Summary
בכמה בעלי חיים מניפולציות גנים, באמצעות פרוטוקול אחד עלול להיכשל כדי לגרום בע מ בתאים Purkinje המוח, וייתכן שקיים פער בין בע מ ללמידה מוטורית. פרוטוקולים מרובים נחוצים כדי להעריך את האינדוקציה בע מ בעלי חיים בעלי מניפולציה גנטית. פרוטוקולים רגילים מוצגים.
Abstract
הפלסטיות הסינפטית מספק מנגנון ללמידה ולזיכרון. עבור למידה מוטורית מוטוריים, דיכאון לטווח ארוך (בע מ) של שידורים סינפטית מסיבים מקבילים (PF) כדי Purkinje תאים (PC) נחשב בסיס ללמידה מוטורית, והליקויים של הן בע מ ולמידה מוטורית נצפו במגוון בעלי חיים מניפולציות בגנים. מערכות למידה נפוצות מוטוריות, כגון הסתגלות של רפלקס האופקינטי (OKR), רפלקס השמיעה העינית (VOR), ומבחן rotarod שימשו להערכת יכולת למידה מוטורית. עם זאת, התוצאות שהתקבלו מן הGluA2-קרבוקסיקהטרמינוס שונה בעכברים הראו הסתגלות נורמלית של ה-VOR ו-OKR, למרות החסר PF-LTD. בדוח זה, האינדוקציה של בע מ ניסה רק באמצעות סוג אחד של פרוטוקול גירוי בטמפרטורת החדר. כך, התנאים כדי לגרום המוח בע מ נחקרו באותו מוטציות נקישה-באמצעות פרוטוקולים שונים בסמוך לטמפרטורה פיזיולוגית. בסופו של דבר, מצאנו פרוטוקולים גירוי, אשר ניתן לגרום בע מ בעכברים אלה מניפולציות גנים. במחקר זה, קבוצה של פרוטוקולים מוצעים להערכת בע מ אינדוקציה, אשר לאפשר באופן מדויק יותר את הבדיקה של היחסים סיבתי בין בע מ ולמידה מוטורית. לסיכום, תנאים ניסיוניים הם קריטיים בעת הערכת בע מ בעכברים מניפולציות גנים.
Introduction
הארגון הסינפטיות של הרשתות עצבי הרחיב של קליפת המוח, מורכב של מחשבים, שכבת מולקולרית interneurons (סל ו stellate תאים), בתאי golgi, PFs של תאים גרגר עושה סיבים טחבי וסיבים טיפוס (cfs), הובהר במונחים של עירור/עיכוב והתפצלות/התכנסות, ואת דיאגרמת המעגלים המאורגנים היטב הציע כי המוח התת הוא "מכונה עצבית"1, למרות שקודם לכן לא היה מושג על המטרה של "מכונה" זו. מאוחר יותר הציע מארי שקלט PFs למחשבים מהווה רשת למידה אסוציאטיבית שכבתית משולשת2. הוא גם הציע כי כל CF מעביר הוראה מוחית עבור התנועה האלמנטלים2. הוא הניח כי הפעלה בו זמנית של PFs ו-CF היה לשפר את הפעילות PF-PC סינפציה, ולגרום פוטנציאל לטווח ארוך (LTP) של ה-PF-PC סינפסה. מצד שני, אלבוס הניח כי הפעלה סינכרונית של PFs ו-CF הביא בע מ ב-PF-PC סינפסות3. הן המחקרים לעיל לפרש את המוח הגבוה כהתקן זיכרון ייחודי, שילוב של אשר לתוך הרשת הקרקלית המוח מוביל את היווצרות של דגם מכונת הלמידה של מימאר-אלבוס.
בעקבות תחזיות תאורטיות אלה, שתי שורות של ראיות מרמזות על נוכחות הפלסטיות הסינפטית במוח השני. קו הראיות הראשון הוצע על ידי הארגון האנטומי של הפלוקולוס; כאן MF מסלולים של הגזע שיווי המוני האיברים מסלולים CF של המקור הרשתית להתכנס על מחשבים אישיים4. תבנית ההתכנסות הייחודית הזאת מרמזת כי הפלסטיות הסינפטית המתרחשת בפולוקקולוס גורם ליכולת הסתגלות יוצאת דופן של רפלקס השמיעה. שנית, הקלטת התגובה של המחשבים בתוך הפלוקולוס והלילוקולוס תמכו גם בהשערה המעל5,6,7. יתר על כן, המחשב פריקה דפוס במהלך הסתגלות של תנועת היד של הקוף8 תמך ההשערה הפלסטיות הסינפטית, במיוחד של אלבוס בע מ ההשערה3.
כדי לקבוע את טבעו של הפלסטיות הסינפטית ישירות, וחזר גירוי משלים (Cjs) של צרור של PFs ו-CF כי במיוחד innervates את המחשב ב vivo הוצגה כדי לגרום בע מ עבור יעילות השידור של PF – PC סינפסות9, 10,11. בעקבות בחיפושי מבחנה באמצעות פרוסת מחשב12 ומחשבים בעלי מחשב תרבותי, השילוב של גירוי תא משותף הגרניט ושיתוף של תאים באוליב הזית13 או בצירוף של גלוטמט שהוחלו באופן מתורבת וסומטיים דפולריזציה14,15 גרם בע מ מנגנון התמרה האותות בבסיס האינדוקציה נחקר באופן אינטנסיבי גם בהכנות של מבחנה16,17.
עיבודים של ה-VOR ו-OKR השתמשו לעתים קרובות להערכה כמותית של השפעות מניפולציה גנטית על למידה מוטורית של המוח, בגלל המוח פרוזדור המוח הוכח להיות מקור חיוני בלמידה אדפטיבית של ה-VOR18 ,19,20 ו-okr19,21 הקורלציה בין כישלון של בע מ השראה ופגיעה של למידה מוטורית התנהגותית נלקח כראיה כי בע מ ממלא תפקיד חיוני במנוע מנגנוני למידה22. תצוגות אלה מכונים באופן קולקטיבי ההשערה של למידה מוטורית, או מימאר-אלבוס-היפותזה-איטו23,24,25,26.
למידה אדפטיבית של תנועת העין נמדד באמצעות פרוטוקולים דומים, בעוד מצבים ניסיוניים שונים שימשו כדי לגרום בע מ הכנת פרוסה27,28,29,30,31 . לאחרונה, Schonewille ואח '26 דיווחו כי כמה עכברים מניפולציות גנים הפגינו למידה רגילה מוטוריים, אבל הפרוסות המוח לא הראו בע מ, ובכך סיכם כי בע מ לא היה חיוני ללמידה מוטורית. עם זאת, האינדוקציה של בע מ ניסה רק באמצעות סוג אחד של פרוטוקול בטמפרטורת החדר. לפיכך, השתמשנו במספר סוגים של פרוטוקולים מבוססי בע מ בתנאי הקלטה בסביבות 30 ° c, ואנו אישרו כי בע מ המושרה באופן אמין בעכברים מניפולציות הגן באמצעות פרוטוקולים אלה בסמוך לטמפרטורות פיזיולוגיות32.
עם זאת, נותרו מספר שאלות בנוגע לתכונות הבסיסיות של גירוי משלים. הראשון הוא הקשר בין הצורה של ספייק מורכב משרעת בע מ. שנית, בשילוב עם גירוי של PF ודפולריזציה סומטיים, בין אם מספר הגירויים היה הכרחי או לא היה חמקמק. במחקר הנוכחי, שאלות אלה נחקרו באמצעות סוג פראי (WT) עכברים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל ההליכים הניסיוניים אושרו על ידי ועדת RIKEN על הטיפול והשימוש בבעלי חיים בניסויים. עכברים נשמרו במתקן החי של מרכז ריקן למדעי המוח בטמפרטורה מבוקרת היטב (23 – 25 ° c) ולחות (45% – 65%) תנאים. השתמשו בשני עכברים זכריים ונקביים (C57BL/6, 3 – 6 חודשים).
1. הכנת הפתרונות המשמשים בניסויים
הערה: כל הפתרונות צריך להתבצע במים באולטרטהור ללא מתכות (מרסיסטילים > 18.2 MΩ) וזיהומים אחרים (פחמן אורגני סך (TOC) < 5.0 ppb). עבודה נוזל מלאכותי שדרתי (ACSF) עבור חיתוך גזירה והקלטה נעשים טריים ביום הניסוי החל 10 פעמים (x10) מלאי של ACSF. בועה הפתרונות עם 5% CO2/95% O2 תערובת גז לפני השימוש. ה-pH של ACSF מותאם 7.4 ± 0.1, ו osmolarity מותאם 315 ± 5 mOsm/ק ג על ידי הוספת מים באולטרטהורים.
- להכין מלאי 10x של ACSF המכיל 1250 מ"מ הנאל, 30 מ"מ KCl, 12.5 mM נה2פו4, ו 260 mM נחקו3. ניתן לאחסן פתרון זה ב -4 ° c.
-
להכין עבודה ACSF המכיל 125 מ"מ הנאל, 3 מ"מ KCl, 2 מ"מ CaCl2, 1 מ ג Mg2SO4, 1.25 mm נה2פו4, 26 מ"מ נחקו3 ו 20 מ"מ גלוקוז.
- ראשון, להוסיף 1 mL של 2 M CaCl2 הפתרון ואחריו 1 ml של 1 M Mg2כל כך4 פתרון לתוך סביב 800 ml של מים באולטרטהורים, כדי למנוע משקעים. ואז להוסיף 100 mL של 10 x ACSF ו גלוקוז. לבסוף, לפצות על נפח כולל של 1,000 mL על ידי הוספת מים באולטרטהורים.
- הכינו 3.3% אגר לטיפול במוח. מתמוסס 1 גרם של אגר ב 30 מ ל של 0.9% הפתרון הנאקל, וחום במיקרוגל עד רק רותחים. מערבבים כדי לערבב, ולאחר מכן יוצקים אותו לתוך סטרילי 4 ס"מ x 10 ס מ פלסטיק הקופסה ולאפשר לגבש. לאחסן את הצלחת אגר (~8 מ"מ עובי) במקרר.
-
הכן את הפתרון הפנימי.
- הכן את הפתרון הפנימי מבוסס K+המכיל 60 Mm kcl, 60 mm K-גלוקונאט, 0.3 MM egta, 4 מ"מ MgCl2, 4 מ"מ ATP, 0.4 mm GTP ו 30 מ"מ hepes (pH 7.2).
הערה: ריכוז נמוך (0.3 מ"מ) של EGTA, Ca איטי2 +-הליידי, מתווסף להיות כנראה מזוהמים ca2 + ב מים טהורים, אבל זה ריכוז נמוך של egta בפתרון הפנימי אף פעם לא חוסם את אינדוקציה של בע מ (איור 3, איור 4, איור 5) במהלך הקלטה שלמה של התאים. לחץ אוסמוטי נמדד הוא 285 mOsm/ק"ג. - הכינו את הפתרון הפנימי מבוסס Cs+המכיל 60 Mm CsCl, 46 mm D-gluconate, 27 מ"מ טטראתילמוניום כלוריד (תה-Cl), 0.3 MM egta, 4 מ"מ MgCl2, 4 מ"מ ATP, 0.4 mm GTP ו 30 מ"מ hepes (pH 7.2, מותאם באמצעות csoh).
הערה: מדעי הבית+ בלוקים של ערוצי K התלויים במתח חשמלי, ומשפר את תנאי הצבת החלל בדנדריטים מרוחקים על ידי הגדלת האורך קבוע. לחץ אוסמוטי נמדד הוא 285 mOsm/ק"ג. - הכינו 200 μL של פתרונות ואחסון ב-30 ° c.
- הכן את הפתרון הפנימי מבוסס K+המכיל 60 Mm kcl, 60 mm K-גלוקונאט, 0.3 MM egta, 4 מ"מ MgCl2, 4 מ"מ ATP, 0.4 mm GTP ו 30 מ"מ hepes (pH 7.2).
2. המוח חיתוך ו זמירה
- לצנן ו חמצן 2 50 mL מספלים של ACSF על הקרח עד הטמפרטורה נמוכה יותר 4 ° c. הוסף 50 μl של טטרודוטוקסין (ttx, 1 מ"מ) לתוך אחד הקרים קרח קר של acsf ושריין אותו חיתוך פרוסות. כדי להשיג את העכבר פרוסה באופן שמירת פרוסות היכולת, תוספת TTX ל-ACSF הרגיל הוא הכרחי.
- מצננים את מגש המתכת על ידי מילוי אזור אמבט הקרח בחדר הפרוסות עם קרח.
- יוצקים 1 מ ל של isof, לתוך צנצנת מורדם (~1000 mL) ולאחר מכן למקם את העכבר בו 30-45 s. להבטיח כי העכבר הוא מורדם עמוקות על ידי אישור חוסר יכולתה להגיב גירוי מכני.
- ערוף את ראשו של העכבר. באמצעות מספריים כירורגיים החזיקו את הראש וחתכו את העור השטחית לאורך קו האמצע תוך שימוש במספריים של אופטלמולוגית. משוך את העור על ידי החזקת עם האצבעות כדי לחשוף באופן נרחב את פני הגולגולת.
- חותכים את הגולגולת אופקית לאורך קו מן החור הגדול spinochular ממש מעל האוזן והעין באמצעות מספריים רופא עיניים. חותכים את הגולגולת לאורך קו מעל שתי העיניים ולהסיר כדי לבודד את הגולגולת.
- חותכים את המוח באמצע המוח באמצעות אזמל, ואז לבודד את החלק caudal של המוח כולל את המוח הראשי מהגולגולת. לטבול אותו בגביע קר קרח של ACSF. בדרך כלל, הזמן הכולל של עריפת הראש כדי טבילה של בלוק המוח לתוך הגביע הטרום מקורר של ACSF צריך להיות פחות מ 60 s.
- מיקום של אבובים מבעבעים צריך להיות מותאם כדי לא לעורר את גוש המוח בגביע. נזק מכני עלול לגרום לנפיחות של הפרוסה במהלך ההקלטה. להשאיר אותו לפחות 7 דקות ולאפשר למוח להתקרר.
- כדי לחתוך את המוח לחסום, לגזור פיסת אגר מלבני (2 ס"מ x 2 ס מ) מצלחת אגר גדול (4 ס"מ x 10 ס"מ, מאוחסן ב 4 ° c) ולשים אותו על נייר סינון כדי לקלוט את עודפי הנוזלים.
- להפוך את הקטע אגר הפוך על נייר מסנן, ואז למקם את פיסת אגר על נייר סינון על מגש מתכת טרום מקורר הדגימה (16 ס"מ x 20 ס מ). להרים את בלוק המוח באמצעות מרית ולקלוט נוזל מוגזם סביבו עם פיסת נייר סינון.
- הר המוח לחסום על בלוק אגר באמצעות דבק (הדבק מיידית רפואי ציאנואקריאקרילי). הקפד לצרף את החלק התחתון (בצד הגחוני) של בלוק המוח כדי אגר.
- חותכים את האונה הימנית עם להב. להיות בטוח כי הצד של המטוס חיתוך הוא מקביל ככל האפשר למישור הדנדריטי של המחשב, כי הצד הזה מחובר למשטח של מגש הדגימה. חותכים ומסירים את הצד השני של האונה. לאחר מכן, חותכים את המוח בין העליון לבין המכרה הנחות, ולחתוך את חוט השדרה.
- הדבק את הצד הימני של המוח הקצוץ החתוך עם בלוק אגר על מגש הדגימה טרום מקורר. מורחים דבק עודף סביב המוח החצי עם החלק השטוח של מרית, כדי למנוע דבק עודף מלצרף למשטח המוח. להטות את מגש המתכת ויוצקים ACSF כדי לתקן את הדבק ולשטוף את הדבק עודף.
3. חיתוך מוח
- האוריינט המדגם כך שהצד השני של המוח הראשי נמצא בצד הקדמי. יוצקים ice-קר חיתוך ACSF, המכיל 1 μM TTX, מספיק כדי לטבול את המוח החסר לחלוטין. מניחים צינור גז לתוך ACSF ולהתחיל מבעבע עם O2/CO2 תערובת גז.
- הסירו את הארכייד מאטר. בעזרת טוויצר משובח מתחת למשקפת ותסיר את גזע המוח. ואת הבלוק של אגר סובב את המגש 180 °, כך שהמשטח החלק הגבי של המוח הפנימי מתמודד עם להב גילוח.
- הגדר את הלהב וכוונן את מיקום החיתוך הראשון. הגדר את הפרמטרים של פרוסות הרטט לבאות: משרעת ל-5.5, תדירות ל-85 Hz, מהירות ל-3-4 ועובי הפרוסה ל-300 μm.
- להעביר את הפרוסה המוח על ניילון-נטו לתוך אינקובטור אקריליק לטבול את הפרוסה לחלוטין ACSF חמצון. יש להניח את החממה באמבט מים השומר על טמפרטורה של 26 ° c.
- אחסן את הפרוסות עבור לפחות 1 h כדי לאפשר שחזור מהנזק במהלך החיתוך.
4. הדבקת תא שלם-הקלטת קלאמפ
הערה: הקלטה מלחציים תיקון דורש הציוד הבאים: מיקרוסקופ זקוף עם הפרעה אינפרא אדום הפרעות דיפרנציאליות (IR-DIC) אופטיקה, מגבר מהדק תיקון, התקן הדיגיטציה של נתונים, גירוי דיגיטלי, מבודד, מחשב, תוכנה לרכישת נתונים ניתוח, מנועי מניפולטור, פלטפורמת מיקרוסקופ, שולחן בידוד רטט, כלוב פאראדיי, מערכת חימום פתרונות, משאבות פריסטלטיות וכלי אלקטרודה.
- הוסף picrotoxin (0.1 mM) כדי ACSF ולפתור אותו באמצעות ultra-sonication עבור 3 דקות.
- מבשם תא הקלטה עם picrotoxin המכיל, O2-CO2-רווי acsf בשיעור של 2 מ ל/דקה. לשמור על טמפרטורת חדר ההקלטה בסביבות 30 ° c.
- לבצע הקלטה אלקטרודה ידי משיכת נימי זכוכית בורוסיליקט עם נימה (קוטר החיצוני = 1.5 מ"מ) באמצעות פולר עם 4 שלבים. קוטר הקצה אמור להיות בסביבות 1 μm.
- לעשות אלקטרודה מגרה על ידי משיכת נימי אותו באמצעות הפולר עם 2 שלבים, ואז לשבור כדי לייצר טיפ דק על ידי הכאת הטיפ נגד גוש ברזל תחת מיקרוסקופ המשקפת. הקוטר האחרון צריך להיות 3 – 5 μm.
- העבר את פרוסת המוח לתא ההקלטה ותקן אותו עם משקל Pt עם חוטי ניילון. למלא אלקטרודה מגרה עם ACSF.
- לגירוי ה-PFs, הנח את האלקטרודה המעוררת על פני השטח של השכבה המולקולרית, בסביבות 50 יקרומטר הרחק משכבת התאים purkinje.
- לגירוי של CF, המקום האלקטרודה מגרה בתחתית שכבת התאים Purkinje (שלבים 5.3, 5.4).
- הפתרון הפנימי מבוסס מסנן K+או Cs+באמצעות מסנן 0.45 יקרומטר. השתמש מיקרו מטעין כדי למלא אלקטרודה הקלטה עם 8 μL של פתרון פנימי.
- החל לחץ חיובי חלש על האלקטרודות ההקלטה לפני שאתה מאשר אותו לתוך ACSF. ההתנגדות שלה צריכה להיות 2 – 4 MΩ ופוטנציאל junctional נוזלי צריך להיות מתוקן.
- גש אל גוף התאים הבריא והבהיר של המחשב עם האלקטרודה הרושמת. לדחוף את פני השטח של התאים Purkinje מעט, להפסיק את החלת לחץ חיובי, הבא להחיל לחץ שלילי עד ליצירת חותם giga-אוהם. לאחר מכן לקבוע את התצורה של התא כולו באמצעות לחץ שלילי.
- להחזיק את הפוטנציאל הממברנה ב-70 mV, ולהחיל -2 mV פולס (משך, 100 ms) ב 0.1 הרץ כדי לפקח על התנגדות הקלט, התנגדות סדרה וקיבולת קלט, ברציפות. אל תשתמש בפיצוי ההתנגדות של הסדרה. התעלם מנתונים כאשר התנגדות הסדרה משתנה ביותר מ-15%.
5. אינדוקציה בע מ
- לעורר את השכבה המולקולרית עם דופק (משך, 0.1 ms). זיהוי הזרמים הפוסט-מפוטיים של PF (EPSC) על-ידי החלת גירוי בפעימה כפולה (מרווח זמן משני (ISI) של 50 ms). ה-PF-EPSC צריך להראות הקלה לזווג הדופק ועלייה הדרגתית משרעת יחסית להגדיל את עוצמת גירוי.
- הקלט את תגובת הבדיקה של ה-PF-EPSC על-ידי החלת פעימה בודדת ב-0.1 Hz. להתאים את עוצמת הגירוי, כך משרעת EPSC מעורר הוא סביב 200 pA. הימנע מזיהום של הזרם דרך הערוץ היוני תלוי המתח.
- לעורר את CF בחלק התחתון של שכבת התאים Purkinje, ולזהות את EPSC מעורר על ידי הפעלת CF (על ידי החלת גירוי הדופק כפול). CF-EPSC צריך להראות מזווג הדופק דיכאון ו-all-או-none הצורה על פי העלייה בעוצמה גירוי. עבור השראה בע מ, יש להשתמש בגירוי יחיד.
-
פרוטוקול ממריץ 1
- באמצעות האלקטרודה המכילה K+מבוסס פתרון פנימי תחת תנאים מלחציים הנוכחי, להחיל את הגירוי PF יחיד בודד CF-גירוי בו ב 1 הרץ עבור 5 דקות (300 פולסים) (איור 1a).
-
פרוטוקול ממריץ 2
- באמצעות אלקטרודה המכילה K+מבוססי פתרון פנימי תחת התנאים הנוכחיים מלחציים, להחיל כפול pf-גירויים (ISI של 50 ms) ויחיד CF-גירוי כמו ה-pf-גירוי השני הוא האירוע עם cf-גירויים ב 1 הרץ עבור 5 דקות (איור 1b).
-
פרוטוקול ממריץ 3
- באמצעות אלקטרודה המכילה הפתרון הפנימי מבוסס Cs+בתנאי מהדק מתח, להחיל את הגירוי PF כפול (ISI של 50 ms) ו בודד הקיטוב צעד (-70 כדי 0 mV, 50 ms) כדי סומה ב 1 הרץ עבור 3 דקות, כך PF-גירוי השני הוא שווה ערך לתחילת שלב המתח (איור 1C).
-
פרוטוקול וממריץ בע מ-4
- באמצעות אלקטרודה המכילה הפתרון הפנימי מבוסס Cs+בתנאי מהדק מתח, להחיל את PF-גירויים (5x ב 100 Hz) ו בודד ביטול הקיטוב צעד (-70 כדי 0 mV, 50 ms) כדי סומה ב 0.5 Hz עבור 3 דקות, בו זמנית (איור 1d ).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
ארבעה פרוטוקולים שימשו במחקר זה כדי לגרום המוח בע מ. בשני הפרוטוקולים הראשונים (פרוטוקול 1 ו-2), השילוב של גירוי ה-PF והגירוי הCF הוחל בתנאי מלחציים נוכחיים. בשני הפרוטוקולים האחרים (פרוטוקול 3 ו-4), הוחלף בדפולריזציה של הסומונים עבור גירוי ה-CF בתנאים של מהדק מתח. סימני מתח או מרשמים נוכחיים במהלך גירוי משלים הושוו (איור 2).
השילוב של גירוי של 1 PF ו-1 הגירוי CF בתנאים הנוכחיים-קלאמפ (פרוטוקול -1) היו משמשים להכנת פרוסה26,27. הצורה של היתד המורכב הרוויח על ידי הג היה דומה לזה שנוצר על ידי גירוי CF לבדו, עם שיבולית התלול הראשון ואחריו 2 כדי 3 שיבולית (איור 2a). ספייק מורכב בצורה דומה נצפתה במהלך גירוי עם פרוטוקול 2, כלומר, 1 PF-גירוי היה בעקבות 50 ms מאוחר יותר על ידי PF משלים השני-ו CF-גירוי (איור 2B). תחת תנאים של מהדק מתח באמצעות פתרון פנימי מבוסס Cs+, חיבור של 2 גירוי PF והדפולריזציה הסומטיים (פרוטוקול 3) (איור 2c). הגירוי ה-PF הראשון הוכן לאחר 50 אלפיות השנייה על-ידי יישום במקביל של גירוי-PF נוסף ודפולריזציה. זרם פנימי הגיע על ידי הדפולריזציה של הסומניים מ-70 ל -0 mV. זרם הזנב עורר גם לאחר repolarization. לפעמים, הדור החוזר על הזרם הפנימי נצפה, אשר ישקף את הפעילות של Ca-ספייק באזור הדנדריטי המרוחק שבו הפוטנציאל הממברנה לא היה מהודק מספיק, למרות שימוש בפתרון פנימי מבוסס Cs+( איור 2C). לבסוף, 5 הגירויים ב-100 הרץ ניתנו במקביל עם הדפולריזציה הסומטית בתנאים של קלאמפ למתח (פרוטוקול 4). שוב, הוצצו הדור החוזר של הזרמים הפנים במהלך הדפולריזציה והזרם האחורי הושלה לאחר התגובה. עיתוי של הדור החוזר ונשנה של הזרם הפנימי לא סונכרן עם הגירויים PF (איור 2D). לפעמים, הדור החוזר של הזרם הפנימי נמשך לאחר התגובה.
באשר לבע מ הנגרמת על ידי פרוטוקולים -1 ו-2, הפחתת משרעת EPSC נמדד במהלך 25-דקות לאחר תחילתה של סי. ג'יי היה מפוזר על מגוון רחב יחסית32. לעומת הצורה היציבה של ה-PF-EPSP, הצורה של ספייק מורכב היה משתנה למדי מתא לתא. מכיוון ששיבוליות בדקר מורכבת שיקפה את הפעלת ה-Ca2 +ערוץ33, הצורה של ספייק מורכב, כגון משרעת או משטצות של שיבוליות, המשפיעים על משרעת בע מ נבדק עם היתד המורכב העלה על ידי פרוטוקול 1. מכיוון שהצורה של הקוצים המורכבים המורכבת מהפרוטוקול 2 הייתה מזוהמת עם ה-PF-EPSP, לא הצלחנו לנתח נתונים אלה. ראשית, הסכום של כל שיבוליות (1 – 4)-משרעת היה מתואם עם משרעת של בע מ (-ΔEPSC%) (איור 3א, ב). מקדם המתאם (r) היה 0.28, אך לא היה משמעותי מבחינה סטטיסטית (p > 0.5). בגלל שיבוליות 2-4 הכיל יותר Ca2 +-רכיב34, סכום של שיבוליות (2-4)-משרעת היה מתואם עם משרעת בע מ. המתאם נראה חזק יותר (r = 0.67), אבל עדיין לא משמעותי מבחינה סטטיסטית (p > 0.1) (איור 3C). הבא, הערך המקסימלי של dVm/dt (שיעור מרבי של עלייה [mrr]) של כל שיבולית היה מחושב (איור 3d), כי המוצר של קיבוליות קרום (Cm) ו-dVm/dt בערך משקף את הזרמים הממברנה35. מתאם בין התוצר של ס מ לבין הסכום של הספיקלטות (1 – 4) ומשרעת הבע מ נבדקה (איור 3E) ו-r היה 0.18 (עמ' > 0.9). הקשר בין התוצר של ס מ לבין סכום ה-MRKELETS (2 – 4) הראה אור חזק מעט יותר (0.36) אבל זה לא היה משמעותי (p > 0 .6) (איור 3F).
תחת תנאי קלאמפ מתח, פרוטוקול 3 עם 180 Cjs ביעילות המושרה בע מ (איור 4B)32. עם זאת, אם מספר קטן יותר של גירויים יכול ביעילות לגרום בע מ נשאר לא ידוע. כך, 60 Cjs הוחלו על 1 הרץ עבור 1 דקות. סביב 10 דקות אחרי סי. ג'יי, משרעת EPSC היה מדוכא, עם זאת, זה התאושש 15 דקות לאחר התחלתה של סיג'יי. זה מרמז כי 60 פעמים Cjs ב 1 הרץ לא היה מספיק כדי לגרום בע מ (איור 4A). יתר על כן, חזרה על הדפולריזציה הסומטית בלבד (180 פעמים) לא לגרום בע מ (איור 4B)32.
הפרוטוקול 4 שימש במקור על ידי שטיינברג ואח '30 לעכברים צעירים (P14 – 21). בע מ התבצעה הדיווחים על ידי 30 Cjs ב 0.5 Hz ב RT במוח סוג פראי. עם זאת, כאשר 30 Cjs הוחלו על העכברים למבוגרים בלבד פרוסה (3 – 6 חודש) בסביבות 30 ° c, לא בע מ המושרה (איור 5A). לעומת זאת, כאשר 90 Cjs הוחלו, השרעת הרגילה של בע מ נצפתה (איור 5B)32. שוב, הסומריזציה בלבד (90 פעמים ב 0.5 Hz) לא לגרום בע מ (איור 5B).
איור 1: המחשה סכמטית של פרוטוקולים כדי לגרום בע מ ב-PF-PC סינפסה. (א) פרוטוקול 1 סי. סי. 1 PF ו 1 גירויים CF מוחלים בו 300 פעמים ב 1 הרץ (5 דקות) תחת תנאים מלחציים הנוכחי. אלקטרודה להקלטת תא שלם מכיל פתרון פנימי מבוסס K+. (ב) פרוטוקול 2 סי. סי. 2 PF ו 1 גירויים CF מוחלים בו 300 פעמים ב 1 הרץ (5 דקות) תחת מצב התפס הנוכחי. האלקטרודה מכילה פתרון פנימי מבוסס K+. (ג) פרוטוקול 3 סי. פי. 2 PF ו-הדיפולריזציה (-70 כדי 0 mV, 50 ms) מוחלים 180 פעמים ב 1 הרץ (3 דקות) במצב הצבת מתח, כך גירוי ה-PF השני מוחל בו זמנית עם תחילת depolarization הסומטית. האלקטרודה מכילה פתרון פנימי מבוסס Cs+. (ד). פרוטוקול 4 סי. פי. 5 ב-100 הרץ והדפולריזציה של המצב מוחלים 90 פעמים ב-0.5 hz (3 דקות) בתנאי מהדק מתח, בו זמנית. האלקטרודה מכילה פתרון פנימי מבוסס Cs+. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: שרידי מתח או שרידים נוכחיים של המחשב במהלך גירוי משני. (א) העקבות הפוטנציאליים מושפעפרוטוקול 1 ג ' סי. (ב) ממברנה מעקב פוטנציאלי הרוויח על ידי פרוטוקול 2. סי. (ג) מעקב הזרם ממברנה הרוויח על ידי פרוטוקול 4. סי. סי. פסים אנכיים = 10 mV (A ו-B), 1 nA (C ו-D). אופקי בר = 20 ms. נא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: הקשר בין שיבולית של ספייק מורכב משרעת בע מ. (א) סימן מייצג של יתד מורכב המורכב על-ידי פרוטוקול 1. חיצים מצביעים על פסגות של ספיקלנטס (1 – 4). סרגל סרגל = 20 mV. (ב) קשר בין סכום משרעת הספיקלטות (1 – 4) ומשרעת בע מ (-ΔEPSC%) (r = 0.28, p > 0.5). (ג) הקשר בין סכום השרעת של ספיקלטות (2 – 4) ומשרעת בע מ (r = 0.67, p > 0.1). (ד) הסימן המייצג של קוצים מורכבים הבדיל המוצג ב-A. חיצים מציינים פסגות של dVm/dt של spikelets. קנה מידה שורות = 5 אלפיות הראשונה, 50 V/s. (E) היחסים בין מוצרים של Cm והסכום של mrr של שיבוליות (1 – 4) ומשרעת של בע מ (-ΔEPSC%) (r = 0.18, p > 0.7). (ו) קשר בין התוצר של Cm לבין סכום ה-mrr של שיבוליות (2 – 4) ומשרעת של בע מ (r = 0.36, p > 0.4). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: ההשפעה של מספר חזרות על האינדוקציה באמצעות פרוטוקול-3 סי. (א) כישלון של האינדוקציה בע מ על ידי פרוטוקול-3. סי. ג'יי, החזרה הייתה 60 בשעה 1 Hz משמעות משרעת PF-epsc הוקלט לפני ואחרי פרוטוקול-3 סיג'יי (עמודה שחורה בתחתית). משרעת ה-PF-EPSC היתה מנורמלת על ידי אלה שנרשמו לפני סי. ג'יי. סמל מלא מציין את משרעת ה-EPSC הממוצע. קווי שגיאה מציינות את SEM. שיבוץ: על גבי עקבות PF-EPSC (למעלה) נרשמו לפני (מסומנים 1) ו 25-29 דקות לאחר הופעת הראשון של סיג'יי (2). כל מעקב מייצג את הממוצע של 6 רשומות. סרגל קנה מידה = 100 pA, 10 ms. (ב) סמל אדום: בע מ הנגרמת על ידי פרוטוקול 3. סי, החזרה הייתה 180 פעמים ב 1 Hz סמל כחול: אין גירוי בשילוב אבל הדפולריזציה ה, הוחל 180 פעמים ב 1 הרץ. בע מ לא המושרה. שיבוץ: על גבי עקבות PF-EPSC (למעלה) נרשמו לפני (מסומנים 3) ו 25 – 29 דקות לאחר הופעת הג-השלישי (מסומן 4). כל מעקב מייצג את הממוצע של 6 רשומות. ברים בקנה מידה = 100 pA, 10 ms. נתונים המוצגים ב-B הוא בשימוש זהה באיור 3B של יאמגוצ'י ואח '32. (ג). העלילה התקציר של משרעת PF-epsc הקליט במהלך 25 – 29 דקות לאחר התחלתה של ג ' סי. מחסני: דפולריזציה. תו נומרי בסוגריים מייצג את מספר התאים. x60 = 60 פעמים, x180 = 180 פעמים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: ההשפעה של מספר חזרות על האינדוקציה באמצעות פרוטוקול 4. סי. (א) כישלון של השראה בע מ על ידי פרוטוקול 4. סי. ג'יי, החזרה הייתה 30 פעמים ב 0.5 Hz משמעות משרעת PF-epsc הוקלטה לפני ואחרי פרוטוקול-4 סיג'יי (עמודה שחורה בתחתית). סמל מלא מציין את משרעת ה-EPSC הממוצע. קווי שגיאה מציינות את SEM. שיבוץ: על גבי עקבות PF-EPSC (למעלה) נרשמו לפני (מסומנים 1) ו 25-29 דקות לאחר הופעת הראשון של סיג'יי (2). כל מעקב מייצג את הממוצע של 6 רשומות. סולם ברים = 100 pA, 10 ms. (ב) סימן אדום: בע מ הנגרמת על ידי פרוטוקול 4. סי., סמל כחול: אין גירוי בשילוב, אבל מצבי הרוח של הסופוליזציה הוחלו 180 פעמים ב-0.5 HZ. LTD לא הושרה. שיבוץ: על גבי עקבות PF-EPSC (למעלה) נרשמו לפני (מסומנים 3) ו 25 – 29 דקות לאחר הופעת הג-השלישי (מסומן 4). ברים בקנה מידה = 100 pA, 10 ms. נתונים המוצגים ב-B הוא אותו השימוש באיור 4B של יאמגוצ'י ואח '. 32(ג). מגרש תקציר של משרעת PF-EPSC הקליט במהלך 25 – 29 דקות לאחר התחלתה של סי... מחסני: דפולריזציה. תו נומרי בסוגריים מייצג את מספר התאים. x30 = 30 פעמים, x90 = 90 פעמים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
הבדלים בין ארבעת הפרוטוקולים
בפרוטוקולים מסוג 1 ו-2, Cjs 300 פעמים ב-1 Hz מספיק כדי לגרום למוח בע מ. תדירות גירוי של CF נראה להיות בטווח פיזיולוגי, כי שיעור הירי המורכב ספייק בזמן התראה עכברים מבוגרים (P60) דווחה להיות 1.25 Hz36. עם זאת, הגירוי CF לבדו לא לגרום פלסטיות לטווח ארוך ב-PF-CF סינפסה, כפי שנעשה בשימוש פרוטוקולים 1 ו 2 (איור 4, איור 5), למרות CF-גירוי לבד בתדר גבוה יותר המושרה בע מ24. הצורה של הדקר המורכבת, הרוויח בפרוטוקול 1, גם לא היה קשר משמעותי עם משרעת בע מ (איור 3). אולי הצורה של ספייק מורכבים משקף את הממוצע Ca2 +-ריכוז, אבל לא לייצג את ca המקומי2 +-ריכוז ברנדי היכן בע מ המושרה.
לגבי גירוי pf, למרות 1 גירוי pf היה בשימוש מקובל כדי לגרום למוח בע מ26,27, התא גרגר עושה נטו לירות במצב פרץ ב vivo37. משום כך, הפעלות מרובות של ה-PF יהיו טובות יותר מגירוי PF יחיד כדי לחקות את דפוס הירי הפיזיולוגי, והפעלת mGluR1 תלויה במספר ובתדירות של ירי PF38. לכן, פרוטוקול -2 יפעיל את PKC באופן אינטנסיבי יותר מהפרוטוקול-1. ב כמה מוטציה GluA2 טוק-in עכברים (K882A), רק פרוטוקול -2 היה מספיק כדי לגרום בע מ לעומת פרוטוקול 132, הרומז כי ריכוז גבוה יותר של pkc הופעל היה נדרש כדי לגרום בע מ עבור מוטציה זו GluA2 מסוים.
מגירוי מרובה של ה-PF יגביר את השכיחות של האינדוקציה בע מ, אבל הפעלת מתח חשמלי בזרם Ca2 +ערוץ באמצעות הגירוי CF או הדפולריזציה הסומטית עדיין נדרש. כדי להגביר את ההפעלה של Ca התלוי מתח2 +-ערוץ ב דנדריטים המחשב, שבו ה-PF היה מגורה, גוף התא של המחשב היה מקוטב תחת מתח מהדק תנאים30. בעת שימוש בפתרון פנימי מבוסס Cs+, התנגדות הקלט גברה במידה ניכרת32, ומרמזת על עלייה בקבוע הכבל. כתוצאה מכך, מספר ה-Ca המופעל2ערוצים באזור המרוחק של הדנדריטים מחשב המחשב יהיה גדל. בכמה עכברים GluA2 מוטנטים (Δ7), גירוי 2PF + הדפולריזציה (פרוטוקול 3) או 5 גירויים מסוג PF + הדפולריזציה (פרוטוקול 4) יכול לגרום בע מ לעומת זאת, לא נצפתה תופעה באמצעות פרוטוקול 1 או 2 גירויים. ייתכן כי הדפולריזציה הסומטית תחת תנאי מהדק מתח עם הפעלתמחשבימדעי החברה והפעלה באמצעות מנגנוני ההפעלה הפעילים של Ca2 +ערוצים מתרחשת באופן יעיל יותר מאשר הפעלת על-ידי גירוי CF בתנאים מלחציים נוכחיים עם פתרון פנימי מבוסס K+, וזה עלול לגרום לעלייה שאינה מתוסף ב [Ca2 +]ב39 ו-pkc חזקים בעקבות ההפעלה הנדרש עבור בע מ.
מנגנון פיצוי אפשרי עבור בע מ גנים מניפולציה בעלי חיים
מחקר תיאורטי מניח הפעלה של כל או ללא סוג של PKC על האינדוקציה בע מ40, אבל בתוצאות ניסיוני באמצעות כמה גנים מניפולציות בעלי חיים כגון GluA2 טוק-in עכברים הפגינו כי הפעלה של pkc מגוונת בהתאם אינדוקציה בע מ פרוטוקולים32. בין 4 פרוטוקולים שונים, פרוטוקול אינדוקציה היעילה ביותר להפעלת PKC היו פרוטוקולים 3 ו-4, ואחריו פרוטוקול 2 והחלש ביותר היה פרוטוקול 1. בבעלי חיים מניפולציות גנטית, מנגנוני הפיצוי יכול להיות גורם בע מ32. מנגנוני פיצוי כאלה עשויים להיות רגישות נמוכה יותר להפעלת PKC. אם כן, ערכות מרובות של פרוטוקולים בע מ, כולל אחד אשר יכול להפעיל PKC חזק יותר מאשר פרוטוקולים קונבנציונליים, הוא הכרחי כדי להעריך את היכולת אינדוקציה בע מ הגן מניפולציה בעלי חיים. למרות האינדוקציה הרגילה של בע מ עם פתרון פנימי מבוסס Cs+מדווחים במחשבים מחשבים אישיים15 או מחשבים בפרוסות30, פתרון פנימי של Cs+מבוסס אינו פיזיולוגי. עם זאת, הפעלה של Ca התלוי במתח2 +ערוץ בדנדריטים מרחוק קשה באמצעות depolarization הסומטית בפרוסה, בשל הנזק המכני האפשרי במהלך ההכנה והקלטה אשר עלול לגרום ירידה ב קבוע באורך. לכן, כדי להבטיח הפעלה של Ca2 +ערוצים באזור הדנדריטי מגרה PF, יש צורך להשתמש בפרוטוקול המגביר את האורך הקבוע באמצעות פתרון Cs+-פנימי.
תנאים ניסיוניים אחרים
גם גורמים אחרים צריכים להילקח בחשבון כאשר הפלסטיות הסינפטית והתנהגות בעלי חיים נבדקים במקביל כגון התאמה של גיל החיות וטמפרטורת ההקלטה בתוך מבחנה, מכיוון שקצב אותות התמרה קבועים וסחר בקולטן רגישות מאוד לטמפרטורה. למעשה, למידה מוטורית ב vivo צמצם את מספר פני השטח הביע מסוג ה-מיני-מגלוטמט קולטנים41 ואת הגודל של המיני-epsc אסינכרוני ב-PF-PC סינפסה42. באופן אידיאלי, הקלטה של מהדק התאים השלם צריך להתבצע ב-37 ° c, עם זאת, הקלטה ארוכת טווח יציבה קשה ב 37 ° c. מכאן, כל ההקלטות אלקטרופיזיולוגיות במחקר זה נערכו בסביבות 30 ° c. למרות טמפרטורה זו נמוכה יותר מאשר טמפרטורה פיזיולוגית, זה עדיין יספק תנאים נוחים יותר כדי להשוות את המאפיינים הסינפטית שנותחו בתוך מבחנה עם יכולת למידה התנהגותית. הבדל זה בטמפרטורות הקלטה עשוי להיות גורם נוסף כדי לגרום לתוצאות אלה להיות שונות מהדוח הקודם26. בנוסף, הערכה של חוקיות של תכונות ממברנה פסיבית32 ו מהותי היכולת43,44 חשוב גם במחקר של הפלסטיות הסינפטית.
לסיכום, כדי לחקור את הקשר הסיבתי בין הפלסטיות הסינפטית לבין התנהגות בעלי חיים בגנים מניפולציה בעלי חיים, הערכה של הפלסטיות הסינפטית בחוץ למוח ידרוש שליטה מדוקדקת של מצבים ניסיוניים כגון שימוש בטמפרטורה רגולציה ומספר סוגים של פרוטוקולים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
. למחברים אין מה לגלות
Acknowledgments
אנו מודים לא. קובה על הסיוע הטכני שלה. מחקר זה היה נתמך באופן חלקי על ידי גרנט בסיוע עבור מחקר מדעי (C) 17K01982 כדי K.Y.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amplifier | Molecular Devices-Axon | Multiclamp 700B | |
| Borosilicate glass capillary | Sutter | BF150-110-10 | |
| Digitizer | Molecular Devices-Axon | Digidata1322A | |
| Electrode puller | Sutter | Model P-97 | |
| Isoflurane | FUJIFILM Wako Pure Chemical | 26675-46-7 | |
| Isolator | A.M.P.I. | ISOflex | |
| Linear slicer | Dosaka EM | PRO7N | |
| Microscope | NIKON | Eclipse E600FN | |
| Peristaltic pump | Gilson | MP1 Single Channel Pump | |
| Picrotoxin | Sigma-Aldrich | P1675 | |
| Pure water maker | Merck-Millipore | MilliQ 7000 | |
| Software for experiment | Molecular probe-Axon | pClamp 10 | |
| Software for statistics | KyensLab | KyPlot 5.0 | |
| Stimulator | WPI | DS8000 | |
| Temperature controller | Warner | TC-324B | |
| Tetrodotoxin | Tocris | 1078 |
References
- Eccles, J. C., Ito, M., Szentagothai, J. The Cerebellum as a Neuronal Machine. , Springer. New York. (1967).
- Marr, D. A theory of cerebellar cortex. Journal of Physiology. 202 (2), 437-470 (1969).
- Albus, J. S. Theory of cerebellar function. Mathematical Biosciences. 10 (1), 25-61 (1971).
- Maekawa, K., Simpson, J. I. Climbing fiber responses evoked in vestibulocerebellum of rabbit from visual system. Journal of Neurophysiology. 36 (4), 649-666 (1973).
- Ito, M., Shiida, T., Yagi, N., Yamamoto, M. Visual influence on rabbit horizontal vestibulo-ocular reflex presumably effected via the cerebellar flocculus. Brain Research. 65 (1), 170-174 (1974).
- Ghelarducci, B., Ito, M., Yagi, N. Impulse discharge from flocculus Purkinje cells of alert rabbits during visual stimulation combined with horizontal head rotation. Brain Research. 87 (1), 66-72 (1975).
- Robinson, D. A. Adaptive gain control of vestibulo-ocular reflex by the cerebellum. Journal of Neurophysiology. 39 (5), 954-969 (1976).
- Gilbert, P. F. C., Thach, W. T. Purkinje cell activity during motor learning. Brain Research. 128 (2), 309-328 (1977).
- Ito, M., Sakurai, M., Tongroach, P. Climbing fibre induced depression of both mossy fibre responsiveness and glutamate sensitivity of cerebellar Purkinje cells. Journal of Physiology. 324, 113-134 (1982).
- Ito, M., Kano, M. Long-lasting depression of parallel fiber-Purkinje cell transmission induced by conjunctive stimulation of parallel fibers and climbing fibers in the cerebellar cortex. Neuroscience Letters. 33 (3), 253-258 (1982).
- Ekerot, C. F., Kano, M. Long-term depression of parallel fibre synapses following stimulation of climbing fibres. Brain Research. 342 (2), 357-360 (1985).
- Sakurai, M. Synaptic modification of parallel fibre-Purkinje cell transmission in in vitro guinea-pig cerebellar slices. Journal of Physiology. 394, 462-480 (1987).
- Hirano, T. Depression and potentiation of the synaptic transmission between a granule cell and a Purkinje cell in rat cerebellar culture. Neuroscience Letters. 119 (2), 141-144 (1990).
- Linden, D. J. A long-term depression of AMPA currents in cultured cerebellar purkinje neurons. Neuron. 7 (1), 81-89 (1991).
- Linden, D. J., Connor, J. A. Participation of postsynaptic PKC in cerebellar long-term depression in culture. Science. 254 (5038), 1656-1659 (1991).
- Ito, M. Cerebellar long-term depression: characterization, signal transduction and functional roles. Physiological Reviews. 81 (3), 1143-1195 (2001).
- Ito, M. The molecular organization of cerebellar long-term depression. Nature Reviews Neuroscience. 3, 896-902 (2002).
- Ito, M., Jastreboff, P. J., Miyashita, Y. Specific effects of unilateral lesions in the flocculus upon eye movements in albino rabbits. Experimental Brain Research. 45 (1-2), 233-242 (1982).
- Nagao, S. Effects of vestibulocerebellar lesion upon dynamic characteristics and adaptation of vestibulo-ocular and optokinetic responses in pigmented rabbits. Experimental Brain Research. 53 (1), 36-46 (1983).
- Watanabe, E. Neuronal events correlated with long-term adaptation of the horizontal vestibulo-ocular reflex in the primate flocculus. Brain Research. 297 (1), 169-174 (1984).
- van Neerven, J., Pompeiano, O., Collewijn, H. Effects of GABAergic and noradrenergic injections into the cerebellar flocculus on vestibulo-ocular reflexes in the rabbit. Progress in Brain Research. 88, 485-497 (1991).
- Ito, M. Mechanism of motor learning in the cerebellum. Brain Research. 886, 237-245 (2000).
- De Schutter, E. Cerebellar long-term depression might normalize excitation of Purkinje cells: a hypothesis. Trends in Neurosciences. 18 (7), 291-295 (1995).
- Hansel, C., Linden, D. J. Long-term depression of the cerebellar climbing fiber-Purkinje neuron synapse. Neuron. 26 (2), 473-482 (2000).
- Safo, P., Regehr, W. G. Timing dependence of the induction of cerebellar LTD. Neuropharmacology. 54 (1), 213-218 (2007).
- Schonewille, M., et al. Reevaluating the role of LTD in cerebellar motor learning. Neuron. 70 (1), 43-500 (2011).
- Karachot, L., Kado, T. R., Ito, M. Stimulus parameters for induction of long-term depression in in vitro rat Purkinje cells. Neuroscience Research. 21 (2), 161-168 (1994).
- Hartell, N. A. Induction of cerebellar long-term depression requires activation of glutamate metabotropic receptors. Neuroreport. 5, 913-916 (1994).
- Aiba, A., et al. Deficient cerebellar long-term depression and impaired motor learning in mGluR1 mutant mice. Cell. 79, 377-388 (1994).
- Steinberg, J. P., et al. Targeted in vivo mutations of the AMPA receptor subunit GluR2 and its interacting protein PICK1 eliminate cerebellar long-term depression. Neuron. 46 (6), 845-860 (2006).
- Koekkoek, S. K., et al. Deletion of FMR1 in Purkinje cells enhances parallel fiber LTD, enlarges spines, and attenuates cerebellar eyelid conditioning in Fragile X syndrome. Neuron. 47 (3), 339-352 (2005).
- Yamaguchi, K., Itohara, S., Ito, M. Reassessment of long-term depression in cerebellar Purkinje cells in mice carrying mutated GluA2 C terminus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (36), 10192-10197 (2016).
- De Schutter, E., Bower, J. M. An active membrane model of the cerebellar Purkinje cell II. Simulation of synaptic responses. Journal of Neurophysiology. 71 (1), 401-419 (1994).
- Swensen, A. M., Bean, B. Ionic mechanisms of burst firing in dissociated Purkinje neurons. Journal of Neuroscience. 23 (29), 9650-9663 (2003).
- Fukuda, J., Kameyama, M., Yamaguchi, K. Breakdown of cytoskeletal filaments selectively reduces Na and Ca spikes in cultured mammal neurones. Nature. 294 (5836), 82-85 (1981).
- Arancillo, M., White, J. J., Lin, T., Stay, T. L., Silltoe, R. V. In vivo analysis of Purkinje cell firing properties during postnatal mouse development. Journal of Neurophysiology. 113, 578-591 (2015).
- Ishikawa, T., Shimuta, M., Häusser, M. Multimodal sensory integration in single cerebellar granule cell in vivo. eLife. 4, e12916 (2015).
- Tempia, F., Minlaci, M. C., Anchisi, D., Strata, P. Postsynaptic current mediated by metabotropic glutamate receptors in cerebellar Purkinje cells. Journal of Neurophysiology. 80, 520-528 (1998).
- Wang, S. S., Denk, W., Häusser, M. Coincidence detection in single dendritic spines mediated by calcium release. Nature Neuroscience. 3, 1266-1273 (2000).
- Kuroda, S., Schweighofer, N., Kawato, M. Exploration of signal transduction pathways in cerebellar long-term depression by kinetic simulation. Journal of Neuroscience. 21 (15), 5693-5702 (2001).
- Wang, W., et al. Distinct cerebellar engrams in short-term and long-term motor learning. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (1), E188-E193 (2014).
- Inoshita, T., Hirano, T. Occurrence of long-term depression in the cerebellar flocculus during adaptation of optokinetic response. eLife. 27, 36209 (2018).
- Belmeguenai, A., et al. Intrinsic plasticity complements long-term potentiation in parallel fiber input gain control in cerebellar Purkinje cells. Journal of Neuroscience. 30 (41), 13630-13643 (2010).
- Ohtsuki, G., Piochon, C., Adelman, J. P., Hansel, C. SK2 channel modulation contributes to compartment specific dendritic plasticity in cerebellar Purkinje cells. Neuron. 75, 108-120 (2012).
