Summary
Bu iletişim kuralı, farelerde güvenilir bir HFS yöntemi ayarlamak gösterilmiştir. Hipokampal dentat gyrus boyunca nöronların elektriksel olarak HFS doğrudan ve dolaylı olarak içinde vivotarafından uyarılır. Nöronal aktivite ve moleküler sinyal c-fos ve Notch1 immünfloresan boyama, sırasıyla incelenir; neurogenesis tarafından bromodeoxyuridine tahlil etiketleme sayılabilir.
Abstract
İmplante elektrotlar çeşitli beyin bölgeleri, hedefleme kullanarak elektrik yüksek frekanslı stimülasyon (HFS), çeşitli nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar için etkili bir tedavi olarak kanıtlanmıştır. Derin beyin stimülasyonu (DBS), adı da beynin derin bölgesinde HFS klinik çalışmalarda giderek önem kazanmaktadır. Yüksek frekans (HF-DBS) DBS cerrahi alanında son ilerleme için major depresyon bozukluğu (MDD), obsesif-kompulsif bozukluk (OKB), tedavi gibi diğer durumlar için invaziv bu tekniği kullanan olasılığı yayılmaya başladı ve bu yüzden üzerinde.
Genişleyen bu göstergeler rağmen HF-DBS yararlı etkileri temel mekanizmaları gizemli kalır. Bu soru adresi için bir yaklaşım seyrek nöronlar HFS tarafından dağıtılmış altgrupları etkinleştirmek implante elektrotlar kullanmaktır. Talamus ön çekirdeği HFS klinikte dirençli epilepsi tedavisi için kullanılabilir olduğu bildirilmiştir. Temel mekanizmaları için artan neurogenesis ilgili olabilir ve nöronal aktivite değişmiş. Bu nedenle, biz fizyolojik değişiklikler fare dentat gyrus (DG) neurogenesis yanı sıra nöronal aktivite tespiti tarafından HFS işlemden önce ve sonra keşfetmek ilgilenen.
Bu makale, farelerde, DG aktivasyonu doğrudan veya dolaylı olarak ve akut veya kronik bir şekilde hedeflemek HFS için yöntemleri açıklanmaktadır. Ayrıca, c-fos ve Notch1 nöronal etkinliğini izlemek için boyama ve harekete geçirmek sinyal immünfloresan ve bromodeoxyuridine (BrdU) belirlemek için etiketleme için Beyin dilimleri hazırlanması için detaylı bir protokol açıklamaktadır HF-DBS indüksiyon sonra neurogenesis. Nöronal aktivite ve neurogenesis aktivasyonu HF-DBS tedaviden sonra doğrudan nörobiyolojik kanıt ve potansiyel terapötik yararları sağlar. Özellikle, bu yöntemi değiştirilebilir ve bazal gangliyon gibi diğer baktılar beyin bölgeleri ve belirli beyin hastalıkları kliniğinde için subthalamic bölgeleri hedeflemek için uygulanan.
Introduction
HF-DBS 1870'lerde1beri geliştirilen beyin elektriksel stimülasyon Nöroşirürji bir teknolojidir. 1980'lerin, HFS ilk Parkinson hastalığı için bir potansiyel terapötik müdahale kullanıldı ve2diğer hareket bozuklukları. Son birkaç on yıl içinde HF-DBS daha yaygın şu anda tedavi edilemez beyin bozuklukları tedavisinde geleneksel tedavi stratejisi tarafından kullanılmıştır. Özellikle, HFS elektrot, son derece etkili sonuçlar ve en az yan etkileri doğruluk artışı nedeniyle beyin bozuklukları HF-DBS tarafından tedavi sayısı önemli ölçüde son artmıştır on yıl3,4, 5. Örneğin, HF-DBS ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından Parkinson hastalığı (PD), Alzheimer tipi demans, esansiyel tremor ve diğer türleri hareket bozuklukları2,6, tedavisi için onaylanmıştır 7. PD hastalarında dopaminerjik ilaç azalır HF-DBS8sırasında % 50'e kadar. Hareket bozuklukları başarılı tedavisi yanı sıra, HF-DBS da güçlü etkileri klinik ve iyi2,9, olarak bilişsel büyütme operasyonu için psikiyatrik hastalıkların tedavisinde göstermiştir 10 , 11. bu HFS araştırma diğer psikiyatrik bozuklukların tedavisinde çok söz hastalar12sunan çeşitli aşamalarında olduğunu belirtmek gerekir.
Her ne kadar birçok çalışma odak HFS beyin13boyunca hem yerel hem de uzak etkileri vardır göstermiştir, nörolojik ve moleküler mekanizmaları etkileri zor2,14kalır. Klinikte tedavi HF-DBS genellikle Parkinson hastalığı ve kronik ağrı, vb hangi bir olasılık arasında bir HF-DBS tedavi tarafından oluşturulan geliştirme açıklamak için pek çok görüş ortaya çıkar tedavisi için uzun vadeli bir şekilde uygulanır HFS geçerli nöronal ağ etkinliğini muhtemelen implante HFS elektrot civarında aksonlar tekrarlayan bir depolarizasyon tarafından modüle olduğunu. Veya HF-DBS çıkış neurons ve öngörülen hedefler deşarj oranı değişir. Ayrıca, HF-DBS neden olabilir uzun vadeli kullanılmasının muhtemelen (LTP) ve uzun süreli depresyon (LTD), dahil olmak üzere uzun vadeli sinaptik değişiklikleri için hangi bir semptomatik iyileşme için katkıda bulunmak. Şimdiye kadar ister HFS influences hücresel düzenleyen önemli moleküler olaylar böyle işler hala net değildir yetişkin neurogenesis içinde vivoolarak. Çalışmaları birkaç satırlık HFS Rodents klinik olarak uygulanan DBS15,16benzer nöral yanıt taklit göstermiştir. HF-DBS, temel hücresel mekanizmaları bu çalışmada anlamak için biz önce bir vivo içinde HFS metodoloji farelerde bir akut (bir gün) veya kronik (beş gün) şekilde ayarlayın. İkinci olarak, bir aktivasyon analiz yöntemi kadar nöronal aktivite ve neurogenesis değişiklik bir HF-DBS teslim sonra belirlemek için ayarla.
Verilen bu sinir kök hücreleri nöronal üretiminden embriyonik gelişim sırasında bol olduğu ancak yetişkin hayatı boyunca devam eder, hipokampal subgranular bölge neurogenesis oluştuğu önemli alanlarından biridir. Neurogenesis sürecinin birçok fizyolojik ve patolojik etken etkilenir. Epileptik belirli durumlarda, hipokampal neurogenesis önemli ölçüde azalmıştır17,18' dir. Buna ek olarak, bir tek Elektrokonvulsif terapi dentat gyrus19nöronal üretiminde önemli ölçüde arttırabilir. Bu gözlemler elektrofizyolojik etkinliği yetişkin neurogenesis ve hipokampal nöronlar, sinaptik plastisite tür ile kritik bir rol oynamaktadır öneririz. Bu nedenle, daha fazla nöronal aktivite ve neurogenesis HF-DBS etkileri göstermek için önce hangi kaynaklanan kısa vadeli nöronal aktivite iyi bilinen bir belirtecidir hemen erken gen (IEG) c-fos immunostaining testin yapmaktayız 20deneyim. Notch1 sinyal da HFS teslimat21,22sonra sinyal harekete geçirmek izlemek için algılandı. Ayrıca, biz BrdU boyama da gliogenesis için bir işaretleyici olabilir ama Ayrıca analiz çeşitli davranış, HF-DBS indüksiyon sonra etiketleme BrdU nöronal üretiminde tespit.
Bu da çalışmanın, iki HFS metodolojileri hipokampal DG aktivasyonu doğrudan ve dolaylı olarak hedeflemek için adapte olmuşlardır. Elektrot implante DG doğrudan veya DG nöronların harekete geçirmek projeksiyonlar gönderen medial perforant yolu (s) implante. HF-DBS indüksiyon için programlanabilir bir uyarıcı fare baş üzerine sabit elektrot bir sürekli uyarılması yoluyla için sunulmaktadır. Nöronal harekete geçirmek ve neurogenesis HFS etkileri belirlemek için biz c-fos ve Notch1 ifadesi immünfloresan boyama ve hipokampal DG bölgesinde olumlu neurons BrdU dahil sayısını saptamak sonra sırasıyla, HFS tedavi. Özellikle, DG neurogenesis HF-DBS etkilerini veya doğrudan ve dolaylı stimülasyon şekilde bir akut ve kronik stimulasyon şekilde arasında sırasıyla karşılaştırılır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Hayvan deneysel prosedürler Pekin temel tıbbi Bilimler Enstitüsü (Pekin, Çin) ve bakım ve kullanım Laboratuvar hayvanlarının Çin hükümet Yönetmeliği kurumsal yönergeleri takip etti. Fareler (yetişkin erkek, 26 ~ 30 g) yer alan ve sabit bir sıcaklık 23 ° c, su ve yiyecek ad libitumile küçük bir 12-h ışık/12-h karanlık döngü (7: 00'da ışıkları) devam etti. Tüm deneysel prosedürler ışık döngüsü sırasında yapıldı.
1. cerrahi hazırlık
Not: Özel bir elektrot Halpern'ın raporu23değiştirilme yöntemini kullanarak ev yapımı.
- 2 bakır mikro kablolar (ile bir dış çapı 200 µm) paralel iki kutuplu elektrot kullanır. Elektrotlar uyarılması için silindirik elektrotlar oluşturmak için birbirlerini etrafında sarın.
Not: Burada, çekirdek anatomik derinliği göre elektrot uzunluğu PP veya DG içinde çeşitli. - Etilen oksit dezenfeksiyon kabin kullanarak elektrotlar sterilize. İdare ve ev yapımı 2-kanal Mikro-tel elektrot herhangi bir kirlenme olmadan saklayın. Elektrotlar kesinlikle herhangi bir cerrahi implantasyon önce sterilize.
- Otoklav cerrahi aletler.
- Ameliyattan önce fare Fentobarbital (20-50 mg/kg) ile intraperitoneally, cerrahi uçağa anestezi elde etmek için enjekte et.
- Fareyi bir steril penisilin G prokain süspansiyon (75.000 U, sohbet) ve enfeksiyonlar ve ağrı, sırasıyla24tehlikesini azaltmak için bir analjezik Ajan (carprofen, 0,05 - 1 mg/kg, SC) ile enjekte.
- Sonra hayvan anestezi, göz kuruluğu önlemek için her iki gözde bir göz yağ uygulayın. Sedasyon indüksiyon ve anestezi derinliği hayvanın refleksleri pinching baştan aşağı ve yalnızca yanıt ortaya çıktığında işlemi sürdürmek için yanıt tarafından emin olun.
Not: Veteriner merhem göz kuruluğu önlemek için başka bir seçenektir. - Fare baş üstünde kürk çoğunu elektrik saç kesme makineleri veya bir ustura ile tıraş, traş bölgeyi % 70 alkol ve betadin çözüm üç alternatif scrubs ile sterilize ve betadin cilt üzerinde kuruduktan sonra işlemi sürdürmek.
2. yüksek frekanslı stimülasyon cerrahi25,26
Not: Bu adımda, tek taraflı olarak dorsal DG veya medial PP alan, hipokampus epizodik öğrenme ve bellek kritik rol ile bir parçası içine yerleştirilmiş bir elektrot.
- İmzalat fareyi stereotaksik çerçevenin üzerine getirin. Fare kafa hareketsiz tutmak için kulak çubuğu düzgün hizalamak ve hızlı bir şekilde kur. Böylece onlar ortalanmış destek ve fare biraz güvenli kulak çubuklarını hafifçe sıkın.
- 37 ±, hayvanın vücut ısısını korumak için termostatik panelini kullanma 0.5 ° C.
- Forseps kulakları anterior cilt kavramak ve fare'nın kafatası üst Cilt 1 cm2 alanı hakkında kaldırmak için steril makasla kesmek için kullanın.
Not: küçük bir miktar kanama kesilmiş deri kenarları boyunca gözlenen. - Kas ve diğer ek kafatası kafatası yüzey ortaya çıkarmak için bir pamuk bez ile örten kaldırın. Bir pamuklu çubukla ve parçalanmış keski tüm kapaklarini, tendon ve bağ dokusu kafatası tamamen sagittal tanımlamak için yüzey ve lambda dikiş hatları temizlemek için kullanın.
- Bregma ve lambda noktası tanımlar. Koronal sütür ve sagittal dikiş üstün orta bölümünde bulunan calvaria bregma orada kalıyor. Sagittal dikiş tarafından lambdoid dikiş kesişimi burada lambda görünür olmasıdır. Bregma özgün noktası olarak diğer çekirdek konumunu ayarlamak için kullanın.
- Kafatası bregma ve lambda konumuna kimlik sonra bu iki nokta yatay düzeyde ayarlayın. Bu iki nokta yüksekliğini (herhangi bir hata < 0.05 mm olmalıdır) dorsal ventral yönde hemen hemen aynı olduğundan emin olun. Ayrıca, kafatası seviyesi aynı şekilde26medial-lateral yönde olduğundan emin olun.
- Tek taraflı bir ameliyat için ev yapımı 2-kanal bakır Mikro-tel elektrot stereotaktik cerrahi karede dönen elektrot yuvasına bağlayın.
- İlk başta elektrot bregma noktası yukarıda dikey olarak yerleştirin ve özgün site olarak ayarlayın. Görüntülenen kullan dijital ön-arka (AP), medial-lateral (ML), belirtmek için stereotaktik cerrahi çerçeve ve dorso-ventral (DV) konumlandırır.
Not: elektrot bükülmüş engellemek için kafatası üzerine elektrot uç işlemi sırasında dokunmayın. - Elektrot yavaşça doğru konuma taşımak (Şekil 1A, AP-2.1/ML ± 1,0 DG ve AP-3.8/ML ± 3,0 s için için sırasıyla)27 herhangi bir temas olmadan kafatası yukarıda. İstenen site elektrot sokmak için tespit edildi, dorsoventral stereotaksik ayarlamalar için daha yüksek Elektrot tutucu kullanın ve siyah bir marker ile konumunu işaretlemek.
Not: Fare zorlanma, ağırlık ve seks ile referans olarak stereotaksik koordinatları tam konumu değişebilir. Aynı cinsiyetten yetişkin fareler herhangi bir varyasyonu konumda en aza indirmek için kullanılır. Mümkünse, tartışılması anatomik taramalar bir tek özne olarak27konumu tanımlamak için kullanılmalıdır. - Bir el micromanipulator yardımıyla matkap kullanmak (burr boyutu = 0.5 mm) burr deliği işaretli konuma tam olarak yapmak. Burr % 70 etanol ile ucu delme önce sterilize. Mini matkap ile kafatası z ekseni 0.8 - 1.0 mm X-Y konumunu değiştirmeden boyunca yukarı çıkar. Herhangi bir işlem sırasında kanama durdurmak için steril bir pamuk kullanın.
Not: Delme hızı 15.000-18 000 devir / dakika (RPM) olduğunu ve sık sık matkap her 8-10 s burr deliği çekilme Delme sırasında aşırı delme ve aşırı ısı önlemek için emin olun. - Beyin zarı maruz kadar delmeye devam. Bükülmüş iğneyle Delme sırasında oluşturulur ve bir iğne deliği temel yumuşak beyin dokusuna zarar vermeden dura üzerinde herhangi bir kemik kırıntıları kaldırmak için kullanın.
Not: beyin dokusuna zarar görmesini önlemek için bükülmüş künt iğne da iyi bir künt forseps ile değiştirilebilir. - Burr deliği düzgün istenen konumda yapılmadığını doğrulamak için stereotaktik cerrahi çerçeve bir ayarlama tarafından elektrot yükseklik azaltmak ve elektrot sorunsuz çapak delikten herhangi bir engelleri dokunmadan eklenebilir olduğunu sağlamak. Eğer öyleyse, yavaş yavaş elektrotlar için DG (veya PP için 3,0 mm) 1.8 mm derinliğe DG (PP-DG) için medial PP bulunan kafatası yüzeyinden ekleyin.
Not: herhangi bir beyin omurilik sıvısı veya kan çıkışları burr deliği steril pamuk ile gelen elektrot implantasyon işlemi sırasında yok etmek. - Mikro-tel elektrot kafatası delik içine yerleştirdikten sonra küçük bir spatula kullanarak yeterli diş çimento ile yere tutun. Çimento kalınlaşır gibi eklenen elektrot ve güzel pürüzsüz cap oluşturmak için vidayı çevresinde kalıp. Yarayı ve yara kenarları dezenfekte.
- Elektrot elektrot sahibinden kapatın. Fare stereotaksik çerçevesinden kaldırın ve sıcak bir kafese geri.
Not: ameliyattan sonra onlar tam olarak yeterli bilinci ile anesteziden iyileşti kadar hayvanlar onların kafes için dönen bekleyin. - Fareyi serbestçe hareket ve 2 gün boyunca kafeste kurtarmak izin ver. Bağlanın, elektrot implante fare bir programlanabilir Stimülatörü yoluyla beyne yol açar. Belgili tanımlık bilgisayar yazılımı arayüzey Şekil 2' de sunulan olarak ayarlayın. 400 Hz değerinde 6 bakliyat 6 tren 6 dizi olarak HFS parametrelerini ayarlamak (Şekil 1B, trenler, 20 arasında 100 ms s seriler arasında)28. Stimülasyon yoğunluğu 200 μA için ayarlayın.
- Bir HFS belirlenen istenen süre için teslim etmek. Stimülasyon 2 x bir gün saat 8: 00'da ve 8: 00'da teslim
- Kontrol grubu için elektrotlar farelerde implant ve bir stimülasyon gerçekleştirmeyin.
- C-fos boyama için deneysel fareler akut teşvik (günde 2 x). BrdU etiketleme için deneysel fareler bir akut stimülasyon gruba bölmek (günde 2 x uygulanan) ve kronik stimulasyon grubu (5 gün içinde 10 x, 2 x günde uygulanır). Stimülasyon boyunca fareyi uyanık olduğundan emin olun. Müşteri adaylarını değil bükülmüş emin olmak hatırlıyorum.
Not: geçen gün yordamı, akut stimülasyon grubu farelerde aynı anda uyarılmış. - Dikkatle stimülasyon bitince, elektrot PIN Elektrot tutucu ve kayıt sistemi konektörünü çıkarın.
3. ayirt boyama ve Bromodeoxyuridine29 etiketleme
- C-fos ve Notch1 boyama için yaklaşık 3 saat sonra son HF-DBS stimülasyon, anestezi fareler cerrahi uçağa anestezi elde etmek için Fentobarbital (20-50 mg/kg, IP) enjekte edilerek.
- BrdU etiketleme için 12 h son HF-DBS stimülasyon sonra 6 BrdU, denetim ve uyarılmış fareler için (% 0,9 serum, IP içinde 50 mg/kg) 2-h aralıklarla iğne. 36 h son enjeksiyon sonra cerrahi uçağa elde etmek için Fentobarbital (20-50 mg/kg, IP) enjekte edilerek fareler anestezi.
- İnsizyon kalp ortaya çıkarmak ve bir 22'lik künt perfüzyon iğne sol ventrikül geçmek için neşterden göğüs kafesi üzerinden kullanarak olun. Küçük bir insizyon attım sağ atriyum içerisinde olun. Transcardially sıvı 50 mL 50 mL 1 x PBS (pH 7,4) soğuk %4 paraformaldehyde (PFA) ardından soğuk fosfat tamponlu tuz (PBS) ile.
Not: PBS için PFA fare kan vivo değiştirilir ve sıvı temiz çalışır geçin. İyi bir perfüzyon karaciğer Temizleme tarafından değerlendirilecektir olabilir. Fiksasyon titreme30gözlenen bir kez perfüzyon kesilmelidir. - Fare oftalmik makasla başını kesmek, ciltte bir kesi yapmak ve kafatası ortaya çıkarmak. Forseps kullanarak, burnundan düşmüş kafatası biraz ve dikkatle incelemek tüm fare beyin. Post-fix bir ek 2 gün için % 4 paraformaldehyde beyinde ve 4 ° C'de % 30 sükroz çözüm gecede aktarın.
- Bir cryostat kullanarak, beyin 20 µm koronal bölümlere kesti. Aktarın ve bir fırça ile cam slayt bölümlerine bağlama ve onları-20 ° C'de depolayın
Not: Elektrot misplacements veya aşırı mekanik hasar hayvanlarla daha sonraki analiz hariç tutulur. - Slaytları normal PBS (0.1 M, pH 7,4) transfer yok sabitleştirici içeren. PBS dilimlerle için 3-4 x 5 min aşırı herhangi bir sabitleştirici kaldırmak için her için yıkayın. BrdU etiketli grubu için 2-N HCl 37 ° C'de 30 dk için bölümlerde kuluçkaya ve 0.1 M bor arabellekte yıka (pH 8.4; 10 dk). O zaman dilimleri 2 yıkama x 5 dakika içinde PBS için.
Not: Immunostaining sonra gerçekleştirilir. - Dilimleri (RT) Oda sıcaklığında 1 h için çözüm (%1 normal keçi serum, % 3 Sığır serum albümin < BSA >, % 0.5 Triton X-100 ve %0.02 sodyum azid 1 x PBS içinde) kapatmaktır kuluçka tarafından tedavi.
- Anti -c-fos poliklonal antikor (1:500; tavşan), anti-Notch1 antikor (1:50; keçi) veya anti-BrdU antikor (1:800; fare) 4 ° C'de engelleme çözümde dilimlerle gecede kuluçkaya.
- 3 dilim yıkama PBS, x sonra kuluçkaya onları Alexa Fluor 568 Birleşik Anti-tavşan (1:500), Anti-keçi (1:1, 000), Alexa Fluor 488 Birleşik ya da anti-sıçan (1:500) Alexa Fluor 488 Birleşik ikincil antikor RT. 1 h için
- Örnekleri 3 yıkama x PBS (10 dk her zaman). DAPI içeren bir anti-fade reaktif montaj orta kullanarak IMMUNO etiketli beyin bölümleri kapsar. Kuruması ve stok onları ışık 4 ° C'de korunuyorsunuz dilimleri izin
- Yüksek çözünürlüklü bir çok kanallı (sıralı confocal mikroskobu tarama) ile beyin uyarılmış ve unstimulated tarafında hipokampal alanlarda görüntüleri elde etmek. Denetim ve deneysel grupları arasında tutarlı bir şekilde görüntüleme parametrelerini ayarlamak.
- Bitişik alanlar görüş motorlu sahne kullanarak sürekli 3D (XYZ) görüntülerini almak ve dikiş onları birlikte büyük kompozit yapmak için uygun yazılımı kullanmak için bir yüksek büyütme amaç (20 X hava amaç, NA 0.45) kullanarak bir mozaik görüntüleme gerçekleştirmek görüntüleri.
Not: Gerçek dikiş ve seçenekler geliştirilmiş Dikişsiz görüntüler için Düzgünleştirme döşeme işlevler içerir. Bileşik görüntüler geniş bir alana bir görüntü oluşturmak için dikiş işlevini kullanarak hızlı ve kolay hazırlanır. - C-fos ve Notch1 boyama için olumlu çekirdek kantitatif analiz dikişli görüntülerin immünfloresan yoğunluğu21 gerçekleştirin. Rastgele rostral, dorsal ve ventral hipokampal DG milletlere içinde 3 alanları seçin ve immünfloresan yoğunluğu Görüntü J yazılım (http://rsb.info.nih.gov/ij/)31kullanarak çift-kör bir şekilde ölçün.
- Etiketleme bir BrdU için dilimleri dorsal hippocampus (-1.7 mm den-2.7 mm bregma göre) aracılığıyla Delme noktasının çevresinde çift-kör bir şekilde analiz.
- DG sadece nöronlarda BrdU pozitif say. 2-hücre çapları granül hücre sayısında içinde yalan hücreleri ekleyin.
Not: Burada, sayma 40 X hava amacı istimal gerçekleştirildi. Rasgele, hayvan başına 3-5 bölümleri sayıldı ve sayar ortalama ve araç başına DG19olarak dile getirdi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Hipokampal DG bölgeye doğrudan veya dolaylı olarak DG etkinleştirmek için s vergiyi HF-DBS stimülasyon sonrasında stereotaksik ayarlar kullanarak eklenen üzerinden elektrotlar kemirgenler Fentobarbital ile anestezi ve 3 h örnek c-fos ve Notch1 immunostaining için son HF-DBS stimülasyon sonra. BrdU, 36 h son BrdU enjeksiyon HF-DBS stimülasyon, 5 gün veya 1 gün sonra sonra boyama için kemirgenler beyin bölümleri hazırlanması için Fentobarbital ile anestezi. Şekil 3 c-fos ifade DG Ipsilateral tarafında önemli ölçüde artış olmuştur gösterir. Buna ek olarak, DG c-fos ifade kontralateral tarafında da bir c-fos sinyal neredeyse herhangi bir ifade gösteren no-HF-DBS stimülasyon kontrollere göre upregulated oldu. Daha fazla Notch1 sinyal de yetişkin hipokampal DG HFS stimülasyon sonra bir indüksiyon tarafından etkinleştirilmesini gösterdi dayanarak Notch1 özgü beyin dilimler halinde boyama immünfloresan ek Şekil 1' de gösterildiği gibi PP nöronlarda depolarizasyon, (aynı zamanda ek dosya 1sağlanan ham veri bakın).
DG vergiyi içinde doğrudan HF-DBS stimülasyon ek olarak, Şekil 4A konumu gösterir ve HF-DBS stimülasyon sitesi medial s. Şekil 4' teB yüklü elektrot uç gösterdi HF-DBS stimülasyon PP sadece DG c-fos ifade Ipsilateral yan düzeyini önemli ölçüde arttı, ama aynı zamanda c-fos no-HF-DBS uyarmaya karşılaştırıldığında DG kontralateral tarafındaki ifade arttı denetimleri.
Üzerinde BrdU dayalı, 5A - 5 C rakamlariçinde biz daha fazla gösterildiği gibi analiz Beyin dilimleri, etiketleme, o neurogenesis da yetişkin hipokampal DG DG bir kronik (5 gün) HF-DBS stimülasyon sonra doğrudan etkinleştirilebilmesi için gösterdi. Kronik bir HF-DBS stimülasyon DG değil sadece önemli ölçüde upregulated Ipsilateral içinde neurogenesis yan ama aynı zamanda artan no-HF-DBS stimülasyon kontrollere göre kontralateral yan neurogenesis. Ancak, akut (1 gün) stimülasyon Ipsilateral yan veya DG kontralateral tarafında neurogenesis bir upregulation ikna etmek başarısız oldu. Şekil 5D, akut stimülasyon grubunda veya kronik stimulasyon grubunda gösterildiği gibi dolaylı bir HF-DBS PP hipokampal DG neurogenesis kademede değiştirebilirsiniz.
Resim 1 . Elektrot uç beyin hedefleri ve HFS parametrelerinin şematik gösterimi. (A) medial nöronal projeksiyon perforant yola dentat gyrus düşük kaliteli bir bıçak belirtilir. Konumunu eklenen elektrotlar (mor) uyarmak için DG doğrudan veya PP vergiyi belirtilir. (B) HFS parametre 6 6 Bakliyat, 400 Hz, trenler ile 20 arasında 100 ms ile 6 trenler dizi olarak gösterilen seriler arasında s. CA = Cornu Ammonis; DG dentat gyrus; = S = perforant yolu. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 . Arayüzü ve multistimulator parametreleri. Uyarıcı bir dijital-analog çevirici bağlı ve özel mülk yazılım tarafından aktive. HFS uyarıcı türü monophasic oldu. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 . Nöronal harekete geçirmek içinde doğrudan HF-DBS tedaviye yanıt DG. (A) elektrot uç (beyaz boş kutu) doğrudan DG bölge konumlandırılmış (AP-2.1/ML ±1.0 / DV +1.8) veya HFS olmadan. Bu panelc fos antikor beyin dilimlerle koronal bölümünün immunostaining denetim ve HFS grupları gösterir. DAPI mavi boyama hipokampal çekirdeklerin konumunu belirtmek için kullanılmıştır. Ölçek çubuğu = 100 µm. (B) Bu panel kantitatif analiz ayirt sinyal yoğunluğu gösterir. DG Ipsilateral tarafında, nöronlar önemli ölçüde c-fosyüksek bir ifade ile etkinleştirildi ve DG c-fos ifade kontralateral Side'de Ayrıca nispeten c-fos ifadesi ile karşılaştırıldığında artar Denetim fare bir HFS tedavi olmadan. Demek ± SEM, tek yönlü ANOVA, F2,24 216, P = < 0,0001, Bonferroni post hoc testi, ***P < 0,001, nno-Şti = 9 (3 fare üzerinden 3 dilim), nHFS Contra = 9 (3 dilim/fare 3 fare), nHFS IP'leri = 9 (3 dilim/fare 3 fareler). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 . Nöronal harekete geçirmek içinde yanıt olarak PP vergiyi HFS DG. (A) elektrot uç (beyaz boş kutu) medial PP AP-3.8, ML ±3.0 ve DV + 3.0, veya HFS olmadan konumunda yer alan. (B) Bu panelc fos antikor beyin dilimlerle koronal bölümünün immunostaining denetim ve HFS grupları gösterir. DAPI mavi boyama hipokampal çekirdeklerin konumunu belirtmek için kullanılmıştır. Ölçek çubuğu = 100 µm. (C) Bu panel kantitatif analiz immünfloresan yoğunluğu gösterir. PP HFS tedavisinde önemli ölçüde Ipsilateral c-fosyüksek bir ifade ile DG nöronlarda etkinleştirmek. C-fos kontralateral DG içinde ifade de nispeten bir HFS tedavi olmadan denetim farelerin c-fos ifade ile karşılaştırıldığında artar. Demek ± SEM, tek yönlü ANOVA, F2,24 189.3, P = < 0,0001, Bonferroni post hoc testi, ***P < 0,001, nno-Şti = 9 (3 fare üzerinden 3 dilim), nHFS Contra = 9 (3 dilim/fare 3 fare),--dan nHFS IP'leri = 9 (3 dilim/fare 3 fareler). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5 . Farklı yanıt olarak HFS DG ve PP DG neurogenesis aktivasyonu sırasıyla. (A) Bu panel gösterir için HFS tedavi ve Proliferasyona nöronların BrdU etiketli deneysel bir paradigma içinde DG. Hayvanlar bir akut ve kronik bir grup ayrıldı. Akut grubunda, fareler bir HFS tedavi 2 tabi tutuldu günde 5 x. Kronik grupta fareler için 5 gün bir HFS tedaviye tabi tutuldu (1 günden güne 5, günde 2 x). Sonra her iki grupta hayvanlarda günde 6 BrdU (50 mg/kg, 6 x 2-h aralıklarla tarafından) ile enjekte edildi. 8 günde, hayvanları anestezi ve cryostat bölümler hazırlanması için derin. (B) Bu panel BrdU (yeşil içinde) post-HF-DBS DG içinde immünfloresan boyama gösterir. (C) A kantitatif analiz nöronal üretim belirtilen akut (2 x 1 gün) stimülasyon DG değil geliştirmek süre kronik neurogenesis (10 x 5 gün içinde) stimülasyon DG içinde önemli ölçüde upregulated neurogenesis. Kontrol grubuna kıyasla, anlamlı bir artış içinde kronik hücreleri etiketleme BrdU sayısı Ipsilateral ve kontralateral yarımkürede her ikisi de grup. Ölçek çubuğu 100 µm. anlamına gelir ± SEM, iki yönlü ANOVA, stimülasyon türü etkisi F2, 14 = 97.09, P = Yarımküre etkisi F1, 14 , < 0,0001 1.137, P = 0.3044, Bonferroni post hoc testi, = ***P < 0,001, n Denetim = 3 (3 fare üzerinden 3 dilim), n1 gün = 4 (3 fare üzerinden 4 dilim), n5 gün = 3 (3 fareler 3 dilim). (D) Bu panel ayirt BrdU (yeşil içinde) post-HF-DBS PP vergiyi içinde boyama gösterir. (E) A kantitatif analiz nöronal üretim belirtilen (bir gün) içinde iki kez akut ya da kronik (10 x) 5 gün içinde stimülasyon PP-değil geliştirmek neurogenesis önemli ölçüde. Hücreleri etiketleme BrdU sayısı nispeten istikrarlı veya HFS tedavi olmadan. Ölçek çubuğu 100 µm. anlamına gelir ± SEM, iki yönlü ANOVA, stimülasyon türü etkisi F2, 16 = 0.9025, P = 0.4252, yarım küre efekti F1, 16 = 1.402, P = 0.2537, = Bonferroni post hoc testi, P > 0.05, n Denetim = 3 (3 fare üzerinden 3 dilim), n1 gün = 3 (3 fare üzerinden 3 dilim), n5 gün = 5 (3 fareler 5 dilim). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek resim 1. HF-DBS tedaviye yanıt DG Notch1 ifadesidir. (A)Bu panel gösterir immünfloresan Notch1 (yeşil) boyama 3 h HF-DBS DG içinde sonra. Bu rakam gösterdi ve Feng'in rapor21değiştirilebilir. (B) A kantitatif analiz floresans in DG HFS Notch1 ifade geliştirmek göstermiştir. Ölçek çubuğu = 100 µm. anlamına gelir ± SEM, öğrenci t-testi, t = 12, ***P < 0,001, nno-Şti = 9 (3 dilim/fare 3 fareler), nHFS = 9 (3 dilim/fare 3 fareler). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Ek dosya 1. Ham veri. Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
HF-DBS tekniği çok güçlü bir araç 1990'lardan beri birçok nörolojik bozuklukları tedavisinde kullanılmıştır. Şimdiye kadar Simgesel Yapı HF-DBS Parkinson hastalığı ve çok dikkat ve ilgi klinik ve bilimsel topluluk hem de çekti esansiyel tremor tedavisi için işi. Devam eden HF-DBS çalışmalar bazı nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar32,33HF-DBS'ın tedavi uygulaması için birçok grup tarafından çeşitli türleri vardır. Bu çalışmalar şu anda klinik çalışmalarda2,34çeşitli aşamalarında bazılarıdır. HF-DBS önemli yararı getirmek gerekir rağmen stimülasyon yan etkileri bile mükemmel bir yerleşim tersinir olan olumsuz değişiklikler ruh ve düşünce, vb, gibi beyin ile oluşabilir ve değişiklikler ile önlenebilir Uyarı ayarları.
Klinik geçtiğimiz on yıl içinde birikmiş HF-DBS teknolojisinin önemli bir ilerleme ek olarak, canlı hayvan HF-DBS çalışmalarda da fizyolojik değişiklikleri anlamak için fırsat sunar ve nörobiyolojik elektriksel stimülasyon tarafından indüklenen mekanizmaları. Bu makale, hipokampal DG vergiyi bir HFS ile doğrudan veya dolaylı olarak teşvik Farelerde yapılan değiştirilmiş bir HF-DBS metodoloji anlatmıştık. Açıklanan protokol kemirgen gerçekleştirilir rağmen HFS yanıt çalışmalar başarıyla domuz35de dahil olmak üzere diğer canlılar arasında yapılmıştır. Bu teknik için stereotaktik cerrahi de potansiyel çekirdeği hedefli uyarılması için HFS ile nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar belirli hayvan modellerini kullanarak etkinliğini test etmek kullanılabilir. Bu tür çalışmalardan elde çizilmiş sonuçlar kolayca Kliniği, varolan hedefte HFS arıtma için özel olarak çevirmek. HF-DBS metodolojik Bu çalışmada klinikte birden çok pozlamayı dizi aksine biz teşvik etmek ve hipokampal DG, parametre ve paradigma parçası nöronal faaliyette ikna etmek için HFS bir tek ve kısa süreli pozlama seçtiğine dikkat edin HFS bu daha önce LTP hipokampus dilimleri21,28ikna etmek için bildirildi.
Genel HF-DBS sınırlamaları kapsamlı olmuştur başka bir yerde24,25inceledim. Burada deneme için zorluklardan biri de mükemmel bir cerrahi teknik ve devam eden cerrahi anatomik locus bak ihtiyacıdır. Doğru ve tam olarak uyarılması için hedef çekirdeğin içine elektrot implant için bir temel süreçleri gereksiz kan damarı yaralanma ve elektrot saklanmalıdır önlemek için yetenekli bir teknisyen tarafından başarılı bir ameliyat var. Ayrıca, anatomik ve histolojik analizinde beyin numune uygun elektrot sonra bir HFS hedefleme onaylamak için de gereklidir. Bu da açıkça düzeltilmiş elektrot sağlam bir hayvan beyin operasyon sonrasında hedefleme göstermek için bu yaklaşımın avantajları biridir. Bu protokol için sağlanan ayrıntıları birçoğu için bir uzun vadeli stimülasyon yolu ile belgili tanımlık hayvan içinde yerleştirilmiş bir uyarıcı kolayca adapte edilebilir. Bu aynı zamanda potansiyel terapötik beyin hedefleri farklı HFS teslim desenleri ile alternatif uyarılma parametrelere mükellef olduğunu belirtmek gerekir. Ancak, bu makalede bir programlanabilir Stimülatörü birimi tarafından teslim bir tek-unit akut HFS elektriksel stimülasyon sonra hücresel değişiklikleri anlamak için bildirdi.
HF-DBS nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar klinikte tedavi birkaç yıl için alternatif bir seçenek olarak hizmet vermektedir rağmen etkinliği altında yatan mekanizmalar kötü anlaşılır kalır. Kullanımı ve HF-DBS gelecekteki gelişmeler göz önüne alındığında, daha pragmatik bir yaklaşım gereklidir. Gelişmekte olan bir araç olarak, HFS tekniği daha detaylı teknik yenilik ve mekanik keşif gerekecek. HF-DBS hücresel ve moleküler mekanizmaları incelemek için yüksek işlem hacmi sıralama teknolojilerine dayalı bir küresel transcriptome analiz moleküler olaylar ve sinyal değişiklikleri bir HF-DBS indüksiyon sonra anlamak için önemli bilgileri sağlayacaktır 36. ek olarak nöronal depolarizasyon için yanıt kanıtlanmış olan moleküler adaylar incelenmesi dayalı tarafsız tarama strateji, o-ecek büyük olasılıkla da anahtar effectors tanımlamak için önemli ipuçları sağlayabilir HFS ile sorumlu. C-fos upregulated yanıt olarak içsel nöronal aktivite, onun ifade arıyorum en azından bize sağlayacak şekilde bir manzara nöronların son37ateş. Ancak, c-fos sadece Ayrıca LTP37gören nöronların işaretlemek için görünür beri sadece faaliyetleri yansıtmak için kullanılmamalıdır. Önceki işleri, bizimki de dahil olmak üzere Notch1 olgun hipokampal nöronlar sinaptik plastisite kritik bir rol oynar ve yetişkin neurogenesis vivo içinde21,22için gerekli olduğunu gösterdi. Bu durum, aday olmalı dikkatle karakterize ve öncesi açıklanan anahtar ve c-fos ifade bir immunohistokimyasal Analizi tarafından post-HFS indüksiyon ayrıntılı bir nicel ve kronolojik zamanmekansal yerelleştirme açısından. Bu gibi çalışmalar da nöronal harekete geçirmek gibi hücresel değişiklikler ortaya çıkarmak faydalı olacak bir HFS21, yanıt olarak çeşitli beyin bölgelerinde gen ifade kalıplarının değişiklikleri göstermek için doğrudan kanıt sağlayacaktır, neurogenesis, ya da ateş.
Ayrıca olmalıdır stimülasyon etkisi sonuçları sıkıca stimülasyon parametreleri ile ilişkili olan ve hedef konumda beyin, hücresel ve moleküler nedeniyle Aslında bu klinikte, HF-DBS uygulamanın avantajları rağmen belirtti HFS'ın etkileri altında yatan mekanizmalar çok karmaşık olabilir. Bu çalışmada, biz daha fazla soruşturma akut ve kronik HFS üzerine etkileri yetişkin neurogenesis için etiketleme BrdU yürüttü. BrdU boyama hem neurogenesis hem de gliogenesis için bir işaretleyici olmasına rağmen önceki raporlarda, bir HF-DBS tedavi proliferatif yetişkin sinir ataları21 olmalıdır sonra olumlu nöronlar SGZ gözlenen artış BrdU çoğunluğu dayalı , 38 , 39. HFS tedavi altta yatan mekanizmaları karmaşıklığına bakılmaksızın, yöntemleri ve bu el yazması açıkladığımız sonuçlar doğrudan kanıt hipokampal DG etkinleştirmek için o tekrarlayan yüksek frekanslı elektrik stimülasyon sağlar önemli ölçüde nöronal aktivite ve neurogenesis içinde vivoaktivasyonu neden.
Özet olarak, biz bir HF-DBS nöronal aktivite ve neurogenesis farelerin nöronal aktivite ve neurogenesis bir HF-DBS geçmesi değil kontrol fare ile karşılaştırıldığında artırabilirsiniz gösterdi. Bu bilişsel etkileri ile ilgili bilimsel anlayış ve stimülasyon desenlendirme, HFS vivo içindeilerlemek. Bir akut HF-DBS tedavi doğrudan veya dolaylı olarak vivo içinde sonra nöronal harekete geçirmek tanımlaması bir HFS tedavi yerel ve uzun menzilli bağlantı sinaptik iletimi üzerinde önemli etkileri vardır gösterilmiştir. HF-DBS tedaviden sonra nöronal etkinleştirme hızlı indüksiyon Engelli sinaptik iletimi yönetmek veya MDD gibi birçok nörolojik ve psikiyatrik hastalıklarda desynchronization için güçlü bir araç sağlar. Öte yandan, neurogenesis indüksiyon kronik ve doğrudan, ama akut veya dolaylı HF-DBS tedaviden sonra farklı etkinlik ve farklı elektriksel stimülasyon tavırları arasında işlevsel değişkenlik göstermektedir. Bu bulgular gelecekte sinirsel modülasyon ve HFS potansiyel terapötik yararları için doğrudan kanıt sağlar. Birlikte ele alındığında, HF-DBS klinikte yapılan teknolojik gelişmeler ve laboratuvarda yapılan mekanik ilerleme entegre ederek nörolojik ve psikiyatrik hastalıkların tedavisi için önemli avantajlar sunacak.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar bildirmek için bir şey yok.
Acknowledgments
Çin hibe 31522029, 31770929 ve 31371149 (için Haitao Wu) Ulusal Doğal Bilim Vakfı tarafından desteklenen, 973 (2014CB542203) devlet anahtar geliştirme programından (için Haitao Wu) Çin ve Grant Z161100000216154 temel araştırma programı Beijing Belediye bilim ve Teknoloji Komisyonu (için Haitao Wu). Yazarlar tüm Üyeler Haitao Wu laboratuvar onların teşvik ve tartışmalar için teşekkür ederiz. Yazarlar son derece Zhenwei Liu aparatı hata ayıklama ile yardım için sana şükrediyoruz.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Brain stereotaxic instrument | Stoelting | 51730D | Stereotactic intracranial implantation for mouse |
| Stimulator | A-M systems | Model 3800 | MultiStim 8-Channel programmable stimulator |
| Dental driller | Saeshin Precision Co., Ltd | STRONG 90 | For drilling and crainiotomy |
| Burr | Meisinger | HM1 005# | For drilling and crainiotomy |
| Digidata 1550 Digitizer | Molecular Devices | AXON 1550 | High-resolution data acquisition |
| Cryotome | Thermo Fisher Scientific | Thermo Cryotome FSE | Cutting frozen sections of specimens |
| Confocal microscope | Olympus | FV-1200 | Japan, with 20x Objective (NA 0.45) |
| Mouse surgery tools | F.S.T. | 14084-08,11254-20,16109-14 | Scissors, forceps, bone cutter, holders etc. |
| Pentobarbital sodium | R&D systems | 4579 | 20-50mg/kg for i.p. injection |
| Penicillin G | Sigma-Aldrich | P3032 | 75,000 U for i.m. injection |
| Carprofen | Sigma-Aldrich | SML1713 | 5-10mg/kg, for s.c. injection |
| 4% Paraformaldehyde (PFA) | Beijing Solarbio Sci-Tech Co. | P1110 | stocking solution for tissue fixation |
| Phosphate buffer (PBS) | Invitrogen | 10010023 | pH7.4, 500ml in stocking |
| Tissue-Tek O.C.T. compound | Sakura | 4583 | Formulation of water-soluble glycols and resins |
| anti-BrdU antibody | Abcam | ab6326 | Dilutions:1/800 |
| anti-c-fos antibody | Abcam | ab209794 | Dilutions:1/500 |
| Goat Anti-Rabbit IgG (Alexa Fluor 568) | Thermo Fisher Scientific | A11036 | Dilutions:1/500 |
| Donkey Anti-Rat IgG (Alexa Fluor 488) | Jackson ImmunoResearch | 712-546-150 | Dilutions:1/500 |
| Antifade mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | Counterstaining with DAPI |
| anti-Notch1 antibody (C-20) | Santa Cruz Biotech | sc-6014 | Dilutions:1/50 |
| Donkey Anti-Goat IgG (Alexa Fluor 488) | Abcam | ab150073 | Dilutions:1/1000 |
References
- Perlmutter, J. S., Mink, J. W. Deep brain stimulation. Annual Review of Neuroscience. 29, 229-257 (2006).
- Lozano, A. M., Lipsman, N. Probing and regulating dysfunctional circuits using deep brain stimulation. Neuron. 77 (3), 406-424 (2013).
- Kohl, S., et al. Deep brain stimulation for treatment-refractory obsessive compulsive disorder: a systematic review. BMC Psychiatry. 14, 214 (2014).
- Schlaepfer, T. E., Bewernick, B. H., Kayser, S., Madler, B., Coenen, V. A. Rapid effects of deep brain stimulation for treatment-resistant major depression. Biological Psychiatry. 73 (12), 1204-1212 (2013).
- Fisher, R., et al. Electrical stimulation of the anterior nucleus of thalamus for treatment of refractory epilepsy. Epilepsia. 51 (5), 899-908 (2010).
- Greenberg, B. D., et al. Deep brain stimulation of the ventral internal capsule/ventral striatum for obsessive-compulsive disorder: worldwide experience. Molecular Psychiatry. 15 (1), 64-79 (2010).
- Kalia, S. K., Sankar, T., Lozano, A. M. Deep brain stimulation for Parkinson's disease and other movement disorders. Current Opinion in Neurology. 26 (4), 374-380 (2013).
- Garcia, L., D'Alessandro, G., Bioulac, B., Hammond, C. High-frequency stimulation in Parkinson's disease: more or less. Trends in Neurosciences. 28 (4), 209-216 (2005).
- Guercio, L. A., Schmidt, H. D., Pierce, R. C. Deep brain stimulation of the nucleus accumbens shell attenuates cue-induced reinstatement of both cocaine and sucrose seeking in rats. Behavioural Brain Research. 281, 125-130 (2015).
- Bossert, J. M., Marchant, N. J., Calu, D. J., Shaham, Y. The reinstatement model of drug relapse: recent neurobiological findings, emerging research topics, and translational research. Psychopharmacology (Berlin). 229 (3), 453-476 (2013).
- Grubert, C., et al. Neuropsychological safety of nucleus accumbens deep brain stimulation for major depression: effects of 12-month stimulation. The World Journal of Biological Psychiatry. 12 (7), 516-527 (2011).
- Lyons, M. K. Deep brain stimulation: current and future clinical applications. Mayo Clinic Proceedings. 86 (7), 662-672 (2011).
- McIntyre, C. C., Hahn, P. J. Network perspectives on the mechanisms of deep brain stimulation. Neurobiology of Disease. 38 (3), 329-337 (2010).
- Kringelbach, M. L., Green, A. L., Owen, S. L., Schweder, P. M., Aziz, T. Z. Sing the mind electric - principles of deep brain stimulation. European Journal of Neuroscience. 32 (7), 1070-1079 (2010).
- Toda, H., Hamani, C., Fawcett, A. P., Hutchison, W. D., Lozano, A. M. The regulation of adult rodent hippocampal neurogenesis by deep brain stimulation. Journal of Neurosurgery. 108 (1), 132-138 (2008).
- Selvakumar, T., Alavian, K. N., Tierney, T. Analysis of gene expression changes in the rat hippocampus after deep brain stimulation of the anterior thalamic nucleus. Journal of Visualized Experiments. (97), e52457 (2015).
- Hattiangady, B., Shetty, A. K. Implications of decreased hippocampal neurogenesis in chronic temporal lobe epilepsy. Epilepsia. 49, Suppl 5 26-41 (2008).
- Hattiangady, B., Rao, M. S., Shetty, A. K. Chronic temporal lobe epilepsy is associated with severely declined dentate neurogenesis in the adult hippocampus. Neurobiology of Disease. 17 (3), 473-490 (2004).
- Madsen, T. M., et al. Increased neurogenesis in a model of electroconvulsive therapy. Biological Psychiatry. 47 (12), 1043-1049 (2000).
- Feldman, L. A., Shapiro, M. L., Nalbantoglu, J. A novel, rapidly acquired and persistent spatial memory task that induces immediate early gene expression. Behavioral and Brain Functions. 6, 35 (2010).
- Feng, S., et al. Notch1 deficiency in postnatal neural progenitor cells in the dentate gyrus leads to emotional and cognitive impairment. The FASEB Journal. 31 (10), 4347-4358 (2017).
- Alberi, L., et al. Activity-induced Notch signaling in neurons requires Arc/Arg3.1 and is essential for synaptic plasticity in hippocampal networks. Neuron. 69 (3), 437-444 (2011).
- Halpern, C. H., Attiah, M. A., Tekriwal, A., Baltuch, G. H. A step-wise approach to deep brain stimulation in mice. Acta Neurochirurgica.(Wien). 156 (8), 1515-1521 (2014).
- Batra, V., Guerin, G. F., Goeders, N. E., Wilden, J. A. A General method for evaluating deep brain stimulation effects on intravenous methamphetamine self-administration. Journal of Visualized Experiments. (107), e53266 (2016).
- Fluri, F., Bieber, M., Volkmann, J., Kleinschnitz, C. Microelectrode guided implantation of electrodes into the subthalamic nucleus of rats for long-term deep brain stimulation. Journal of Visualized Experiments. (104), e53066 (2015).
- Resendez, S. L., et al. Visualization of cortical, subcortical and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses. Nature Protocols. 11 (3), 566-597 (2016).
- Paxinos, G., Franklin, K. The mouse brain in stereotaxic coordinates. The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates, 3rd edition. 28 (03), 6 (2007).
- McHugh, T. J., et al. Dentate gyrus NMDA receptors mediate rapid pattern separation in the hippocampal network. Science. 317 (5834), 94-99 (2007).
- Gonzalez, C., et al. Medial prefrontal cortex is a crucial node of a rapid learning system that retrieves recent and remote memories. Neurobiology of Learning and Memory. 103, 19-25 (2013).
- Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
- Tse, N., et al. The neuromuscular junction: measuring synapse size, fragmentation and changes in synaptic protein density using confocal fluorescence microscopy. Journal of Visualized Experiments. (94), e52220 (2014).
- Pizzolato, G., Mandat, T. Deep brain stimulation for movement disorders. Frontiers in Integrative Neuroscience. 6, 2 (2012).
- Tierney, T. S., Sankar, T., Lozano, A. M. Some recent trends and further promising directions in functional neurosurgery. Acta Neurochirurgica Supplement. 117 (117), 87-92 (2013).
- Laxton, A. W., et al. A phase I trial of deep brain stimulation of memory circuits in Alzheimer's disease. Annals of Neurology. 68 (4), 521-534 (2010).
- Min, H. K., et al. Deep brain stimulation induces BOLD activation in motor and non-motor networks: an fMRI comparison study of STN and EN/GPi DBS in large animals. NeuroImage. 63 (3), 1408-1420 (2012).
- Kukurba, K. R., Montgomery, S. B. RNA sequencing and analysis. 2015 (11), Cold Spring Harbor Protocols. 951-969 (2015).
- Kawashima, T., Okuno, H., Bito, H. A new era for functional labeling of neurons: activity-dependent promoters have come of age. Frontiers in Neural Circuits. 8, 37 (2014).
- Liu, J., Solway, K., Messing, R. O., Sharp, F. R. Increased neurogenesis in the dentate gyrus after transient global ischemia in gerbils. Journal of Neuroscience. 18 (19), 7768-7778 (1998).
- Kuhn, H. G., Dickinson-Anson, H., Gage, F. H. Neurogenesis in the dentate gyrus of the adult rat: age-related decrease of neuronal progenitor proliferation. Journal of Neuroscience. 16 (6), 2027-2033 (1996).
