Summary
هنا، نقدم بروتوكول لتسجيل الإيقاعي ثيتا شبكة العصبية وتذبذبات غاما من إعداد الحصين كله معزولة. نحن تصف الخطوات التجريبية من استخراج الحصين إلى تفاصيل الميدان، وحدوية وكل خلية التصحيح المشبك التسجيلات فضلا عن سرعة أوبتوجينيتيك من إيقاع ثيتا.
Abstract
هذا البروتوكول يحدد إجراءات لإعداد وتسجيل من الحصين كله معزولة، من وت والفئران المعدلة وراثيا، جنبا إلى جنب مع التحسينات الأخيرة في المنهجيات والتطبيقات لدراسة التذبذبات ثيتا. يتم عرض توصيف بسيط لإعداد الحصين معزولة حيث يتم فحص العلاقة بين مؤشرات التذبذب الحصين ثيتا الداخلية جنبا إلى جنب مع نشاط الخلايا الهرمية، و غابايرجيك إنترنيورونس، من كورنو أمونيس -1 (CA1) والمناطق الفرعية (سوب) المناطق. عموما، وتبين لنا أن الحصين معزولة قادر على توليد التذبذبات ثيتا الجوهرية في المختبر ، وأن الإيقاع ولدت داخل الحصين يمكن التلاعب بها بدقة من قبل التحفيز أوبتوجينيتيك من البارفالبومين إيجابية (بف) إنترنيورونس. في المختبر معزولة إعداد الحصين يوفر فرصة فريدة لاستخدام في وقت واحد والتسجيلات داخل المشبك بين الخلايا من المشاهد بصريا تحديدها نيورونس لفهم أفضل للآليات الكامنة وراء جيل إيقاع ثيتا.
Introduction
هيبوكامبال ثيتا التذبذبات (4-12 هرتز) هي من بين الأشكال الأكثر سائدة من النشاط الإيقاعي في الدماغ الثدييات ويعتقد أن تلعب أدوارا رئيسية في الوظائف المعرفية مثل معالجة المعلومات المكانية الزمانية وتشكيل ذكريات عرضية 1 ، 2 ، 3 . في حين أن العديد من الدراسات في الجسم الحي التي تسلط الضوء على العلاقة بين خلايا المكان ثيتا التضمين مع الملاحة المكانية والدراسات الآفة، وكذلك الأدلة السريرية، ودعم الرأي القائل بأن التذبذبات الحصين ثيتا تشارك في تشكيل الذاكرة 4 ، 5 ، 6 ، والآليات المرتبطة مع جيل من التذبذبات ثيتو الحصين لا تزال غير مفهومة تماما. في وقت مبكر من التحقيقات في الجسم الحي تشير إلى أن النشاط ثيتا تعتمد أساسا على مؤشرات التذبذب الخارجية، ولا سيما الإدخال الإيقاعيمن هياكل الدماغ وارد مثل الحاجز والقشرة المخية 7 ، 8 ، 9 ، 10 . تم أيضا افتراض دور العوامل الجوهرية - الربط الداخلي للشبكات العصبية قرن آمون مع خصائص الخلايا العصبية قرن آمون - استنادا إلى الملاحظات في المختبر 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 ، 18 . ومع ذلك، وبصرف النظر عن عدد قليل من الدراسات التاريخية 19 ، 20 ، 21 ، والصعوبات في تطوير النهج التي يمكن أن تكرر الأنشطة السكانية واقعية من الناحية الفسيولوجية في بسيطة في إعداد شريحة المختبرق، لفترة طويلة، تأخر الفحص التجريبي أكثر تفصيلا للقدرات الجوهرية للحصين والمناطق ذات الصلة لتوليد الذات التذبذبات ثيتا.
ومن الجوانب السلبية الهامة للمعيار في المختبر التجريبي شريحة رقيقة التجريبية هو أن التنظيم الخلوي 3D ومشبك من هياكل الدماغ وعادة ما يتعرض للخطر. وهذا يعني أنه لا يمكن دعم العديد من أشكال أنشطة الشبكات المتضافرة على أساس تجمعات الخلايا الموزعة مكانيا، والتي تتراوح بين المجموعات المحلية (نصف قطرها ≤1 ملم) لسكان الخلايا العصبية المنتشرة عبر واحد أو أكثر من مناطق المخ (> 1 مم). وبالنظر إلى هذه الاعتبارات، هناك حاجة إلى نوع مختلف من النهج لدراسة كيفية ظهور التذبذبات ثيتا في الحصين ونشرها إلى هياكل الانتاج القشرية والقشرية تحت القشرية ذات الصلة.
في السنوات الأخيرة، والتطور الأولي لل "كامل سيبتو الحصين" إعداد لدراسة إنتيرا ثنائي الاتجاهكتابات من اثنين من الهياكل 22 ، والتطور الذي أعقب ذلك من "الحصين معزولة" إعداد، كشفت أن تذبذبات ثيتا الجوهرية تحدث بشكل عفوي في الحصين تفتقر إلى المدخلات الإيقاعية الخارجية 23 . وتكمن قيمة هذه النهج في الرؤية الأولية التي مفادها أن الهيكل الوظيفي الكامل لهذه المناطق كان لا بد من الحفاظ عليه لكي يعمل كمولد إيقاع ثيتا في المختبر 22 .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وقد تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا للبروتوكولات والمبادئ التوجيهية التي وافقت عليها لجنة رعاية الحيوان جامعة ماكجيل والمجلس الكندي لرعاية الحيوان.
1. الحصين الحاد في إعداد المختبر
ملاحظة: عزل إعداد الحصين سليمة ينطوي على ثلاث خطوات رئيسية: (1) إعداد الحلول والمعدات، (2) تشريح الحصين و (3) إعداد نظام معدل نضح سريع اللازمة لتوليد التذبذبات ثيتا جوهرية. في هذا البروتوكول، والأداء في الوقت المناسب من الإجراءات - من تشريح لتسجيل - أهمية خاصة لأن الحصين معزولة يشكل مثل كثيفة، ولكن حساسة، وإعداد أن الحفاظ على الاتصال الوظيفي للهيكل في المختبر يتطلب عناية كبيرة. إعداد كل شيء مسبقا يضمن أن مستوى كاف من نضح متاح في أقرب وقت ممكن للحد من الخلية دأميج والحفاظ على وظيفة فسيولوجية.
- سوكروز الاصطناعي السائل الشوكي الدماغي (أسف) الحل
- إعداد 1X الأسهم حل السكروز لاستخدامها لتشريح وحضانة ما بعد تشريح. الجمع بين جميع المكونات المدرجة في الجدول 1 ، باستثناء كاكل 2 ، إلى 1 لتر من الماء منزوع الأيونات، وتخزينها في 4 درجات مئوية لمدة تصل إلى 2 أسابيع.
- حل أسف القياسية
- إعداد أسف القياسية لارتفاع معدل نضح تدفق الحصين معزولة خلال التسجيلات الكهربية. لجعل المركزة (5X) الأسهم أسف، حل جميع المكونات المدرجة في الجدول 2 ، باستثناء كاكل 2 ، في 2 لتر من الماء منزوع الأيونات وتخزينها في 4 درجات مئوية.
- إعداد المعدات
- قبل البدء في التشريح، إعداد منطقة مقاعد البدلاء مع علبة بلاستيكية مليئة الجليد (30 × 20 × 5 سم)، وخطوط أنابيب الكربوجين متصلة وثرإي الزجاج أطباق بتري (10 × 2 سم) (انظر الشكل 1 ).
- إضافة 300 مل من محلول السكروز (1X الأسهم) إلى كوب 500 مل، فقاعة مع الكربوجين (95٪ O 2 ، 5٪ كو 2 ) وإضافة كا 2 + [1.2 ملم].
- نقل 60 مل من محلول السكروز هذا إلى طبق بيتري الزجاج وترك في درجة حرارة الغرفة. وضع الباقي في الفريزر 4 درجة مئوية لمدة 10 - 15 دقيقة.
- فقاعة حل السكروز الجليد الباردة مع كاربوجين في جميع أنحاء تشريح.
- ملء طبق بتري الثاني (غرفة عقد الباردة) مع حل السكروز (4 درجة مئوية) والحفاظ على الجليد.
- إضافة 30 مل من محلول السكروز الجليد الباردة إلى كوب 50 مل.
2. كله الحصين تشريح
ملاحظة: طريقة لتشريح الحصين معزولة متطابقة أساسا إلى واحد وضعت ووصف في الأصل 22 ، ولكن مع تفاصيل إضافية والتغيرات المتعلقة بيمعدل رفوس وتقنيات التسجيل.
- تشريح الدماغ
- تخدير الماوس (P20 - 35) تحت غطاء الدخان مع منشفة ورقية صغيرة غارقة مع 1 مل من إيسوفلوران (100٪) التي تضاف إلى القفص.
- قطع رأس الماوس تخدير وغمر بسرعة الرأس في محلول السكروز الجليد الباردة (50 مل كوب، ~ 5 ق). نقل على منشفة ورقية.
- استخدام مشرط لجعل شق الجلد الإنسي (الذيلية إلى منقاري) ودفع الجلد على الجانبين لفضح الجمجمة.
- قطع فتح الجمجمة مع مقص صغير واستخدام ملعقة لاستخراج بسرعة الدماغ وإسقاطه في طبق بتري تحتوي على حل السكروز الجليد الباردة. السماح 1-2 دقيقة للدماغ لتبرد.
- في حين أن الدماغ يتعافى، إضافة 2 - 3 مل من محلول السكروز على ورقة عدسة تغطي بيتري (تشريح) طبق على الجليد.
- عزل الحصين
- وضع الدماغ على طبق تشريح في بوسيتيو تستقيمن.
- إزالة المخيخ والقشرة الأمامية مع شفرة حلاقة. قطع الدماغ في نصف على طول الطائرة ميدساجيتال وعودة نصف الكرة الأرضية معزولة إلى غرفة عقد. السماح 1-2 دقائق أخرى للاسترداد.
- مكان واحد هيميسكتد الدماغ تستقيم على طبق تشريح.
- تدوير الطبق حتى تواجه الهياكل ميدساجيتال المراقب والمخطط جزءا لا يتجزأ من مجمع الحاجز مرئية كما طبقة رقيقة على شكل كمثرى من الأنسجة الأمامية إلى المهاد.
- عقد الدماغ شقي نصبت ثابتة مع ميكروسباتولا ووضع نهاية صغيرة من ملعقة المغلفة بوليتيترافلوروإيثيلين (بتف) مباشرة وراء (الذيلية إلى) منطقة الحاجز.
- إدراج ملعقة المغلفة تحت الحاجز ونقل طرف أسفل حتى يتم التوصل إلى طبق تشريح. فصل الألياف التي تربط منطقة الحاجز كودالي. كرر نفس العملية على طول الحافة الأمامية للحاجز وقطع الألياف التي تصل إلى الجزء الأمامي من الدماغ.
- مع ملعقة تحمل برفق الجزء الداخلي من القشرة فوق الحصين فقط في وضع مستقيم، استخدم ميكروسباتولا لسحب بعناية أسفل المهاد، المهاد وبقية نوى جذع الدماغ. استخدام ملعقة لقطع وإزالة الأنسجة انسحب بعيدا.
- تحويل نصف الكرة معزولة على جانبها وتحديد الخطوط العريضة للحصين.
- إدراج المغلفة المغلفة في البطين الجانبي، تحت نهاية منقاري للحصين الظهرية.
- عقد الملعقة محاذاة أفقيا مع الطائرة ميدساجيتال من الدماغ تشبه نصفه والانزلاق من خلال كفاف السلس من جدران البطين حتى غيض يظهر كودالي.
- عقد ملعقة تحت الحصين واضغط برفق على الألياف ربط، على طول الطبقة الداخلية حيث ينضم الحصين مع القشرة المغطي. تطبيق ميكروسباتولا على الجانب الخارجي من هذه الطبقة والانزلاق ضد ملعقة المغلفة لشريحة من خلال ربط فايBERS.
- لاستكمال استخراج، وتناوب طبق تشريح وإدراج ملعقة المغلفة تحت الحصين البطني. عقد برفق داخل القشرة أضعاف مع ملعقة وقطع من خلال اتصالات إنتورهينال باستخدام حركة تشريح ضد ميكروسباتولا.
ملاحظة: مجمع سيبوهيبوكامبال كله يمكن إزالتها عن طريق وضع ملعقة المغلفة تحت الحصين بأكمله، وسحب الأنسجة الدماغ المتبقية من تحت. - بمجرد اكتمال العزلة، والحفاظ على الحصين يستريح على الطبق وإضافة قطرة من محلول السكروز الجليد الباردة للحفاظ على باردة. تقليم بعناية قبالة أي القشرة والألياف المتبقية وفصل الحصين من الحاجز عن طريق تطبيق بلطف شفرة حلاقة من خلال فورنيكس.
ملاحظة: إذا كان التسجيلات المشبك التصحيح هي التي يتعين القيام بها من الخلايا الهرمية (انظر القسم 4.6 السيطرة أوبتوجينيتيك)، الحصين معزولة يمكن قطع عرضية في زاوية 45 درجة لفضح طبقة هرمية من CA1 ("أنغلe- قص "إعداد)، دون المساومة على الدوائر الشبكة المحلية في الجزء المتبقي من الحصين. - نقل إعداد إلى حل درجة حرارة الغرفة السكروز والسماح لها استرداد لمدة 15 - 30 دقيقة قبل نقل إلى غرفة التسجيل.
3. إعداد الإرواء السريع لتسجيل الحصين معزولة
- إعداد نظام التغذية نضح الجاذبية لتمكين تدفق عالية السرعة المستمر من أكسف المؤكسج في 20-25 مل / دقيقة.
- إعداد أسف (1X) قوارير مقدما وتزجها في حمام الاحترار (~ 30 درجة مئوية) على الأقل 15 دقيقة قبل بدء التجربة. بدوره على خط نظام سخان الحل (30 درجة مئوية).
- استخدام بوبلرز الحوض وخطوط أنابيب متصلة خزان الكربوجين إلى أكسجين أسف طوال التجربة، وإضافة كاكل 2 [2 ملم] قبل بدء نضح.
- وقف تدفق أسف ونقل الحصين إلى غرفة تسجيل باستخدام واسعةنهاية ماصة الزجاج. السماح للتحضير المشبعة السكروز لتغرق وتستقر في الأسفل.
- وضع إعداد في وسط غرفة التسجيل (تمشيا مع مدخل مدخل محور) مع سطح أملس CA1 و سوب على القمة. استقرار الحصين مع أوزان صغيرة في الأطراف الحاجز والزماني وإعادة تدفق أسف.
4. الفيزيولوجيا الكهربية في الحصين معزولة
- تسجيل خارج الخلية من في المختبر التذبذبات الحصين ثيتا
- لرصد خارج الخلية من إمكانات الحقل المحلي (لفب) أو نشاط وحدة واحدة من الحصين معزولة في المختبر ، واستخدام ميكروبيبيتس الزجاج (1 - 3 MΩ) مليئة أسف. سجل إشارة منخفضة الضوضاء أس إشارة المجال المحتملة مع مكبر للصوت التصحيح المشبك من كسب X1000، على الانترنت الفرقة تمرير تصفية 0.1-500 هرتز ومعدل أخذ العينات من 5-20 كيلو هرتز.
ملاحظة: المجهر مخصص بنيت المستخدمة في هذا البروتوكولوقد تم تجهيز مع منخفضة ((2.5X) وارتفاع التكبير (40X) أهداف للعرض منخفضة التكبير من الحصين، وكذلك الأشعة تحت الحمراء المجهر الفيديو و إبيفلورزنس للتعرف على خلية واحدة. وتشمل مكونات هذا النظام المجهر مضان تستقيم، مكعبات مرشح مضان، وكاميرا الفيديو التناظرية والإطار الرقمي المنتزع مع برنامج التصوير، على مرحلة مخصصة غرفة نضح ( الشكل 2A ، أقحم ط) و ميكرومانيبولاتورس عالية الدقة لتسجيلات العصبية و الألياف البصرية التنسيب. - استخدام الكاميرا التي شنت على المجهر وتوصيلها إلى شاشة الكمبيوتر لتفقد إعداد الحصين تحت التكبير المنخفض (2.5X) والتحقق بسرعة أنه لا يوجد نقص أو تلف السطح الخارجي. يجب أن يكون الترتيب الموجه قطريا من الألياف ألفيوس على طول سطح أملس CA1 مرئية ( الشكل 2A ، أقحم الثاني) عندما مشرقة ضوء تنتقل من خلال هيبوكامصديد.
- استخدام منخفضة التكبير هدف واسع المجال لعرض الحصين معزولة ووضع أقطاب لفب في مواقع تسجيل محددة.
ملاحظة: ويوضح تخطيط إعداد الحصين معزولة مع أقطاب متعددة وضعت في مواقع تسجيل مختلفة في الشكل 2A . - خفض القطب لفب في الحمام حتى يلمس سطح (ألفيوس) من منطقة CA1.
ملاحظة: هذا عادة ما تنتج عابرة سريعة في تسجيل أس المقترنة مماثلة لما يحدث عندما يأتي القطب في اتصال مع وسائل الإعلام تسجيل. يمكن أن تكون شاشة الصوت مفيدة للاستماع إلى إشارة قناة لفب بعد هذه الخطوة.
ملاحظة: في كثير من الأحيان، والعلامات المبكرة للنشاط تظهر فقط بعد 10 - 15 دقيقة، وبالتالي فمن المهم عدم التقدم بسرعة في التحضير. إذا بعد هذه الفترة القطب لفب السطح لا يزال غير التقاط النشاط، تقدم أبعد قليلا إلى أسفل من خلال الطبقة أورينزوقفة بشكل دوري لمعرفة ما إذا كان أي شكل من أشكال النشاط تنشأ أثناء الاقتراب من طبقة الخلية الرئيسية. إذا لم يتم الكشف عن أي شيء بعد 5 - 10 دقائق أخرى، سحب بعناية القطب ووضعه في مكان آخر على نفس المنطقة. - دفع القطب لفب من خلال طبقة هرمية. لاحظ أن النشاط زيادة خارج الخلية زيادة في البداية كما تم الكشف عن وحدة واحدة التفريغ من الخلايا العصبية الفردية (ومعظمهم من الهرمية وخلايا سلة المثبطة). خفض القطب أكثر ونلاحظ أن تسلق يبدأ لتتلاشى مرة أخرى كما طرف يعبر إلى مشع. لاحظ أن التذبذب شبكة واضحة للعيان في نطاق ثيتا التردد (4-12 هرتز) يصبح واضحا ويصل إلى أقصى قدر من السعة (~ 100 - 300 μV) كما يتم تخفيض موقع التسجيل من خلال رادياتوم.
- لرصد خارج الخلية من إمكانات الحقل المحلي (لفب) أو نشاط وحدة واحدة من الحصين معزولة في المختبر ، واستخدام ميكروبيبيتس الزجاج (1 - 3 MΩ) مليئة أسف. سجل إشارة منخفضة الضوضاء أس إشارة المجال المحتملة مع مكبر للصوت التصحيح المشبك من كسب X1000، على الانترنت الفرقة تمرير تصفية 0.1-500 هرتز ومعدل أخذ العينات من 5-20 كيلو هرتز.
- ثيتا التذبذبات عبر منطقة واحدة
- لاختبار الخصائص المكانية للتذبذبات ثيتا عفوية عبر منطقة CA1، ضع غيض سفا المرجعي لفب القطب في موقع CA1 الإنسي (يقع وسطيا على طول محور سيبتو الزماني الطولية) وانخفاضه في راديتوم كما هو موضح سابقا.
- وضع القطب لفب الثاني في موقع CA1 (200 - 800 ميكرون الحاجز أو الزمانية من أول لفب) ومراقبة أن CA1 ثيتا التذبذبات يمكن مزامنة على مسافات كبيرة نسبيا.
- ثيتا التذبذبات عبر الطبقات
- لاختبار خصائص التذبذبات ثيتا عبر طبقات قرن آمون، وترك القطب المرجعي لفب في موقع راديتوم CA1. بدءا من مجرد فوق أوريينز الطبقة، وانخفاض القطب الثاني في طبقة الخلايا الهرمية، ومن خلال راديتوم. مراقبة انعكاس تدريجي للإشارة لفب (عكس المرحلة النسبية) عبر طبقة هرمية.
ملاحظة: للحصول على أمثلة تمثيلية لهذه الأنواع من النشاط، انظر الشكل 2B . أمثلة لملامح الصفح / العمق وكثافة المصدر الحالي (كسد) أناليسهو توضيح موقع الانعكاس المرحلة في الحصين معزولة قد نشرت سابقا 23 ، 24 ، 25 .
- لاختبار خصائص التذبذبات ثيتا عبر طبقات قرن آمون، وترك القطب المرجعي لفب في موقع راديتوم CA1. بدءا من مجرد فوق أوريينز الطبقة، وانخفاض القطب الثاني في طبقة الخلايا الهرمية، ومن خلال راديتوم. مراقبة انعكاس تدريجي للإشارة لفب (عكس المرحلة النسبية) عبر طبقة هرمية.
- تذبذبات غاما و ثيتا-غاما اقتران في الحصين سليمة
- وضع القطب الحقل في الحدود CA1 / سوب وخفضه حتى يجلس على واجهة بين الطبقات الهرمية والجزيئية. على هذا المستوى، يمكن تسجيل إمكانية الحقل عرض تذبذبات غاما واضحة مع التغيرات في السعة التي قفل الطور إلى إيقاع ثيتا المحلية 24 . ضبط التحجيم لمراقبة بطيئة مقياس الوقت من ثيتا-غاما اقتران. وتجدر الإشارة إلى أن رشقات غاما تحدث في نطاقين مختلفين من الترددات، يمكن الكشف عنهما من خلال ترشيح النطاق الترددي لإشارة لفب الجارية في المدى البطيء (25 - 50 هرتز) ونطاق غاما سريع (150 - 250 هز) (انظر الشكل 2C للممثل الذي تم تصفيته آثار).
- كامل خلية التصحيح المشبك تسجيل أثناء المختبر في التذبذب الحصين ثيتا
ملاحظة: في هذا الجزء من البروتوكول، والهدف من ذلك هو الحصول على بصريا الموجهة كله خلية التصحيح المشبك التسجيلات من إنتيرنيورونس المحددة في الحصين معزولة من الفئران المعدلة وراثيا بف-توم معربا عن البروتين الفلوري، تدتوماتو، تحت سيطرة المروج بف (ل مزيد من التفاصيل انظر المواد و المرجع 26 ).- استخدام مضان الفيديو المجهر مع انخفاض (2.5X) وارتفاع الطاقة (40X) التكبير لتصور إنتيرونيونس تدتوماتو إيجابية تقع بالقرب من سطح إعداد الحصين من بف-توم الماوس ( الشكل 3 ). لاحظ أنه على الرغم من الخلايا العصبية بف-توم يمكن تصور بنجاح وتستهدف التصحيح من خلال ألفيوس (تصل إلى 100 ميكرون)، ويمكن أيضا أن يتم الوصول إلى الخلايا الهرمية غير الفلورسنت بسهولة نسبيا عندما يتم إعداد الحصين مع تقنية زاوية قطع (انظر القسم 2.2.14 ملاحظة).
- تحت عرض التكبير منخفضة من الحصين، وضع القطب لفب في CA1 / سوب لمراقبة ثيتا التذبذبات أثناء التحضير للتجارب المشبك التصحيح.
- التبديل إلى التكبير 40X وتزج الهدف على المنطقة المستهدفة؛ خفضه حتى تصبح الطبقات العليا مرئية. التلاعب في موقف المجهر لضمان الوصول المفتوح كافية لماصة التصحيح نهج ماصة من الجانب الآخر.
- تحت المجهر مضان، حدد خلية الفلورسنت الفلورسنت توم ونهج مع ماصة التصحيح (2 - 3 MΩ) مليئة الحل داخل الخلايا القياسية.
- استخدام قطعة الفم لتطبيق الضغط الإيجابي الضوء على ماصة ورصد المقاومة كما يتم خفض القطب على الخلية. عندما يلتقي طرف الخلية المستهدفة، ومقاومة زيادة ماصة ويظهر ديمبل واضح كما يدفع الضغط الإيجابي على الغشاء. الافراج عن الضغط والتحقق من أن نبض الحالية تتسطح كما يبدأ ختم لتشكيل. على الفور كلأمبير إلى إمكانات فرط القطبية (-70 مف)، ومرة واحدة يتم تحقيق ختم G،، تمزق غشاء الخلية مع كمية صغيرة من الضغط السلبي تطبيقها من خلال حامل ماصة.
- مرة واحدة في تكوين خلية كاملة، ودراسة الخصائص الفسيولوجية للخلايا الكهروضوئية التي تم تحديدها خلال التذبذبات الحصين عفوية ( الشكل 3B ).
- لاحظ أن تسجيل الغشاء المحتمل داخل الخلايا من الخلايا الكهروضوئية يتميز بسلوك سريع الانسياب و رشقات من إمكانات العمل متزامنة مع إيقاع ثيتا CA1 / سوب المستمر.
- التبديل إلى الجهد المشبك وعقد الخلية في إمكانات غشاء مختلفة لتوصيف نسبة مثيرا مقابل مثبطات التيارات المشبكية المثبطة الناتجة عن النشاط الإيقاعي جوهري. ويرد مثال على تسجيل المشبك التصحيح من خلية هرمية في الشكل 3A للمقارنة.
- السيطرة أوبتوجينيتيك في الحصين معزولة ملاحظة: للتحكم أوبتوجينيتيك من نشاط شبكة الحصين، وتستخدم استراتيجية من نوع خلية محددة تنطوي على تفعيل الإيقاعي من الخلايا التي تحتوي على بف غابايرجيك هنا كما تم عرض هذه الخلايا للعب دورا رئيسيا في مزامنة السكان الخلية الرئيسية في الحصين معزولة 25 . ويتحقق التعبير الانتقائي من تشانترودوبسين 2 مثيرة (CHR2) في الخلايا الكهروضوئية من خلال عبور خط الفأر- بف كري مع الفئران تعبر بشكل أساسي CHR2 كري-ديبندنتلي (Ai32)، وبالتالي توليد الفئران بف-تشي. بدلا من ذلك، يبني ناقلات الفيروسية (على سبيل المثال ، أفدج-تشيتا-إيف) يمكن حقنه في الحصين من بف-كري أو بف-توم الفئران (P15-16) لدفع التعبير عن أوبسين مثير في CA1 / سوب إنتيرنيونس ( الشكل 4A ).
ملاحظة: تم وصف هذه الاستراتيجية سابقا 25 .- وضع القطب لفب في منطقة CA1 / سوب وتصحيح خلية هرمية القريبة في الحصين معزولةأمبوس، بسبب، أداة تعريف إنجليزية غير معروفة، الفأر، معبر، ال التعريف، بلو-ليت، حساس، حساس، أوبسين، CHR2، إلى داخل، بف، إنترنيورونس.
- وضع دليل ضوء الألياف البصرية (0،2-1 ملم قطر) فوق إعداد الحصين ومركز على المنطقة المسجلة. استخدام الضوء الأزرق (473 نانومتر) من مصدر ليد لتحفيز أوبتوجينيتيك، تتكون من نبضات الضوء (10-20 مللي ثانية، الناجمة عن إشارة الترانزستور الترانزستور المنطق) أو موجة جيبية أوامر الأوامر تسليمها في تيتا الترددات (4-12 هرتز).
ملاحظة: وقد وصفت ليد القائم على ضوء التحفيز التجمع في مكان آخر 25 . - التبديل إلى المشبك الحالي وتوصيف نشاط الهرمي خلال التذبذبات ثيتا عفوية.
- بدء بروتوكول التحفيز وتسجيل الاستجابات الخفيفة.وبالتأكد من أن التذبذبات الميدانية والنشاط متشابك في الخلايا العصبية المسجلة تصبح متزامنة على نحو متزايد خلال التحفيز أوبتوجينيتيك وأن سرعة الإيقاعي من الخلايا الكهروضوئية النتائج في السيطرة القوية على كل من الترددإنسي وقوة ثيتا التذبذبات ( الشكل 4 ).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يوضح هذا القسم أمثلة من النتائج التي يمكن الحصول عليها من خلال دراسة ثيتا التذبذبات في الماوس معزولة إعداد الحصين في المختبر . ويوضح الإجراء تشريح لاستخراج الحصين معزولة في الشكل 1 . باستخدام هذا التحضير، يمكن فحص التذبذبات ثيتا جوهري خلال وضع أقطاب الحقل متعددة، وتسجيل النشاط العام ومدخلات متشابك متزامنة للسكان العصبية في مناطق مختلفة وطبقات الحصين معزولة ( الشكل 2 ). يتم عرض النتائج ممثل من في وقت واحد خلية كاملة المشبك التصحيح والتسجيلات خارج الخلية لتوصيف خصائص اطلاق النار و متشابك أنواع الخلايا محددة خلال التذبذبات الحصين ثيتا عفوية ( الشكل 3 )، وكذلك خلال التلاعب أوبتوجينيتيك من النشاط الإيقاعي (g "> الشكل 4).
الشكل 1: إجراء تشريح لتحرير معزولة سليمة الحصين.
( أ ) نظرة عامة على الإعداد تشريح. أعلى اليمين: كاربوجيناتد الجليد الباردة حل محلول السكروز (1)؛ أسفل اليسار: علبة بلاستيكية مليئة الجليد (2) عقد طبق تشريح مغطاة ورقة العدسة (3)؛ غرفة عقد الباردة تحتوي على محلول السكروز (4)؛ ومجموعة من الأدوات الجراحية (5). ( ب ) عرض الدماغ الماوس قبل هيميسكتيون على طبق تشريح. ( ج ) استعادة الدماغ هيميسكتد في غرفة عقد الباردة وعرض التكبير (أقحم) من نصف الكرة الدماغية اليسرى قبل إدراج نهاية صغيرة من ملعقة المغلفة تحت الحاجز. ( د ) ملعقة المغلفة وضعت تحت الحصين معزولة، على طول منطقة CA1 / سوب، مع الدماغ المتبقيةيتم سحب الأنسجة من أسفل. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: تكوين الإعداد للتسجيل في المختبر ثيتا التذبذبات من إعداد الحصين سليمة في غرفة تسجيل المغمورة.
( أ ) يظهر الحصين معزولة مع تخطيط مناطق قرن آمون وأقطاب متعددة وضعت في أربعة مواقع تسجيل مختلفة وزعت سيبوتيمبورالي (المشار إليها من قبل النجمة البيضاء). في رأي منصة غرفة التسجيل هو مبين أعلاه (أقحم ط)، يشار إلى مدخل ومخرج لتدفق سريع نضح بالأرقام (1، 2). في الصورة الموسع للحصين هو مبين أدناه (إنزيت إي)، يتم وضع قطب واحد في منتصف سيبوتيمبورال CA1 والألياف من ألفيوس مرئية بسهولة، تشغيل قطريا نحو المنهاج. S: الحاجز، T: الزماني، و / فكس: فيمبريا-فورنيكس. ( ب ) التمثيل التخطيطي لتنظيم طبقات CA1 مع آثار تمثيلية لفب سجلت في وقت واحد من الطبقة أوريينز (الرمادي) وطبقة مشع (أسود). لاحظ المرحلة مقلوب من الإشارات بين الطبقتين. ألف: الطبقة ألفيوس، بيأر: الطبقة بيراميدال، سر: الطبقة راديتوم. سلم: طبقة لاكونوسوم مولكولار. ( ج ) مثال لتتبع لفب يظهر تذبذب ثيتا عفوية مسجل من منطقة CA1 / سوب (مقطع 20 ثانية) وشريحتين موسعتين (أدناه) من إشارة لم تتم تصفيتها؛ باند-باس المصفاة للترددات ثيتا (0.5 - 12 هرتز)؛ غاما بطيئة (25 - 55 هرتز)؛ و غاما بسرعة (125 - 250 هرتز). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
er.within الصفحات = "1"> 
الشكل 3: خلية من نوع نشاط محدد من الخلايا الهرمية و بف إنترنيورون خلال التذبذبات ثيتا عفوية في إعداد الحصين سليمة من بف-توم الماوس.
( أ ) نشاط متشابك سجلت من خلية هرمية خلال ثيتا التذبذبات. آثار الحالي المشبك (اللوحة اليسرى) تظهر عفوية ولكن لا اطلاق النار الإيقاعي في بقية، وإمكانات ما بعد المشبك المثبطة (إيبس) التي لم تكن متزامنة بشكل واضح مع التذبذب لفب ببطء الناشئة. تسجيلات الجهد المشبك (اللوحة اليمنى) تبين أن التيارات المشبكية بعد المثبطة المقابلة (إيبسس) لديها إمكانية انعكاس حول -70 مف. ( ب ) النشاط المتشابك المسجلة من الفلورسنت الفلورسنت الفلورسنت السريع خلال التذبذبات ثيتا. في المشبك الحالي (يسار)، كانت هذه الخلية تنفجر بشكل تلقائي في بقية، وكان مدفوعة بقوة من قبل إثارة إيقاعي بوإمكانات ستسينابتيك (إبس) التي كانت المرحلة مؤمن مع التذبذب لفب مستقرة. في تسجيلات الجهد المشبك (يمين)، كان احتمال الانتكاس الحالي بوستسينابتيك الحالي حوالي 0 مف. الرسوم التخطيطية على رأس تظهر الإعداد التجريبي جنبا إلى جنب مع وضع الأقطاب التصحيح والميدان في CA1 / سوب وعالية (40X) صور التكبير من الخلايا الهرمية المسجلة الفلورسنت الفلورسنت بف إنترنيورون. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: إمكانات المجال المحلي والتسجيلات المشبك التصحيح في وقت واحد من واحد CA1 / سوب الخلايا العصبية الهرمية والخلايا الكهروضوئية خلال عفوية و أوبتوجينيتيكالي يحركها التذبذبات ثيتا في الحصين معزولة.
( أ) ب ) توصيف الخلايا العصبية الهرمية تظهر نموذجية سبايكينغ (رس) خصائص (أعلى) وتكبير عالية (40X) صورة من الخلية المسجلة (أسفل). ( ج ) عينة تسجيل المشبك الحالي للخلية نفسها في احتمال غشاء ديبولاريزد (أسود) جنبا إلى جنب مع إشارة لفب (الرمادي) وتظهر إيبس متزامن إيقاع أثناء التذبذب التلقائي (يسار) وأثناء ثيتا تردد (6 هرتز) التحفيز الضوء ( حق). يتم تصوير نمط التحفيز الضوئي (التظليل الأزرق) على أعلى آثار الجهد. ( د ) الطيفية وأطياف السلطة من الموجي لفب قبل وأثناء وبعد 6 هرتز محاكاة الضوء (خط الأساس، والحفز، آخر). ( ه ) التكبير المنخفض مشرق الميدان وصور مضان من عزلةإعداد الحصين تظهر مضان إيف (باللون الأخضر) المترجمة في منطقة CA1 / سوب. ( و ) توصيف الخطوات الحالية التي تبين سلوك سريع التسرب (فس) مسجل بف-توم إنترنيورون (40X مضان الصورة أدناه). ( ز ) تسجيل الغشاء المحتملة تظهر إيبسس كبيرة وإطلاق النار الإيقاعي من الخلايا الكهروضوئية المسجلة متزامنة مع إشارة لفب خلال التذبذب الميداني العفوي (يسار) وخلال التحفيز الضوء (يمين) في 3 هرتز. ( ح ) المتوسطات الحقلية المحولة (فتا) للموجات فوق الصوتية الكهروضوئية على إشارة CA1 / سوب لفب. تم تحويل تصريف الخلايا الكهروضوئية على تجارب متعددة (تركز على قمم لفب) إلى اتفاقية التجارة الحرة من المسامير المسجلة خلال التذبذب التلقائي (خط الأساس) وخلال التحفيز الضوء (التحفيز). الرسوم البيانية المتوسطة والسفلى تظهر المؤامرات النقطية من المسامير وارتفاع الرسم البياني الاحتمالات (يظهر احتمال متوسط باللون الأحمر). الرسوم البيانية العليا تظهر المؤامرات من متوسط إشارة لفب التي زادت في السلطة خلال ليغهت التحفيز بالتوازي مع إطلاق متزامن للغاية من الخلايا الكهروضوئية مرحلة مقفلة إلى ذروة التذبذب لفب. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| سوكروز سولوتيون (1X) ل هيبوكامبوس المعزولة | |||
| (حل الأسهم) | |||
| مركب | MW | كونك النهائي. (ملم) | المبلغ 1 لتر (ز) |
| سكر القصب | 342.3 | 252 | 86.26 جم |
| ناهكو 3 | 84.01 | 24 | 2.020 جم |
| جلوكوز | 180.2 | 10 | |
| بوكل | 74.55 | 3 | 0.223 جم |
| مغسو 4 | 120.4 | 2 | 0.241 جم |
| ناه 2 بو 4 | 120 | 1.25 | 0.150 جم |
| كاكل 2 .2H2O [1 M] الأسهم | 147 | 1.2 | 120 ميكرولتر / 0.1 لتر * |
| * إضافة 360 ميكرولتر كاكل 2 [1 M] ل 0.3 L محلول السكروز المؤكسج | |||
| الرقم الهيدروجيني = 7.4 عندما أكسجين، أوسم 310 - 320 | |||
الجدول 1.
| معيار أسف سولوتيون (5X) ل بيرفوسيون | |||
| (حل الأسهم) | |||
| مركب | MW | كونك النهائي. (ملم) | مبلغ 2 لتر 5X |
| كلوريد الصوديوم | 58.44 | 126 | 73.6 |
| ناهكو 3 | 84.01 | 24 | 20.2 |
| جلوكوز | 180.2 | 10 | 18 |
| بوكل | 74.55 | ♦ 4.5 | 3.355 |
| مغسو 4 | 120.4 | 2 | 2.41 |
| ناه 2 بو 4 | 120 | 1.25 | 1.5 |
| أسكوربات | 176.1 | 0.4 | 0.705 |
| كاكل 2 .2H2O [1 M] الأسهم | 147 | 2 | 2 مل / لتر * |
| * إضافة 2 مل كاكل 2 [1 م] ل 1 L أسف (1X) حل الأوكسجين | |||
| الرقم الهيدروجيني = 7.4 عندما أكسجين، أوسم 310 - 320 | |||
| ♦ يستخدم قليلا [K + ] س لهذا الحل أسف (مقارنة أسف العادي 2.5 ملي بوكل) لزيادة استثارة شبكات الحصين وتسهيل ظهور التذبذبات ثيتا. | |||
الجدول 2.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في حين التسجيلات الكهربية من شرائح الحصين الحاد تشكل معيارا في تقنية المختبر ، والأساليب المعروضة هنا تختلف اختلافا كبيرا عن النهج الكلاسيكي. على عكس الاستعدادات شريحة رقيقة حيث طبقات خلية محددة مرئية على السطح ويمكن فحصها مباشرة، الاستعدادات الحصين سليمة هي أقرب إلى تكوينات الجسم الحي حيث يتم خفض الأقطاب في مناطق الدماغ المستهدفة أثناء عبور من خلال طبقات فردية. يتم الحفاظ على سلامة الحصين جنبا إلى جنب مع الاتصال الوظيفي وخصائص السكان العصبية المحلية. وهذا يوفر أداة معقدة وقوية للتحقيق في التذبذبات الشبكة الصغيرة والكبيرة في الحصين. على سبيل المثال، فإن الجمع بين الدوائر مسبقة الدفع والخلية من نوع خصائص محددة في الشبكة تنتج بشكل جوهري وعفوية ولدت ثيتا إيقاعي وتذبذبات غاما التي تحاكي السمات الهامة لل هيبوكامبال النشاط في الجسم الحي . باستخدام الطرق المعروضة في هذا البروتوكول، يمكن استخراج الحصين بسرعة من الدماغ القوارض وتبقى قابلة للحياة لعدة ساعات في بيئة أسف المتدفقة بسرعة. يتم تطبيق التقنيات الكهربية الأساسية بسهولة للتحقيق في كيفية نشاط متزامن وظيفة متشابك من أنواع الخلايا العصبية محددة تؤثر ديناميات الحصين.
وقد وفرت إجراءاتنا الفرصة الأولى لاستكشاف منهجيات ديناميكية التذبذبات المحتملة في المجال المحلي عبر محور سيبتو-تيمبورال كامل (الحصان البطني) للحصين في المختبر (انظر المراجع 22 و 23 و 24 و 25 و 26 و 27 و 28 ). على الشبكة ومستويات الفسيولوجية، ويحافظ على إعداد سليمة: 1) سينا وظيفيةالتفاعلات القطبية بين الخلايا المطلوبة لدعم موثوق التذبذبات الشبكة الجوهرية مع نطاق التردد والملف الشخصي للموجات ثيتا في الجسم الحي ، 2) التغيير الحاد في المرحلة النسبية من ثيتا التذبذب على مستوى الطبقة بيراميدال، 3) التوزيع المكاني واتساق ثيتا التذبذب في الحصين وتفاعلها مع إيقاعات تردد غاما المحلية، 4) العلاقة السعة الاتساع من ثيتا / موجات غاما و 5) جمعية زمنية محددة من الخلية الرئيسية وإطلاق إنتيرنيورون مع التذبذبات المحتملة ثيتا الحقل.
في حين أن عدم وجود مدخلات خارجية للحصين قد تظهر كقيود على تقنية، كما أنه يسمح لدراسة الديناميات الداخلية للحصين بطريقة لا يمكن القيام به في الجسم الحي . وبالإضافة إلى ذلك، يمكن محاكاة المدخلات الخارجية عن طريق التحفيز أوبتوجينيتيك من محطات الألياف محددة ومسارات وارد. الاستعدادات سليمة توفر إمكانيات جديدة للدراسةوكيف تنتشر أنشطة الشبكة وتتفاعل في الشبكات الواسعة النطاق التي تشمل الحصين والهياكل الأخرى المتصلة. على هذا النحو، أحد التطبيقات الرئيسية للتقنية سليمة سليمة هو التحقيق في الربط الشبكي وظيفية داخل أو بين مناطق الدماغ. وبالتالي فإن استخدام الحصين في المختبر سليمة لا ينبغي أن يوفر فقط المزيد من المعلومات عن خصائص الخلوية والشبكة للحصين، ولكن أيضا تسليط الضوء على كيفية تفاعل هذه على شكل تجهيز والتكامل وتوليد المعلومات داخل الدماغ.
إن التذبذبات الشبكية الإيقاعية التي تشرك الإشارات الكهروكيميائية المنسقة لفرق الخلايا العصبية الكبيرة تعمل كآلية مركزية لترميز وتخزين ونقل المعلومات داخل وعبر مناطق الدماغ. ويعتقد أن التذبذبات الحصين حاسمة لمعالجة المعلومات المكانية الزمانية، والترميز، والذاكرة. على العكس من ذلك، يعتقد أن ضعف الحصين الكامنة وراء اضطرابات النجاحح مرض الزهايمر والفصام، والتي ترتبط مع أنماط التذبذب تغير 29 . على هذا النحو، فإن دراسة التذبذبات الحصين ولدت الذاتي باستخدام الاستعدادات الحصين سليمة أصبحت وسيلة متجددة لتوضيح الخصائص الأساسية من وظيفة الجهاز العصبي والخلل الوظيفي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
لا يعلن المؤلفون أي مصالح تجارية أو مالية متنافسة.
Acknowledgments
وقد دعم هذا العمل المعاهد الكندية للبحوث الصحية والعلوم الطبيعية.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagents | |||
| Sodium Chloride | Sigma Aldrich | S9625 | |
| Sucrose | Sigma Aldrich | S9378 | |
| Sodium Bicarbonate | Sigma Aldrich | S5761 | |
| NaH2PO4 - sodium phosphate monobasic | Sigma Aldrich | S8282 | |
| Magnesium sulfate | Sigma Aldrich | M7506 | |
| Potassium Chloride | Sigma Aldrich | P3911 | |
| D-(+)-Glucose | Sigma Aldrich | G7528 | |
| Calcium chloride dihydrate | Sigma Aldrich | C5080 | |
| Sodium Ascorbate | Sigma Aldrich | A7631-25G | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Standard Dissecting Scissors | Fisher Scientific | 08-951-25 | brain extraction |
| Scalpel Handle #4, 14 cm | WPI | 500237 | brain extraction |
| Filter forceps, flat jaws, straight (11 cm) | WPI | 500456 | brain extraction |
| Paragon Stainless Steel Scalpel Blades #20 | Ultident | 02-90010-20 | brain extraction |
| Fine Point Curved Dissecting Scissors | Thermo Fisher Scientific | 711999 | brain extraction |
| Teflon (PTFE) -coated thin spatula | VWR | 82027-534 | hippocampal preparation |
| Hayman Style Microspatula | Fisher Scientific | 21-401-25A | hippocampal preparation |
| Lab spoon | Fisher Scientific | 14-375-20 | hippocampal preparation |
| Borosilicate Glass Pasteur Pipets | Fisher Scientific | 13-678-20A | hippocampal preparation |
| Droper | Fisher Scientific | hippocampal preparation | |
| Razor blades Single edged | VWR | 55411-055 | hippocampal preparation |
| Lens paper (4 x 6") | VWR | 52846-001 | hippocampal preparation |
| Glass petri dishes (100 x 20 mm) | VWR | 25354-080 | hippocampal preparation |
| Plastic tray for ice; size 30 x 20 x 5 cm | n.a. | n.a. | hippocampal preparation |
| Single Inline Solution Heater | Warner Instruments | SH-27B | perfusion system |
| Aquarium air stones for bubbling | n.a. | n.a. | perfusion system |
| Tygon E-3603 tubing (ID 1/16 OD 1/8) | Fisherbrand | 14-171-129 | perfusion system |
| Electric Skillet | Black & Decker | n.a. | perfusion system |
| 95% O2/5% CO2 gas mixture (carbogen) | Vitalaire | SG466204A | perfusion system |
| Glass bottles/flasks (4 x 1 L) | n.a. | n.a. | perfusion system |
| Submerged recording Chamber | custom design (FM) | n.a. | Commercial alternative may be used |
| Glass pipettes (1.5/0.84 OD/ID (mm) ) | WPI | 1B150F-4 | electrophysiology |
| Hum Bug 50/60 Hz Noise Eliminator | Quest Scientific | Q-Humbug | electrophysiology |
| Multiclamp 700B patch-clamp amplifier | Molecular devices | MULTICLAMP | electrophysiology |
| Multiclamp 700B Commander Program | Molecular devices | MULTICLAMP | electrophysiology |
| Digital/Analogue converter | Molecular devices | DDI440 | electrophysiology |
| PCLAMP10 | Molecular devices | PCLAMP10 | electrophysiology |
| Vibration isolation table | Newport | n.a. | electrophysiology |
| Micromanipulators (manually operated ) | Siskiyou | MX130 | electrophysiology (LFP) |
| Micromanipulators (automated) | Siskiyou | MC1000e | electrophysiology (patch) |
| Audio monitor | A-M Systems | Model 3300 | electrophysiology |
| Micropipette/Patch pipette puller | Sutter | P-97 | electrophysiology |
| Custom-built upright fluorescence microscope | Siskiyou | n.a. | Imaging |
| Analogue video camera | COHU | 4912-2000/0000 | Imaging |
| Digital frame grabber with imaging software | EPIX, Inc | PIXCI-SV7 | Imaging |
| Olympus 2.5X objective | Olympus | MPLFLN | Imaging |
| Olympus 40X water immersion objective | Olympus | UIS2 LUMPLFLN | Imaging |
| Custom-made Light-Emitting Diode (LED) system | custom | n.a. | optogenetic stimulation (Amhilon et al., 2015) |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Animals | |||
| PV::Cre (KI) mice | Jackson Laboratory | stock number 008069 | Allow Cre-directed gene expression in PV interneurons |
| Constitutive-conditional Ai9 mice (R26-lox-stop-lox-tdTomato (KI)) | Jackson Laboratory | stock number 007905 | Express TdTomato following Cre-mediated recombination |
| Ai32 mice (R26-lox-stop-lox-ChR2(H134R)-EYFP | Jackson Laboratory | stock number 012569 |
Express the improved channelrhodopsin-2/EYFP fusion protein following exposure to Cre recombinase |
| PVChY mice | In house breeding | n.a. | Offspring obtained from cross-breeding the PV-Cre line with Ai32 mice (R26-lox-stop-lox-ChR2(H134R)-EYFP |
References
- Buzsaki, G. Theta rhythm of navigation: link between path integration and landmark navigation, episodic and semantic memory. Hippocampus. 15 (7), 827-840 (2005).
- Sanders, H., Renno-Costa, C., Idiart, M., Lisman, J. Grid Cells and Place Cells: An Integrated View of their Navigational and Memory Function. Trends Neurosci. 38 (12), 763-775 (2015).
- O'Keefe, J., Recce, M. L. Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm. Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).
- Winson, J. Loss of hippocampal theta rhythm results in spatial memory deficit in the rat. Science. 201 (4351), 160-163 (1978).
- M'Harzi, M., Jarrard, L. E. Strategy selection in a task with spatial and nonspatial components: effects of fimbria-fornix lesions in rats. Behav Neural Biol. 58 (3), 171-179 (1992).
- Osipova, D., et al. Theta and gamma oscillations predict encoding and retrieval of declarative memory. J Neurosci. 26 (28), 7523-7531 (2006).
- Stumpf, C., Petsche, H., Gogolak, G. The significance of the rabbit's septum as a relay station between the midbrain and the hippocampus. II. The differential influence of drugs upon both the septal cell firing pattern and the hippocampus theta activity. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 14, 212-219 (1962).
- Mitchell, S. J., Ranck, J. B. Generation of theta rhythm in medial entorhinal cortex of freely moving rats. Brain Res. 189 (1), 49-66 (1980).
- Alonso, A., Garcia-Austt, E. Neuronal sources of theta rhythm in the entorhinal cortex of the rat. I. Laminar distribution of theta field potentials. Exp Brain Res. 67 (3), 493-501 (1987).
- Vertes, R. P., Kocsis, B. Brainstem-diencephalo-septohippocampal systems controlling the theta rhythm of the hippocampus. Neuroscience. 81 (4), 893-926 (1997).
- Bland, B. H., Colom, L. V., Konopacki, J., Roth, S. H. Intracellular records of carbachol-induced theta rhythm in hippocampal slices. Brain Res. 447 (2), 364-368 (1988).
- Cobb, S. R., Buhl, E. H., Halasy, K., Paulsen, O., Somogyi, P. Synchronization of neuronal activity in hippocampus by individual GABAergic interneurons. Nature. 378 (6552), 75-78 (1995).
- Williams, J. H., Kauer, J. A. Properties of carbachol-induced oscillatory activity in rat hippocampus. J Neurophysiol. 78 (5), 2631-2640 (1997).
- Chapman, C. A., Lacaille, J. C. Cholinergic induction of theta-frequency oscillations in hippocampal inhibitory interneurons and pacing of pyramidal cell firing. J Neurosci. 19 (19), 8637-8645 (1999).
- Strata, F. Intrinsic oscillations in CA3 hippocampal pyramids: physiological relevance to theta rhythm generation. Hippocampus. 8 (6), 666-679 (1998).
- Kocsis, B., Bragin, A., Buzsaki, G. Interdependence of multiple theta generators in the hippocampus: a partial coherence analysis. J Neurosci. 19 (14), 6200-6212 (1999).
- Fellous, J. M., Sejnowski, T. J. Cholinergic induction of oscillations in the hippocampal slice in the slow (0.5-2 Hz), theta (5-12 Hz), and gamma (35-70 Hz) bands. Hippocampus. 10 (2), 187-197 (2000).
- Gillies, M. J., et al. A model of atropine-resistant theta oscillations in rat hippocampal area CA1. J Physiol. 543 (Pt 3), 779-793 (2002).
- Gloveli, T., et al. Orthogonal arrangement of rhythm-generating microcircuits in the hippocampus. Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (37), 13295-13300 (2005).
- Konopacki, J., Eckersdorf, B., Kowalczyk, T., Golebiewski, H. Firing cell repertoire during carbachol-induced theta rhythm in rat hippocampal formation slices. Eur J Neurosci. 23 (7), 1811-1818 (2006).
- Hajos, N., et al. Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply. Eur J Neurosci. 29 (2), 319-327 (2009).
- Manseau, F., Goutagny, R., Danik, M., Williams, S. The hippocamposeptal pathway generates rhythmic firing of GABAergic neurons in the medial septum and diagonal bands: an investigation using a complete septohippocampal preparation in vitro. J Neurosci. 28 (15), 4096-4107 (2008).
- Goutagny, R., Jackson, J., Williams, S. Self-generated theta oscillations in the hippocampus. Nat Neurosci. 12 (12), 1491-1493 (2009).
- Jackson, J., Goutagny, R., Williams, S. Fast and slow gamma rhythms are intrinsically and independently generated in the subiculum. J Neurosci. 31 (34), 12104-12117 (2011).
- Amilhon, B., et al. Parvalbumin Interneurons of Hippocampus Tune Population Activity at Theta Frequency. Neuron. 86 (5), 1277-1289 (2015).
- Huh, C. Y., et al. Excitatory Inputs Determine Phase-Locking Strength and Spike-Timing of CA1 Stratum Oriens/Alveus Parvalbumin and Somatostatin Interneurons during Intrinsically Generated Hippocampal Theta Rhythm. J Neurosci. 36 (25), 6605-6622 (2016).
- Gu, N., et al. NMDA-dependent phase synchronization between septal and temporal CA3 hippocampal networks. J Neurosci. 33 (19), 8276-8287 (2013).
- Jackson, J., et al. Reversal of theta rhythm flow through intact hippocampal circuits. Nat Neurosci. 17 (10), 1362-1370 (2014).
- Gonzalez-Burgos, G., Lewis, D. A. GABA neurons and the mechanisms of network oscillations: implications for understanding cortical dysfunction in schizophrenia. Schizophr Bull. 34 (5), 944-961 (2008).
