$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Gen ekspresyonundaki değişikliklerin, sinaptik sinyalleşmenin bir sonucu olarak nöronlarda meydana geldiği bilinmektedir. Uyarıcı nörotransmitter glutamat tarafından yapılan sinyalleme, nöronal membran potansiyelini depolarize edebilir ve sonunda gen transkripsiyonuna ve translasyonayol açabilir 1,2. İyonotropik reseptörlerin glutamat tarafından aktivasyonu, hücre dışı kalsiyum iyonlarının hücreye girmesine izin verir, bu da gen transkripsiyonunu aktive etmede ikinci bir haberci olarak kritik bir rol oynadığı düşünülmektedir. Aksiyon potansiyeli ateşleme frekansı gibi membran elektriksel aktivitesi ile hücre içi kalsiyum konsantrasyonundaki değişiklikler arasındaki ilişkinin değerlendirilmesi, iki yöntemin kombinasyonunu gerektirir - tüm hücre yaması klempleme ve floresan kalsiyum problarının3-5 kantitatif görüntülenmesi, ilişkinin bireysel nöronlarda incelenmesine izin verir. Tek hücre kayıt tekniği, beynin tanımlanabilir bölümlerinde bireysel nöronların aktivitesinin kaydedilmesine izin verir. Tüm hücre kayıt tekniği, membran voltajının veya akımının kontrol edilmesine izin vererek, belirli iyon kanalı akımlarının deneysel manipülasyonuna izin verir. Floresan kalsiyum probları ile doldurulmuş mikropipetlerin kullanılması da nöronun kalsiyum probu ile iyi bir şekilde doldurulmasını sağlar. Bu teknik, yetişkin dilim preparatlarından beyin dilimi preparatları ile çalışırken açık bir avantaja sahiptir, çünkü bu nöronların daha yaygın hücre permean probları kullanılarak yüklenmesi özellikle zordur ve potansiyel arka plan floresan sorunlarınıazaltır 6-8.
Işık, memelilerin hipotalamik suprakiazmatik çekirdekte (SCN) bulunan sirkadiyen saatlerini ayarlamalarının temel yoludur. Retinada iletilen ışık bilgisi, SCN12,13'te glutamatın salındığı retinohipotalamik sistem (RHT) yoluyla 9-11 iletilir. Glutamat, SCN nöronları üzerinde bulunan NMDA ve AMPA iyonotropik reseptörlerini açar ve bir kalsiyum ve sodyum akışı üretir ve sonuçta14-17 saat genleri ailesinin ekspresyonunu değiştirmeye yol açan hücre içi bir sinyal kaskadını başlatır ve sirkadiyen saatin18-20 fazında kaymalar. Bununla birlikte, kalsiyum nöronlara doğrudan iyonotropik glutamat reseptörleri yoluyla veya membran depolarizasyonu ve voltaja bağlı kalsiyum kanallarının (VDCC) aktivasyonu yoluyla girebilir21. Bu nedenle, SCN nöronlarında hücre içi kalsiyum konsantrasyonu ile membran elektriksel aktivitesi arasındaki ilişkiyi araştırmak için deneysel bir protokol geliştirdik, örneğin aksiyon potansiyeli ateşlemesi ve sinaptik giriş22'den meydana gelir.