (13), 4708-4727 (2014).
- Datta, S., Siwek, D. F. Single cell activity patterns of pedunculopontine tegmentum neurons across the sleep-wake cycle in the freely moving rats. J. Neurosci. Res. 70 (4), 79-82 (2002).
- Datta, S., Siwek, D. F., Stack, E. C. Identification of cholinergic and non-cholinergic neurons in the pons expressing phosphorylated cyclic adenosine monophosphate response element-binding protein as a function of rapid eye movement sleep. Neuroscience. 163 (1), 397-414 (2009).
- Kayama, Y., Ohta, M., Jodo, E. Firing of 'possibly' cholinergic neurons in the rat laterodorsal tegmental nucleus during sleep and wakefulness. Brain Res. 569 (2), 210-220 (1992).
- Sakai, K., El Mansari, M., Jouvet, M. Inhibition by carbachol microinjections of presumptive cholinergic PGO-on neurons in freely moving cats. Brain Res. 527 (2), 213-223 (1990).
- Lindsley, D. B., Bowden, J. W., Magoun, H. W. Effect upon the EEG of acute injury to the brainstem activating system. Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 1 (4), 475-486 (1949).
- Moruzzi, G.
- Moruzzi, G., Magoun, H. W. Brain stem reticular formation and activation of the EEG. Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 1 (4), 455-473 (1949).
- Steriade, M., Constantinescu, E., Apostol, V. Correlations between alterations of the cortical transaminase activity and EEG patterns of sleep and wakefulness induced by brainstem transections. Brain Res. 13 (1), 177-180 (1969).
- Ishibashi, M., et al. Orexin receptor activation generates gamma band input to cholinergic and serotonergic arousal system neurons and drives an intrinsic Ca2+ -dependent resonance in LDT and PPT cholinergic neurons. Frontiers Neurol. 6, e120 (2015).
- Brown, R. E., Winston, S., Basheer, R., Thakkar, M. M., McCarley, R. W. Electrophysiological characterization of neurons in the dorsolateral pontine REM sleep induction zone of the rat: intrinsic membrane properties and responses to carbachol and orexins. Neuroscience. 143 (3), 739-755 (2006).
- Goetz, L., et al. On the role of the pedunculopontine nucleus and mesencephalic reticular formation in locomotion in non-human primates. J. Neurosci. 36 (18), 4917-4929 (2016).
- Fraix, V., et al. Pedunculopontine nucleus area oscillations during stance, stepping and freezing in Parkinson's disease. PLOS ONE. 8 (12), e83919 (2013).
- Luster, B., Hyde, J., D'Onofrio, S., Urbano, F. J., Garcia-Rill, E. Mechanisms behind gamma band activity in the pedunculopontine nucleus (PPN). Abstr Soc Neurosci. 38, 257.20 (2014).
- Luster, B., D'Onofrio, S., Urbano, F. J., Garcia-Rill, E. High-threshold Ca2+ channels behind gamma band activity in the pedunculopontine nucleus (PPN). Physiol. Rep. 3 (6), e12431 (2015).
