Visualisation des Modules corticales dans cortex mammifère aplatie
Summary
Cet article décrit une méthodologie détaillée pour obtenir aplaties sections tangentielles des cortex mammifère et visualiser les modules corticales en utilisant histochimiques et méthodes immunohistochimiques.
Abstract
Le cortex du cerveau chez les mammifères est parcellated en sous-structures distinctes ou modules. Corticales modules généralement se positionner parallèles à la fiche corticale et peuvent être délimités par certaines méthodes histochimiques et immunohistochimiques. Dans cette étude, nous mettons en évidence une méthode pour isoler le cortex du cerveau chez les mammifères et aplatir pour obtenir parallèle de sections à la fiche corticale. Nous avons en outre point culminant choisi histochimiques et méthodes immunohistochimiques pour traiter ces aplati sections tangentielles pour visualiser les modules corticales. Dans le cortex somatosensoriel de divers mammifères, nous effectuons l’histochimie cytochrome oxydase pour révéler des cartes de corps ou corticales modules représentant les différentes parties du corps de l’animal. Dans le cortex entorhinal médial, une zone où les cellules de la grille sont générés, nous utilisons des méthodes immunohistochimiques pour mettre en évidence des modules de neurones génétiquement déterminés qui sont disposées en forme de grille dans la fiche corticale chez plusieurs espèces. Dans l’ensemble, nous fournissons un cadre pour isoler et préparer schichtweisen aplati sections corticales et visualiser les modules corticales en utilisant histochimiques et méthodes immunohistochimiques dans une grande variété de mammifères cerveaux.
Introduction
Certains des changements plus importants dans la structure du cerveau dans la phylogénie peuvent être observée dans le cortex cérébral. Malgré les différences significatives, le cortex des animaux suit un modèle commun et peut être largement divisé de deux manières distinctes, par couches et domaines1. Les couches corticales se positionner parallèles à la surface du cerveau et varient en nombre de 3 couches en cortex Reptilien2 à 6 couches de mammifère cortex1. Aires corticales sont quant à eux des régions distinctes du cortex qui correspondent en grande partie aux fonctionnalités distinctes, par exemple, le cortex somatosensoriel est impliqué dans la sensation de toucher ou le cortex visuel dans le traitement des entrées visuelles. Ces aires corticales peuvent souvent être subdivisés en3modules ou correctifs, qui répètent régulièrement les structures anatomiques, trouves essentiellement parallèles à la surface pial du cerveau. Modules corticales peuvent être limités à un calque particulier4ou étendent à travers plusieurs couches5.
Méthodes standard de sectionnement du cerveau impliquent sections perpendiculaires à la surface du cerveau, comme coronale ou sagittal. Alors que ces méthodes peuvent être utilisées pour visualiser les modules corticales, une multitude de fonctionnalités intéressantes peut être révélée lorsque les modules corticales sont visualisées tangentiellement, dans un plan parallèle à la surface du cerveau. Par exemple, modules somatosensoriels dans le cerveau de rongeur qui représentent les moustaches, apparaissent comme des barils quand visualisé perpendiculairement à la surface du cerveau, et donc les régions tirent le cortex de baril de nom. Cependant, sur la visualisation des barriques dans une orientation tangentielle, ils révèlent une moustache-carte, avec les barils étant disposées dans une orientation topographique la disposition exacte des moustaches à la surface externe de la mise en miroir. Dans certains cas, arrangement modulaire a même échappé de détection pendant une longue période, lorsque visualisé de manière non-tangentielle. Le cortex entorhinal médial, est connu pour la présence de cellules de la grille, les neurones qui se déclenchent selon un arrangement hexagonal régulier lorsqu’un animal parcourt un environnement. Même si c’est une zone fortement étudiée, jusqu’à récemment, la présence de plaques ou de modules de cellules dans le cortex entorhinal médial, qui sont physiquement disposées dans un arrangement hexagonal6, avait échappé à détection. La présence et l’arrangement de ces modules, dans le cerveau de rat, a été facilitée par des sections tangentielles du cortex entorhinal médial et étudie la cytoarchitecture de manière layer-wise.
À la suite de sectionnement, l’aspect particulier de la visualisation des modules corticales aussi peut être réalisé que de multiples façons. Classiquement, des études ont délimité des modules basés sur des cellules densité ou fibre mise en page1. Une autre méthode populaire est l’utilisation de la cytochrome oxydase histochimie, qui révèle des zones d’activité supérieur8. Des approches plus récentes incluent regardant des types de cellules génétiquement déterminée, distinguées sur la base de leur protéine expression profils6,8.
Dans cette étude, nous mettons en évidence les méthodes pour isoler le cortex du cerveau chez les mammifères, obtenir des sections tangentielles aplaties et visualiser les corticales modules basés sur la cytochrome oxydase histochimie et immunohistochimie de protéines spécifiques de type cellulaire.
Protocol
Representative Results
Discussion
Modularité dans le cortex cérébral a été identifiée à l’aide d’une variété de techniques. Les premiers modules corticale études généralement identifiés en soit visualisant cellulaires denses régions, ou l’absence de fibres1. Les méthodes suivantes ont utilisé la présence de faisceaux dendritiques24, afférences d’une région donnée25ou enrichissement des neurotransmetteurs26. Nous démontrons ici deux…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par Humboldt Universität zu Berlin, Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlin, le Centre allemand pour les maladies neurodégénératives (DZNE), le ministère fédéral allemand de l’éducation et la recherche (BMBF, Förderkennzeichen 01GQ1001A), NeuroCure et la Gottfried Wilhelm Leibniz prize de la DFG. Nous remercions Shimpei Ishiyama d’excellent graphisme et Juliane Diederichs excellente assistance technique.
Materials
| Cytochrome oxidase staining | |||
| Cytochrome c from equine heart | Sigma-Aldrich | C2506 | |
| 3,3'Diaminobenzidine tetrahydrochloride hydrate | Sigma-Aldrich | D5637 | |
| D(+)-Saccharose | Carl Roth | 4621.1 | |
| Ammonium nickel(II) sulfate hexahydrate | Sigma-Aldrich | A1827 | |
| HEPES | Carl Roth | 9105.4 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Antigen retrieval | |||
| Trisodium citrate dihydrate | Sigma-Aldrich | S1804 | |
| Citric acid monohydrate | Sigma-Aldrich | C1909 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Phosphate buffer/phosphate-buffered saline/prefix/PFA | |||
| Potassium dihydrogen phosphate | Carl Roth | 3904.2 | |
| Sodium chloride | Carl Roth | 9265.1 | |
| Di-Sodium hydrogen phosphate dihydrate | Carl Roth | 4984.3 | |
| Paraformaldehyde | Carl Roth | 0335.3 | |
| TRITON-X 100 | Carl Roth | 3051.3 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Immunohistochemistry | |||
| Calbindin D-28k puriefied from chicken gut, Mouse monoclonal | Swant | RRID: AB_10000347 | |
| Calbindin D-28k from recombinant rat calbindin D-28k, Rabbit polyclonal | Swant | RRID: AB_10000340 | |
| Albumin Fraction V, biotin free | Carl Roth | 0163.4 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Mounting or freezing media | |||
| Fluoromount (immunofluorescence) | Sigma-Aldrich | F4680 | |
| Eukitt (histochemistry) | Sigma-Aldrich | 03989 | |
| Tissue freezing medium | Leica Biosystems | NC0696746 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Alcohol dehydration | |||
| Ethanol 100% | Carl Roth | 9065.3 | |
| Ethanol 96% | Carl Roth | P075.3 | |
| 2-Propanol | Carl Roth | 6752.4 | |
| Xylene substitute | Fluka | 78475 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Devices/tools | |||
| Microm HM 650V | Thermo Scientific | ||
| Jung RM2035 | Leica Biosystems | ||
| Dumont #55 Forceps – Inox | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| Dumont #5 Forceps – Inox Biology Tip | Fine Science Tools | 11252-30 | |
| Dumont #5SF Forceps – Inox Super Fine Tip | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Bone Shears – 24 cm | Fine Science Tools | 16150-24 | |
| Friedman Rongeur | Fine Science Tools | 16000-14 | |
| Blunt Scissors | Fine Science Tools | 14000-18 | |
| Surgical Scissors – Large Loops | Fine Science Tools | 14101-14 | |
| Surgical Scissors – Sharp-Blunt | Fine Science Tools | 14001-13 | |
| Fine Iris Scissors | Fine Science Tools | 14094-11 |
References
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