Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Bir cam Optrode uyanık farelerde nöronal türüyle Optogenetics tanımlaması

Published: June 28, 2018 doi: 10.3791/57781

Summary

Bu eser bir optogenetic tek-unit güvenilir özel yapım cam optrode kullanarak uyanık bir fareden kayıt gerçekleştirmek için bir yöntem sunar.

Abstract

Ne kadar farklı nörolojik büyük bir sorundur neurons tür sinir devrelerinde çalışmak. Optogenetics son gelişmeler içinde vivo elektrofizyolojik deneylerde geniş beyin bölgelerinde nöronal tipinin tanımlanması etkinleştirdiniz. Optogenetics deneylerde kayıt siteye ışık sağlamak için önemlidir. Ancak, bu kez stimülasyon ışık derin beyin bölgeleri beynin yüzeyden teslim etmek zordur. Özellikle, stimülasyon ışık kez kayıtları uyanık hayvan modelinde olduğu gibi beyin yüzey optik saydamlığını, azaldığında derin beyin bölgeleri ulaşmak için zordur. Burada, spike yanıt-e doğru ışık uyanık bir fareden özel yapım cam optrode kullanarak kaydetmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Böylece güvenilir bir şekilde ışık derin beyin bölgeleri ile kaydedilen nöron uyarmak mümkündür Bu yöntemde, kayıt cam elektrot ışık teslim edilir. Bu özel yapım optrode sistem erişilebilir ve ucuz malzemelerden oluşur ve montajı kolaydır.

Introduction

Merkezi sinir sistemi farklı işlevlere sahiptir nöronlar çeşitli oluşur. Nöronların farklı bu tür sinir devresi içinde nasıl nörolojik önemli sorunlardan biridir. Ancak, birçok beyin bölgelerde elektrik spike sinyal kendisi, hiçbir açık fark bazı istisnalar dışında olduğundan elektrik faaliyetleri nöronal türlü vivo kayıtları ayırt etmek mümkün olmuştur. Optogenetics son gelişmeler bir atılım1,2yaptık. Transjenik hayvanlar ışığa duyarlı opsin (Örneğin, channelrhodopsin-2) belirli nöronal türlerinde ifade kullanarak, vivo kayıtları3, nöronal türlerinde verimli bir şekilde ayırt etmek mümkün oldu 4,5,6. Bu hayvanlarda nöronlar ile ışığa duyarlı opsin elektrik kayıtları sırasında ışık uyaranlara vererek heyecanlı mısın, ancak diğer neurons değildir. Opsin-pozitif sinir hücreleri, bu nedenle, kolayca diğer nöron türlerinden ışık yanıtlarını tarafından ayırt edilirler.

Optogenetics deneylerde kayıt siteye ışık sağlamak için önemlidir. Non-invaziv bir yöntem olarak ışık beynin yüzeyden kez yönlendirilir. Beyin doku ile gider olarak ışık gücü azaltır, ancak, bu derin beyin bölgeleri beynin yüzeyinden uyarmak zor çünkü. Özellikle, stimülasyon ışık kez kayıtları uyanık hayvan modelinde olduğu gibi beyin yüzey optik saydamlığını, azaldığında derin beyin bölgeleri ulaşmak için zordur. Vücut hareketleri kayıtları gürültü nedeniyle elektrofizyolojik deneyler kez imzalat hayvanlar üzerinde gerçekleştirilmiş. Ancak, iyi belgelenmiş gibi anestezi nöral yanıt-e doğru7,8,9,10değiştirmek bilinmektedir. Böylece, nöral yanıt anestezi yapay etkileri olmadan çalışması için uyanık hayvanlar kullanmak gereklidir. İmzalat hayvanlar ile deneyler, elektrofizyolojik kayıtlar uyanık hayvanlar ile deneyler ameliyatta kurtarma sonra gerçekleştirilir. Ameliyat ve kayıtları arasındaki aralığı sırasında doku çıktı kez beyin yüzeyinde biriken ve beyin yüzey optik saydamlığını düşük yapar.

Burada, bir ısmarlama cam optrode kullanarak uyanık bir fare tek-unit kayıtları kaydetmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Böylece güvenilir bir şekilde ışık derin beyin bölgeleri ile kaydedilen nöron uyarmak mümkündür Bu yöntemde, kayıt cam elektrot ışık teslim edilir. Bu özel yapım optrode sistem erişilebilir ve ucuz malzemelerden oluşur ve montajı kolaydır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tüm yordamları uygun olarak yol gösterici ilkeler fizyolojik Derneği Japonya ve hayvan bakımı Komitesi, Kanazawa Tıp Üniversitesi onayı ile yapılır.

1. cam Optrode tutucu inşaatı

Not: bir ticari Elektrot tutucu bir cam optrode tutucu oluşturmak için kullanılır (Şekil 1A).

  1. Yavaşça dışarı basınç kontrolü için çelik boru tutucu namlu çekin.
  2. Sondaj tarafından PIN seat yan varil sahibinin delik genişletmek. 3 mm çapında ve 12 mm delik derinliği içinde yapın.
  3. Koymak bir paslanmaz çelik boru (3 mm çapında, 0,5 mm kalınlıkta ve 8 mm uzunluğunda; Şekil 1A 2) delik.
  4. Çiftleşme kol ⌀2.5 mm halkalar (Şekil 1A1) için deliğe bölünmüş bir seramik yerleştirin.
  5. L şeklindeki rabbet elektrot sahibine varil Epoksi Yapıştırıcı ile düzeltmek.
  6. Delik (3 mm çapında) rabbet içinde yapmak ve bunu bir manipülatör vida ile ekleyin.

2. baş yükleme sonrası

  1. Bir devre kartı spacer yapılan özel olarak oluşturulmuş bir baş yazı hazırlamak. Tek sıra halinde devre kartı spacer bir freze kesici ile tetrahedron bir şekle yapmak ve 2 baş yazı olarak (Şekil 1B) testereyle kesti. Freze kesici ile baş yazının altında düzleştirin.
  2. Hangi çalışma belirli neuron türünün bir ışığa duyarlı opsin ifade edilir transgenik hayvan hazırlayın. Bu çalışmada, inhibitör nöronlar channelrhodopsin-2 (ChR2)11 hızlı transgenik fare (VGAT-ChR2 fareler) kullanılır.
  3. 0.3 mg/kg medetomidine, 4,0 mg/kg midazolam ve 5.0 mg/kg butorphanol karışımı ile hayvan mayi yönetim tarafından anestezi. Hayvan tam anestezi doğrulamak için sınama gerçekleştirme pinching kuyruk için kendi reaksiyonlar.
  4. Stereotaksik çerçevesindeki bir Isıtma yastık üzerinde fareyi getirin. Temiz stereotaksik çerçeve ve Isıtma peşin % 70 alkol ile pad. Dişleri lokma çubuğu deliğe yerleştirin ve hafifçe sıkın burun kıskacı. Kulak çubuklarını kullanma baş her iki tarafı düzeltmek. Başından doğru kulak çubuklarıyla düzeltildiğinde, burun kıskacı sıkın. Bir oftalmik merhem gözler için geçerlidir.
  5. Baş cilt küçük makasla tıraş ve KLORHEKSİDİN GLUKONAT bir pamuklu çubukla ile kafa derisi temiz. Ameliyattan önce tüm cerrahi aletler ve bir kafa ile bir Otoklav (121 ° C, 15 dk) sonrası sterilize.
  6. Orta çizgi boyunca kafa derisi makasla kesme ve bir kenara itmek. Kafasının arkasından kesi gözlere (yaklaşık 20 mm) olun. % 70 alkol batırılmış pamuk bez ile kapaklarini kaldırmak ve kafatası kuru.
  7. Baş yazı için manipülatör iliştirin. Baş yazı düz manipülatör kullanarak bregma çevresinde kafatası getirin.
  8. Monomer (4 damla), katalizör (1 damla) ve polimer (1 küçük kaşık) buzdolabında soğutulmuş önceden küçük bir çanak üzerinde diş çimento karıştırın. Alın ve kafatası baş mesaja düzeltmek için kafatası kemiğindeki diş çimento (1 g) aşağıda koymak.
  9. Diş çimento sabit olduktan sonra fare stereotaksik çerçevesinden kaldırın. Antibiyotikli bir krem maruz kalan ciltte koymak. Medetomidine antagonisti (0.3 mg/kg) ve antibiyotik (oksitetrasikline; 20 mg/kg) enjekte et. Yer ve o uyanır kadar fareyi ısı panelindeki bir kafeste izlemek ve konut kafese geri.
  10. Evin bazı zenginleştirme cihazı ile bir bireysel konut kafesteki hayvan. Her gün o kafesi temiz tutun ve enfeksiyonu önlemek yatak takımları hayvan kağıt değiştirin. Hayvan rahatsızlık belirtisi gösterir olup olmadığını dikkatli bir şekilde izlemektedir. Herhangi bir ağrı şüphesi varsa lidokain yaraya uygulayın. Yönetici Meloksikam veya carprofen bir kez her 24 h 48 saat sonra her iki kafa yükleme ve kranyotomi ameliyatları sonrası için. NSAİİ yeterli değilse yerel lidokain Ayrıca verilebilir.

3. calıştıkları

  1. Anestezi, kurtarma sonra (en az) iki gün hayvan kayıt odası kafası sabit durumda alışmana. Calıştıkları oturumları en az 5 gün için gerçekleştirin.
  2. Calıştıkları oturumları sırasında hayvan için özel olarak oluşturulmuş bir kelepçe sabit baş yazı ile kayıt odasında yerleştirin. Hareketi, sınırlamak için oturum sırasında kapak bir ısmarlama reçine yarım tüp (Şekil 1 c), cesetle yapılan bir 3D printerlere harcama maddeler kullanarak.
    Not: 1 gün, 5 min uzun calıştıkları oturum olmalıdır. Bu daha sonra günlük 10, 20, 40 ve 60 dk gün için 2, 3, 4 ve 5, sırasıyla arttırılır.
  3. Her oturumun sonunda hayvan yiyecek ödül vermek. Sürekli calıştıkları sırasında hayvan mücadele Eğer kesin.

4. kranyotomi

Not: kayıt için beyin bölgesi üzerinde bir kranyotomi calıştıkları sonra yapılır. Kranyotomi stereotaksik çerçeve ile baş yükleme sonrası gibi anestezi altında gerçekleştirilir. Baş yükleme sonrası sonrası işlemi yordamı aynıdır.

  1. Kranyotomi önce kafatası KLORHEKSİDİN GLUKONAT ve % 70 alkol ile bir pamuk bez ile temizleyin.
  2. Dikkatle kafatası kayıt sitesi üzerinden bir diş matkapla kazı. Kemik yeterince ince olduğunda, bistüri ucu ile kes ve çıkarın.
  3. Diş çimento kafatası güçlendirmek için maruz kalan bölgenin çevresinde koymak.
  4. Diş çimento sabit olduktan sonra silikon yapıştırıcı ile maruz beyin alanı kapsamaktadır. Ameliyat sonrası 2.8 adımda anlatıldığı gibi bir yöntemdir.

5. elektrofizyolojik kayıt

  1. Yeniden elde etmek için en az 1 gün sonra elektrofizyolojik kayıt işlemini gerçekleştirmeden önce kranyotomi hayvan izin. Hayvan kayıt odasında ne zaman kayıt başlar calıştıkları oturumları sırasında yapıldığı aynı şekilde yerleştirin.
  2. Cam pipetler borosilikat cam kılcal üzerinden yapmak (OD = 1,5 mm, kimliği = 0.9 mm, 90.0 mm uzun) bir elektrot çektirme çekti. Onların uç çapı 2-3 µm olduğunu ve 10 mM ile PBS doldurduysanız kendi direnci 4-6 MΩ. 40-50 mm elektrot uzunluğudur. Bazı kayıtları % 2 neurobiotin 10 mM PBS eklenir.
  3. Doldurulmuş Cam Pipet ısmarlama optrode sahibine iliştirin.
  4. Ag-Cl kaplı gümüş tel (0.2 mm çapında) Cam Pipet koymak. Gümüş tel bir PIN ile için ince bir kaplama elektrikli tel bağlamak. PIN kodu kayıt amplifikatör headstage için bağlayın.
  5. Fiber optik patch kablosunu bağlayın (çekirdek = 960 µm, kaplama 1000 µm, NA = 0.63 =) zirkon yüksük ile (OD = 2.5 mm) optrode tutucu kol çiftleşme split için. Yüksük ucu Cam Pipet arkası kişiler kadar yama kablosu kol itin. Yama kablosu ışık sunar (dalga boyu 465 = nm) LED üzerinden. LED ışık tek kanallı LED sürücü tarafından kontrol edilir.
  6. Silikon yapıştırıcı kranyotomi kaldırın. Koymak ısıtılmış salin (38 ° C) düzenli olarak beyin yüzeyine kayıt oturumu sırasında kurumasını önlemek için beyin yüzeyinde. Gerekirse, beyin zarı keskin cımbızla kaldırın.
  7. Cam elektrot bir manipülatör ile beyin dokusu içine yerleştirin. Bu takıldığında elektrot direnç izlemek. Direniş elektrot ucunu hasar olabilir çünkü beklenenden daha düşük olduğunda elektrot değiştirin. Faiz derinlikte arama ve 2-5 µm adımları derinlemesine ayarlayarak tek birim sivri yalıtır.
  8. Tek birim izole duruma geldikten sonra LED ışık teslim ve ışık uyaranlara yanıt gözlemlemek.
  9. Sinirsel faaliyetleri hücre tipleri kimlik sonra kayıt. Kayıtları 2-3 h için gerçekleştirin. Kayıt (en fazla 2 gün) birbirini izleyen günlerde yapılırsa, silikon yapıştırıcı ile kranyotomi kapsar. Ne zaman kayıt tamamlandıktan ve hayvan kurban, baş yazı almak ve aseton yıkamak ve bunu yeniden koydu.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Şekil 2' de, ışık gücü (Şekil 2A-B) pipetler ucundaki Cam pipetler uzunluğu ve ucu boyutunu etkileri incelenmiştir. Işık güç uzak ucu 1 mm yerleştirilen bir optik güç ölçer tarafından ölçüldü. Ucu boyutunu farklı ucu boyutunu tam uzunlukta çeşitli 2.5 µm için kurulmuştur iken tam uzunlukta 50 ± 2 mm için kurulmuştur. Cam Pipet şaft için 8 mm kuruldu. 3-5 mW (ortalama ± SD; değişiyordu ucundaki ışık güç Şekil 2A: 3,77 ± 0,29 mW, n = 20; Şekil 2B: 4.24 ± 0.31 mW, n = 21). Pipetler ucu boyutunu (Şekil 2A) çok az ışık gücü ile korelasyon (R = 0.1555). Pipet uzunluğu sadece biraz ışık gücü ile negatif bir şekilde korelasyon (R =-0.2054). Bu sonuçlar ipucu ve uzunluğu Pipetler, nadiren ucundaki ışık gücü etkileyen öneririz. Ayrıca Cam pipetler çözümde (10 mM PBS) birim yük miktarı ışık gücü (Şekil 2C) etkileyip etkilemediğini kontrol ettik. Çözüm hacmi pipet çözümde uzunluğu tarafından değerlendirildi. Verileri 4 pipetler kaydedildi (İpucu boyutu: 0.25 µm, tam boy: 50 ± 2 mm, şaft uzunluğu: 8 mm). Pipet çözümde hacmi değişen ışık gücü (Şekil 2C) etkilemez mi bulduk.

Şekil 3' te, uyanık VGAT-ChR2 fareler (2-4 aylık) aşağı olacaklar (IC) içinde kaydedilen spike yanıtları gösterme. IC bir işitsel orta de yer alan ve glutamatergic ve GABAergic nöronlar12,13, ikisi de ses3,4' e yanıt oluşur. ŞA VGAT-ChR2 farelerde GABAergic nöronlar özellikle ChR24hızlı. Önceki çalışmalarda, bu GABAergic ve glutamatergic nöronlar heyecanlı veya bastırılmış, sırasıyla, ışık uyaranlara3,4verildiğinde gösterilmiştir. Uyanık fareler, her iki tip nöronların (Şekil 3A-B) bulduk. Hafif uyarıcı cam elektrot teslim edilirken, bazı nöronlar (Şekil 3A) yanıtlarında spike uyarılmış. Buna ek olarak, diğer neurons ışık uyaranlara ses uyaranlara (Şekil 3B) tarafından uyarılmış spike yanıt bastırılır. Bu sonuçlar bir cam optrode iyi izole bir ünite etkinliklerini kaydetmek ve güvenilir bir şekilde ışık tarafından kaydedilen nöronlar teşvik gösterir.

Figure 1
Şekil 1: Optrode sahibi ve kayıt aksesuarları. Paneller(a)ve (B) Haritayı optrode sahibi. Paneli(a)optrode tutucu bölüm yapısını gösterir. (1) Bu kol çiftleşme bir seramik payın. (2) Paslanmaz çelik boru bu. (3) bir varil sahibinin bu. (4) bir koni çamaşır makinesi bu. (5) Bu bir polikarbonat kap olduğunu. Paneli (B) monte optrode sahibi gösterir. Panels (C) ve (D) özel olarak oluşturulmuş baş yazı göster. Paneli (C) baş yazı yan görünümünü gösterir. Paneli (D) baş yazı eğik bir görünümünü gösterir. İki kafa mesaj (sağ) (solda) bir devre kartı spacer yapılır. Paneller (E), (F) ve (Gözel reçine yarım tüp göster). Paneller (E) ve (F) gösteri boyutlu çizimleri reçine yarım tüp. Paneli (E) reçine yarım tüp açık bir görünümünü gösterir. Paneli (F) reçine yarım tüp yan görünümünü gösterir. Paneli (G) yarım tüp bir fotoğraf görüntüsünü gösterir. Numaraları panelleri (E) ve (mm. çizim boyutları belirtmekF) Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2: Cam pipetler yapılandırma etkisi ucundaki ışık gücü. (A) ucu boyutu karşı ışık gücü çizilen. Pipet tam uzunlukta kuruldu için 50 ± 2 mm. Şaft uzunluğu için 8 mm pipet uzunluğu karşı ışık gücü çizildi. (B) kuruldu. Ucu boyutunu 0.25 µm için ayarlandı. Şaft uzunluğu 8 mm. için (C) bu kurulmuştur paneli ışık gücüyle çözüm (10 mM PBS) birim yük etkisini gösterir. 4 pipetler verilerden farklı semboller ve çizgiler gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 : Işık uyarılmış yanıt içinde IC uyanık VGAT-ChR2 farelerin. (A) ışık uyaranlara (mavi kutu, 0,03 s) uyarılmış spike yanıt. (B) ışık uyaranlara (mavi kutu, 0,03 s) ses (gri kutu) tarafından uyarılmış spike yanıt bastırılır. Yanıt-e doğru ses üst 3 izleri ve ses ve ışık verildi yanıt alt 3 izleri vardır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Optogenetics nörolojik güçlü bir araç haline gelmiştir. Belirli nöron tipleri vivo içinde belirlenmesi için hem de belirli nöronal yolları faaliyetlerinin manipüle kullanılmıştır. Nöronal farklı sinirsel faaliyetleri açıklama sinir devreleri mekanizmasının anlayış teşvik etmektedir. Burada, kayıt site üzerinden bir cam elektrot içinde IC uyanık VGAT-ChR2 farelerin ışık sunmak için bir yöntem gösterdi.

Açıklanan yöntemi çeşitli kritik adımlar vardır. İlk olarak, hayvanlar opsins hedef nöronlar içinde yeterli ve belirli bir ifade ile kullanmak için bir gereksinimdir. Işık yanıtlarını ile hücre dışı kayıtları tanımlamak için opsin aktivasyonu hedef nöronlar sivri çağrıştıran gereklidir. Transgenik bazı suşları transgene ifade nöronlar içinde genç hayvanlar14' te düşüktür ve deneme için yaş sınırı olabilir mümkündür. Ayrıca, ışık uyaranlara yanıt-e doğru hedef nöron türlerine (Örneğin, immünhistokimya) özgü olup olmadığını onaylamak için ek bazı deneyler yapmak gerekebilir. Hedef nöron eksitatör olduğunda, eşik tarafından yanıt gecikme yapılabilir synaptically uyarılmış yanıtlar doğrudan çatışmaya yanıtlarını ayırt etmek gerekli olacaktır. İkinci olarak, beyin dokusu kadar temiz olduğundan emin olmak için önemlidir. Temizlik bakımından özellikle herhangi bir kranyotomi ve kayıtları sırasında kanama önlemek için gereklidir. Ayrıca, beyin yüzeyine silikon yapıştırıcı ile sıkı bir şekilde yüzeyini örten tarafından kranyotomi sonra kurumasını engelledi.

Işık elektrot uç--dan verimli bir şekilde teslim etmek için optik yol herhangi bir kaybı azaltmak için önemlidir. Optrode bizim yapılandırmada, ışık gücü damla on kat Elektrot tutucu aracılığıyla: 45 ışık güçtür mW iken 3 – 5 mW Cam Pipet Ucu, fiber optik yama kablosu sonunda. Sonuçlarda gösterildiği gibi uç boyutu ve tam uzunlukta (Şekil 2) ucundaki ışık güç etkilemedi. Bu sonuçlar ışık zayıflama Cam Pipet yapılandırma ne olursa olsun oldukça kararlı olduğunu belirtti. Çünkü biz diğer kayıt yapılandırmaları önemi, ancak hafif aktif sivri IC, Menfez kenar (2 mm derinlik) kaydetmek mümkün olduğunu doğruladı Bu ışık zayıflama kayıt IC nöronların VGAT-ChR2 farelerde önemli değildi. Işık zayıflama önemli ölçüde azaltmak zor olurdu ama geliştirme olanakları olabilir. İlk olarak, kuvars borosilikat cam yerine bir elektrot pipet kullanmak etkili olabilir. Böylece ışık kaybı ile elektrot15azaltabilir kuvars daha iyi iletkenlik, ışık bilinir. Ayrıca, pipet sonuna Lehçe pipet ve yama kablosu15arasında temas yüzeyi hafif kaybı azalır bildirildi. Işık zayıflama düzelme yeterli değilse, her ne kadar lazer ÖNDERLİĞİNDEKİ daha ücreti LED yerine, bir lazer kullanmak etkili olur.

Cam Pipet elektrot avantajlarından biri tarayıcıları veya vektörel çizimler dolum çözümü ekleyerek histolojik yordamları gerçekleştirmek mümkün olmasıdır. Histolojik yordamları yararlı bilgiler (kayıt yeri), morfoloji kaydedilen nöron, vbbüyük bir elektrofizyolojik veri ekler. Ayrıca, bu farmakolojik araştırmalar blokerler dolum çözümü15ile cam elektrot kullanarak gerçekleştirmek mümkündür bildirildi. Bu avantajları aksine, birden çok izole birimlerinden kaydedemeyeceğiniz Cam Pipet elektrot kısıtlamadır. Birden fazla kayıtları elde etmek için tek bir Ag-Cl kaplı tel yerine cam pipet tetrot tel koymak mümkün olabilir. Bu durumda, bir pipet ucu boyutunun ile (30-60 µm, bir tetrot tipik ucu boyutunu) kullanın ve tetrot pipet ucu sonu izin için gerekli olacak.

Daha önce bildirilen optrodes çoğu zaman karmaşık üretim16,17gerektirir iken Magee ve meslektaşları ile optrode biz18tasarlandığı gibi standart Cam pipetler kullanarak bir optrode geliştirdik. Onların yöntemi onlar ışık sunmak için pipet ince bir fiber optik yerleştirin. Pipet şaft eklemek için yeteri kadar ince elyaf yapmak, onlar 125 µm kaplama fiber ile 8 – 10 µm uç çapı 9 µm çekirdeğe kazınmış. Bu yöntemin avantajı İyontoforez için sık sık kullanılan bile bükülmüş pipet için geçerli olacak olan. Ancak, standart ticari LED'ler yeterli ışık güç üzerinden 9 µm çekirdek lif elde etmek değil çünkü bir ışık kaynağı olarak LED kullanmak zor olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Yazarlar promosyon bilim KAKENHI Grant JP16K11200 ve 17 H 02223 Japonya Derneği ve hibe için araştırma Kanazawa Tıp Üniversitesi S2016-8 ve C2017-3 tarafından desteklenen. Biz Yuhichi Kuda fotoğraf çekmek de verdiği destek için teşekkür ederiz.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electrode holder Molecular Device 1-HL-U pipette holder for microelectrode amplifier
Ceramic split mating sleeve Thorlabs ADAF1 f2.5 mm ferrule
Circuit board spacer Teishin Denki SPA-320 f8.0 mm, 20.0 mm long
Stereotaxic frame for mice Narishige SR-6M-HT Stereotaxic instruments for mice
Manipulator Narishige NA Manual manipulator
Superbond Sun Medical M: 204610557 Dental adhesive resin cement
Form2 Formlabs NA 3D printer
Kwik-Sil WPI KWIK-SIL Low toxicity silicone adhesive
Borosilicate glass capillaries Narishige GD-1.5 OD 1.5 mm, ID 0.9 mm, 90.0 mm long
Fiber-optic patch cord Doric Lenses MFP_960/1000/2200-0.63_1m_FCM-ZF2.5 Monofiberoptic patchcord, OD, 2.5 mm, core = 960 mm, cladding = 1000 mm, NA = 0.63
Connectrized LED Doric Lenses LEDC-1B_FC Central wave length = 465 nm, output power = 45 mW (Core 960 mm 0.63 NA )
LED driver Doric Lenses LEDRV_1CH_1000 1 ch LED driver, maximum output = 1000 mA
Electrode puller Narishige PB-7 Dual-stage glass micropipette puller
Borosilicate glass capillary Narishige GD-1.5 Bolosilicate glass capillary, OD, 1.5mm, ID, 0.9 mm, 90.0 mm long
GENTACIN MSD CO., Ltd 185711173 Antibiotic ointment
Terramycin®-LA Zoetis G 333 Oxytetracycline
Tg(Slc32a1- COP4*H134R/EYFP)8Gfng/J Jackson Labs #14548 VGAT-ChR2 mice
Multiclamp 700B Molecular Devices 2500-0157 Microelectrode amplifier

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Rajasethupathy, P., Ferenczi, E., Deisseroth, K. Targeting neural circuits. Cell. 165 (3), 524-534 (2016).
  2. Gore, F., Schwartz, E. C., Salzman, C. D. Manipulating neural activity in physiologically classified neurons: triumphs and challenges. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 370 (1677), 20140216 (2015).
  3. Ono, M., Bishop, D. C., Oliver, D. L. Identified GABAergic and glutamatergic neurons in the mouse inferior colliculus share similar response properties. Journal of Neuroscience. 37 (37), 8952-8964 (2017).
  4. Ono, M., Bishop, D. C., Oliver, D. L. Long-lasting sound-evoked afterdischarge in the auditory midbrain. Scientific Reports. 6, 20757 (2016).
  5. Munoz, W., Tremblay, R., Rudy, B. Channelrhodopsin-assisted patching: in vivo recording of genetically and morphologically identified neurons throughout the brain. Cell Reports. 9 (6), 2304-2316 (2014).
  6. Lima, S. Q., Hromadka, T., Znamenskiy, P., Zador, A. M. PINP: a new method of tagging neuronal populations for identification during in vivo electrophysiological recording. PLoS One. 4 (7), e6099 (2009).
  7. Kuwada, S., Batra, R., Stanford, T. R. Monaural and binaural response properties of neurons in the inferior colliculus of the rabbit: effects of sodium pentobarbital. Journal of Neurophysiology. 61 (2), 269-282 (1989).
  8. Populin, L. C. Anesthetics change the excitation/inhibition balance that governs sensory processing in the cat superior colliculus. Journal of Neuroscience. 25 (25), 5903-5914 (2005).
  9. Duque, D., Malmierca, M. S. Stimulus-specific adaptation in the inferior colliculus of the mouse: anesthesia and spontaneous activity effects. Brain Structure and Function. 220 (6), 3385-3398 (2015).
  10. Cai, R., Richardson, B. D., Caspary, D. M. Responses to predictable versus random temporally complex stimuli from single units in auditory thalamus: impact of aging and anesthesia. Journal of Neuroscience. 36 (41), 10696-10706 (2016).
  11. Zhao, S., et al. Cell type-specific channelrhodopsin-2 transgenic mice for optogenetic dissection of neural circuitry function. Nature Methods. 8 (9), 745-752 (2011).
  12. Ito, T., Bishop, D. C., Oliver, D. L. Two classes of GABAergic neurons in the inferior colliculus. Journal of Neuroscience. 29 (44), 13860-13869 (2009).
  13. Ono, M., Yanagawa, Y., Koyano, K. GABAergic neurons in inferior colliculus of the GAD67-GFP knock-in mouse: electrophysiological and morphological properties. Neuroscience Research. 51 (4), 475-492 (2005).
  14. Chen, Q., et al. Imaging neural activity using Thy1-GCaMP transgenic mice. Neuron. 76 (2), 297-308 (2012).
  15. Hirai, Y., Nishino, E., Ohmori, H. Simultaneous recording of fluorescence and electrical signals by photometric patch electrode in deep brain regions in vivo. Journal of Neurophysiology. 113 (10), 3930-3942 (2015).
  16. LeChasseur, Y., et al. A microprobe for parallel optical and electrical recordings from single neurons in vivo. Nature Methods. 8 (4), 319-325 (2011).
  17. Abaya, T. V., Blair, S., Tathireddy, P., Rieth, L., Solzbacher, F. A 3D glass optrode array for optical neural stimulation. Biomedical Optics Express. 3 (12), 3087-3104 (2012).
  18. Bittner, K. C., et al. Conjunctive input processing drives feature selectivity in hippocampal CA1 neurons. Nature Neuroscience. 18 (8), 1133-1142 (2015).

Tags

Neuroscience sayı 136 nörolojik Elektrofizyoloji hücre dışı kayıt işitsel yolu optogenetics baş sabit uyanık hazırlama
Bir cam Optrode uyanık farelerde nöronal türüyle Optogenetics tanımlaması
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ono, M., Muramoto, S., Ma, L., Kato, More

Ono, M., Muramoto, S., Ma, L., Kato, N. Optogenetics Identification of a Neuronal Type with a Glass Optrode in Awake Mice. J. Vis. Exp. (136), e57781, doi:10.3791/57781 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter