Method Article

QNsim 1.0'u Kullanarak Elektromanyetik Uyarılmış Dopamin Nörotransmisyon Verisinden Hızlı Tarama Çevrimsel Voltametri Veri Modellenmesi

DOI:

10.3791/55595

June 5th, 2017

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hızlı tarama çevrimsel voltametri, ilaçlar, hastalıklar ve diğer deneysel manipülasyonlar bağlamında in vivo dopamin nörotransmisyonunu izleyebilir. Bu çalışma, dopamin salınımı ve yeniden alım dinamiklerinin tahminlerini nicel nörobiyolojik modele göre nicel modele göre elektrikle uyarılan dopamin tepkilerini modellenebilen QNsim1.0 yazılımının uygulanmasını açıklamaktadır.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Merkezi dopaminerjik (DAergik) yolaklar dikkat, motivasyon ve hareket gibi geniş bir işlev yelpazesinde önemli bir role sahiptir. Dopamin (DA), dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu, Parkinson hastalığı ve travmatik beyin hasarı dahil hastalıklar ve rahatsızlıklarda rol oynar. Böylece, DA sinir iletimi ve onu inceleme yöntemleri bilimsel açıdan yoğun ilgi görür. In vivo hızlı tarama çevrimsel voltametresi (FSCV), ince zamansal ve mekansal çözünürlük ile DA konsantrasyon değişikliklerini seçici olarak izlemenize izin veren bir yöntemdir. Bu teknik, yaygın olarak, dopamin nörotransmisyonunun impuls akışını kontrol etmek için artan DAergik yolların elektriksel uyarımı ile birlikte kullanılır. Uyarılmış DA nörotransmisyon paradigması, berrak morfolojileri ile sağlam DA cevapları üretebilir, ancak bunları kinetik analiz için uygun hale getirirken, yanıtlarını DA yayımı ve clearan açısından yorumlamaya ilişkin çok tartışmalar devam etmektedirCe bileşenleri. Bu endişeyi ortadan kaldırmak için uyarılmış DA cevabının kantitatif nörobiyolojik (QN) bir çerçeve geliştirilmiş ve DA salınımının dinamikleri gerçekte modellenmiştir ve uyarılmış bir DA tepkisi boyunca yeniden toplanmaya başlamıştır. Bu modelin temelleri uyarılmış DA nörotransmisyonundan ve çeşitli araştırmalar dizilerinden alınan sinir iletimi prensiplerine dayanan deneysel verilere dayanmaktadır. QN modeli uyarılan DA serbest bırakma ve modele DA yanıtlarını geri alma dinamikleri ile ilgili 12 parametre uygular. Bu çalışma, QNsim1.0'ı kullanarak DA cevaplarını simüle etmeyi ve uyarılan dopaminin salınımında ve yeniden alım dinamiklerindeki değişiklikleri sistematik olarak ayırt etmek için uygulanan ilkeleri ayrıntılarıyla açıklamaktadır.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dopamin (DA) nörotransmisyonu çeşitli bilişsel ve davranışsal işlevlerde önemli rol oynar ve işlev bozukluğu birkaç yaygın hastalık ve bozuklukla ilişkilendirilir. Bu nedenle DA nörotransmisyonunun hastalık modelleri ve ilaç farmakolojisi bağlamında nasıl değiştirildiğini değerlendirmek için in vivo olarak DA nörotransmisyonunu nicel olarak incelemek için doğru yöntemler geliştirmek önemlidir. Hızlı tarama çevrimsel voltametri (FSCV), in vivo DA nörotransmisyonunun ince uzaysal ve zamansal çözünürlüğü ile izlenmesini sağlar. Uyuşturulmuş, serbestçe hayvanlara davranan fizyolojik DA nörotransmisyonunu izlemek mümkün olmakla birlikte, anestezi altında....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Kurulum, Veri Hazırlama ve QNsim1.0'ı Başlatma

  1. "QNsim1.0.zip" dosyasını (ek olarak sağlayın) indirin ve istediğiniz bir dizine ayıklayın.
  2. Her bir sütunun μ M DA konsantrasyonlarına çevrilen geçici bir DA tepkisi içeren bir elektronik tablo düzenleyerek, yazılım programı ile modelleme için uyarılmış DA yanıt verisini hazırlayın. Bu (.xlsx) dosyasını program dosyaları ile aynı dizine kaydedin.
    Not: E-tablo, tek bir deneyde birden fazla yanıt içerebilir veya sabit bir yanıt sayısıyla birden fazla sayıda çalışma içerebilir (örnek için "Sample.xlsx" konusuna bakın).
  3. Programlama ortamı yazılımını açın, "Current Folder" pencer....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazılım programı ile birlikte "Sample.xlsx" içine derlenen sıçan dorsal striatumundan (Çalışma 1) ve akumbens çekirdeği (Çalışma 2'den) elde edilen örnek DA nörotransmisyon verileri bulunmaktadır. E-tablo, 60 saatlik, 10 saniye ve 5 saatlik uyarılara temel yanıtların DA konsantrasyon verilerini ve DA taşıma inhibitörü metilfenidatın (MPH) (10 mg / gün) uygulanmasından 35 dakika sonra bir 60 Hz, Kg, ip). Uyarlanan DA cevap verisi, yazılım programı kullanılarak modellenecek verileri organize etmek için bir şablon görevi g.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İn vivo uyarılmış DA nörotransmisyonunu incelemek için FSCV'nin kullanımı, 1980'li yıllarda ortaya çıkmış ve yine benzersiz mekansal ve zamansal çözünürlük ile in vivo nörotransmisyon verilerinin zengin bir kaynağı olmaya devam etmektedir. Uyarılmış DA yanıtları, elektriksel uyarılarla kendiliğinden modüle edilen DA salınımı ve geri alımının karmaşık bir dengesini yansıtmaktadır. QN modeli, dinamik salınım ve yeniden alım varsayımları açısından in vivo uyarılmış DA nörotransmisyon veri.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmayı desteklemek için UPMC Rehabilitasyon Enstitüsünü kabul ediyoruz.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Mac için MATLAB R2016a Mathworks
QNsim1.0Şirket içi yazılım paketiQN çerçevesini kullanarak FSCV verilerini modellemek için yazılım

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Taylor, I. M., et al. Kinetic diversity of dopamine transmission in the dorsal striatum. J Neurochem. 133 (4), 522-531 (2015).
  2. Harun, R., Grassi, C. M., Munoz, M. J., Torres, G. E., Wagner, A. K. Neurobiological model of stimulated dopami....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Fast scan Cyclic VoltammetryDopamine NeurotransmissionQNsim1 0 SoftwareElectrical StimulationDopamine ReleaseDopamine ReuptakeStriatal DopamineNucleus AccumbensDorsal StriatumParameter Modeling

Related Articles