Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Hipokampal teta salınımlarını fareler davranışlar içinde Optogenetic sürüklenme

11.7K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/57349

⸱

29 Haziran 2018

 ,  , 
1Systems Neurophysiology Research Group, Institute of Clinical Neuroscience and Medical Psychology, Medical Faculty, Heinrich Heine University Düsseldorf, 2Behavioural Neurodynamics Group, Leibniz Institute for Molecular Pharmacology (FMP)/ NeuroCure Cluster of Excellence, 3Neuronal Circuits and Behavior Research Group, Max Planck Institute for Metabolism Research

Bu makalede

Özet

Biz optogenetics ve elektrofizyolojik kayıtlar hipokampal teta salınımları (5-10 Hz) farelerde davranıyor seçici işlemler için nasıl kullanılacağını açıklar. Yerel alan potansiyeli kullanarak ritim sürüklenme etkinliği izlenir. Opto - ve pharmacogenetic inhibisyon hipokampal eşitleme efferent okuma giderir.

Özet

Kapsamlı veri neural ağ salınımlarını davranış için ilişkiler ve beyin bölgeleri arasında nöronal deşarj organizasyonu için yeni araçları seçerek beyin ritimleri işlemek ara. Burada hücre dışı Elektrofizyoloji hipokampal teta salınımları (5-10 Hz) davranışlar farelerde yüksek sadakat kontrolü için projeksiyon özgü optogenetics birleştiren bir yaklaşımı açıklamak. Optogenetic sürüklenme özgüllüğü channelrhodopsin-2 (ChR2) hedef alarak medial septal hücreleri, en önemlisi hipokampal teta titreşimler, üretimi dahil GABAergic nüfusa elde edilir ve bir yerel etkinleştirme senkronize hipokampüs inhibitör septal afferents bir alt kümesi. Optogenetic ritim denetimin etkinliğinin bir eş zamanlı yerel alanında potansiyel (LFP) lamina CA1 çevrenin ve/veya nöronal deşarj arasında izleme tarafından doğrulanır. Bu kolayca implementable hazırlık kullanarak çeşitli optogenetic stimülasyon protokolleri teta salınımlarını indüksiyon için ve onların frekans ve düzenlilik manipülasyon etkinliğini gösterir. Son olarak, projeksiyon özgü inhibisyon teta ritim denetimle bir arada okuma hipokampal eşitleme efferent bölgeler tarafından belirli yönlerini giderir.

Giriş

Memelilerde nöronal aktivite içinde ve beyin bölgeleri1,2,3,4arasında bilgi aktarımı yardımcı ağ salınımları tarafından koordine edilmektedir. Beyin ritimleri salınımları çok yavaş (< 0.8 Hz) kadar ultrafast (> 200 Hz) Frekanslar arasında değişen içerir. Kanıt büyük gövdeli ağ salınımlarını katılımı biliş5,6,7,8,9,10 da dahil olmak üzere çeşitli beyin fonksiyonları destekler. , yanı sıra Parkinson hastalığı ve epilepsi13,14,15gibi Nöropsikiyatrik bozukluklar doğuştan gelen davranışları11,12 . Ağ salınımlarını deneysel manipülasyon için seçici ve geçici kesin yöntemleri bu nedenle eşitleme fizyolojik açıdan makul modellerinin geliştirilmesi için ve davranış ile nedensel bağlantılar kurmak için gereklidir.

Ağ eşitlemesi farklı biyolojik yüzeylerde ve iyon kanalları moleküler kimliğini ve onların kinetik için uyarılabilirlik ve ağ bağlantısı neuromodulation kadar geniş süreçleri tarafından aracılık ettiği. Biyolojik ritim ortaya16 jeneratörleri birçok beyin ritimleri, hangi (Örneğin, frekans, genlik) farklı yönleri için çoğu kez tasarımını farklı hücre tipleri ve ağlar dinamikleri hakkında getirdi. Örneğin, asıl hücreler somata hedefleme inhibitör interneurons en önemli oyuncular frekans bantlarında ve Teta19,20, gama20 beyin bölgeleri17,dahil18, vardır , 21ve dalgalanma (140-200 Hz)22 titreşimler. Buna karşılık, Aşama eşitlemesi uzak hücre sağlam besleme ileri piramit hücrelerinin interneurons ateş sıfırlayan sinyal tarafından sağlanmaktadır. Titreşimler, eşitlenmiş nöronal nüfus büyüklüğü önemli bir parametre için ölçülen LFP salınım'ın genlik yakından ilgilidir ve en az hızlı salınım için interneurons2eksitatör diske bağlıdır. Buna ek olarak, delta ve Teta ritimleri, gibi daha yavaş salınım kortiko-talamik23,24 ve medial hipokampal septal projeksiyonlar25, oluşturduğu uzun menzilli desteklemeyeceğini döngüler tarafından oluşturulan 26,27, anılan sıraya göre. Salınımlarını böyle devrelerde sinyal yayma gecikmeler, heyecanlı yanıt ve katılımcı hücreleri28,29,30, içinde onların frekans tercih etkileşimler tarafından getirilen 31 , 32. GABAergic parvalbumin (PV) inhibitör projeksiyonlar-pozitif hücreler interneurons hipokampus25,33, parahipokampal bölge ve entorhinal korteks26 için medial septum (MS) Teta salınımlarını medial temporal lob üretimi için gerekli. Böylece, ağ salınımlar ve nöronal eşitleme fizyolojik mekanizmaları optogenetics gerçek zamanlı bir hassasiyetle kullanarak manipüle edilebilir.

Hücre türüne özgü optogenetic manipülasyonlar hipokampal ve kortikal salınımlarını vitro34,35,36,37,38 ve çalışmaları için uygulanan içinde vivofonksiyonel dahil olmak üzere30,39,40,41,42,43,44,45, araştırmalar gama5,12,36,46,47,48,49,50, 51,52 ve dalgalanma salınımlarını40,53,54 ve uyku iğlik55,56. Son zamanlarda Cre-bağımlı ChR2 virüs PV-Cre fareler MS bir anahtar bölge hipokampal teta ritim, nesil için dile getirdi. Bu hazırlık kullanarak, hipokampal teta salınımları (frekans ve zamansal istikrar) özelliklerini hipokampus11MS inhibitör projeksiyonlar uyarılması optogenetic tarafından kontrol. Ayrıca, inhibitör septo-hipokampal projeksiyonlar teta-frekans optogenetic uyarılması sırasında uyanık hareketsizlik teta ritim uyarılmış. Optogenetically spontan teta salınımlarını LFP ve nöronal aktivite düzeyine Mouse teta ritim görüntülenen özelliklerini entrained.

Bu protokolün temel özellikleri şunlardır: (1) hipokampal uyarılabilirlik; belirsiz etkileri kaçınırken spontan teta salınım için fizyolojik açıdan kritik bir inhibitör yolu kullanımı (2) aksonlar, yani, projeksiyon özel uyarı hipokampal MS efferents üzerinde; doğrudan bir etkisi en aza indirmek için (3) teta-ritmik septo-hipokampal dinamikleri ve Teta salınımlarını bir küresel ikili sürüklenme ile en az bir doğrudan müdahale sağlamak yerel teta-ritmik ışık stimülasyon, (4) teta salınım frekansı ve düzenlilik parametrik kontrolü; ve hayvan davranış içinde nicel Nedensellik analizi sağlamak için LFP sürüklenme sadakat yüksek zamansal çözünürlük ile (5) miktar kullanarak. Bu hazırlık aslında teta üretimi25,30septo-hipokampal Disinhibisyonu olan tanınmış bir rolüne büyük yapar bu yana, teta salınımlarını davranıyor farelerde çeşitli parametreleri üzerinde sağlam kontrol sağlar. Diğer daha az incelenen yolları ve hücre tipleri septo-hipokampal devresi neredeydin çalışmalar38,39,47,49,50,51 manipüle , 52 , 53 , 54 , 55 , 56 , 57 , 58 ortaya daha fazla teta ritim mekanizmaları.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

PV-Cre çakma erkek fareler59, 10-25 haftalık kullanılmıştır. Fareler hayvan tesiste standart koşullar altında yer alan ve bir 12 h açık/koyu döngüsü devam etti. Tüm yordamlar ulusal ve uluslararası kurallara uygun olarak gerçekleştirilen ve (Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz, Nordrhein-Westfalen) yerel sağlık otoriteleri tarafından kabul edildi.

1. viral enjeksiyon

  1. Tüm prosedürü sırasında biyolojik güvenlik yönergeleri60izleyin. Laboratuvar önlüğü, ameliyat maskesi, bir saç filesi ve iki çift eldiven giymek.
  2. Tüp bir steril neşter veya makas ile yaklaşık 1 m boy kesme, Pompa enjektör sahibi Blok Ekle ve düzeltebilirim.
    1. Tüp şırınga kullanarak tamamen silikon yağı ile doldurun.
    2. Hava kabarcıkları boru içinde görünüp görünmediğini kontrol edin. Hava kabarcıkları gözlenir, tüp yağı ile tekrar tekrar doldur.
    3. İtici blok fırlatıcıya düzeltmek.
    4. Pistonu tüp dokunduğundan kadar yavaş yavaş itici tenkıye tutucusu blok doğru ilerlemek.
    5. Pistonu ucu tüp içine yerleştirin ve otomatik olarak ileri itici blok tenkıye tutucusu blok ulaşıncaya kadar "Infuse" komut penceresi ve düşük infüzyon hızı (Örneğin, 500 nL/dk) seçerek yavaş bir hızda hareket.
  3. Enjeksiyon iğne (34 G) hazırlayın.
    1. Hassas matkap/değirmeni bir kesim diske bağlı kullanarak açık bir kesim ile iğne hub kaldırın. Gerekirse, metal artıkları taze kesilmiş yüzeyden kaldırmak için bir iğne kullanın.
    2. Kılcal boru (3-4 cm uzunluk) iğne iplik.
    3. Tüp için iğne ile süper yapıştırıcı tutkal.
    4. Microsyringe pompa bağlanır hortumunun sonuna enjeksiyon iğne bağlayın.
  4. İğne stereotaksik sahibine iliştirin.
  5. İğne üstünde saydam tüp içinde bir hava kabarcığı görünene kadar hava geri alıyorum.
  6. Fare ile 1.5-%3 isoflurane oksijen anestezi. Yaklaşık 2-3 dakika bekleyin, sonra onun yanıt-e doğru ayak parmağı çimdik değerlendirmek tarafından fare tam anestezi onaylayın. Ameliyat boyunca hayvanın nefes izlemek ve gerekirse isoflurane konsantrasyon ayarlayın.
  7. Fareyi kullanarak travmatik olmayan kulak sahipleri stereotaksik çerçevesine yerleştirin.
  8. Fare bir lipid jel ile gözleri koruyun.
  9. 0.1 mL lidokain intradermally küçük bir 0,01-1 kullanarak baş cilt enjekte mL şırınga ve 26G Enjeksiyon kanül.
  10. Tıraş ve etanol çözüm kullanarak fare kafa dezenfekte. O zaman üç kez %2 KLORHEKSİDİN cerrahi sitesi dezenfekte için etanol ile alternatif.
  11. Bregma ve lambda görünecek şekilde kulak arkası arasından göz seviyesine mi ince ve keskin makas kullanarak bir ensizyon gerçekleştirin.
  12. Bir Ģırınga kullanarak NaCl yaklaşık 50 µL uygulayarak kafatası temiz ve kuru kağıt mendil ve bir hava üfle.
  13. Fare kafa bregma ve lambda aynı dorso-ventral düzeyde böylece burun kıskacı dorso-ventral düzeyini ayarlayarak konumlandırın (± 0,3 mm).
  14. MS (AP 0,98 ve L bregma referans olarak 0,5 mm) yukarıda bir delik.
  15. Bu noktada, bir aliquot ( AAV2/1.CAGGS.flex.ChR2.tdTomato.WPRESV40en az 2 µL içermelidir) virüs (RT) Oda sıcaklığında yaklaşık 5 min için çözdürün.
  16. 1 dk. için RT de yaklaşık 4.000 x g, aliquot santrifüj kapasitesi.
  17. Pipet virüs Parafilm bir parça üzerine 2 µL; daha önce korumalı yan kullanın.
  18. Sıvı enjeksiyon iğne ucu daldırın ve dikkatli bir şekilde kesilmediğini gözleyerek sıvı düzeyini yaklaşık 500 nL/dk az tutar. Hava emme önlemek için virüs tamamen alınır önce para çekme durdurun. Çözüm viskozite göre geri hızını ayarlama; hızlı bir virüs geri çekilmesi ile daha yüksek viskozite kolaylaştırabilir.
  19. Kağıt mendil iğneyle temiz.
  20. Virüs tüp yer alıyor ve virüs ve petrol bir hava kabarcığı tarafından ayrılır emin olun. Virüs enjeksiyon sırasında başarıyla infüzyon olup olmadığını denetlemek için virüs tüp düzeyini işaretlemek.
  21. Kranyotomi yukarıda iğne yerleştirin ve yavaş yavaş beyin ilk enjeksiyon noktada (AP 0,98, L 0.5, V-5.2, 5.5 ° lateral) takın.
  22. 450 enjekte nL 100-150 nL/dak 10 dk bekle oranında şunun dikkatle iğne 0,1 mm yukarı taşımak ve başka bir 5 dakika bekleyin.
    1. İğne ikinci enjeksiyon noktaya (AP 0,98, L 0.5, V -4,6) taşıyın ve başka bir 450 enjekte nL 100-150 nL/dk.
    2. İğneyi 0,1 mm. kadar geçmeden önce 10 dakika için tekrar bekle başka bir 5 dk iğne çıkarmadan önce.
  23. Belgili tanımlık kesme kare knot kullanarak dikiş ipek siyah örgülü dikiş. Hayvan kurtarma hızlandırmak için kırmızı bir lamba ile sıcak. Antibiyotikler (0.3 mL Erycinum (1:4 steril NaCl)) ve carprofen IP günlük 2-3 gün ameliyat sonrası yönetmek.
  24. Virüs düzeyini belirtilen işareti yukarıda tüp kesti. Tüp daha fazla enjeksiyon için kullanılabilir. Daha önce her iğne taze enjeksiyon iğne hazırlayın.
    Not: Bu ameliyatı yaklaşık 1-1.5 saat sürer. Hayvan ameliyattan sonra genellikle 5 dk içinde uyanır. En az beklemek yeterli aksonal ifade için 6 haftalık zaman ama değil ifade düzeyleri yaklaşık 6 ay sonra virüs enjeksiyon azaltmak başladığınızda stereotaksik takılan, gerçekleştirmeden önce 5 ay daha uzun.

2. optik fiberler (Şekil 1A) hazırlanması

  1. Multimod optik fiber (105 µm çekirdek, silis çekirdek, 0,22 NA ile kaplı cam) kullanın. Şerit 125 µm kaplama lif lif biriktirme hâlâ bağlı mikro striptizci kullanarak fiber çekirdekli.
  2. Fiber bir elmas bıçak kullanarak yaklaşık 2-3 cm uzunluğunda için kesti.
  3. Fiber bir zirkon seramik sopa yüksük Ekle (ID: 126 µm). Yaklaşık 0,5-1 mm optik fiber yüksük dışbükey taraftan çıkıntı.
  4. Bir iğne kullanarak, epoksi tutkal bir damla her iki uçtan yüksük ama değil üzerine yüksük kenarlarına uygulanır. Alternatif olarak, süper yapıştırıcı kullanın.
  5. Tutkal için en az 30 dakika kurumasını sağlar.
  6. Film (3 µm Mısır ezmesi) parlatma fiber alıştırma elmas kullanarak yüksük dışbükey tarafında Lehçe.
  7. Bir optik güç metre kullanılarak ışık aktarımını sadakat testi.
    1. Dalga boyu güç metre olarak kullanılan lazer aynı dalga boyu için ayarlayın.
    2. Yama kablosu ucunu sensör ortasına bakacak şekilde yerleştirin. Lazer ve okuma güç metre hafif çıktısı gücüyle. Değeri kaydedin.
    3. Optik fiber üzerinden bir çiftleşme kol yama kablosu bağlayın ve sensör ortasına bakacak şekilde fiber ucu ile konumlandırın. Lazer ve okuma güç metre hafif çıktısı gücüyle. Değeri kaydedin.
    4. Aktarım hızını hesaplamak: ikinci değeri ilk değerle bölün. İletim hızı 0.5 ise, fiber atmak, aksi halde implantasyon için kullanın.
    5. İmplantasyondan önce her lif için aktarım hızını test.
    6. Daha sonraki deneyler için optik fiber iletim hızı için lazer ışık şiddeti çıkışını ayarlayın: 5-15 5-15 mW fiber ucundan son ışık verimi elde etmek için iletim hızına göre bölünmüş için yama kablosu uç--dan ışık çıkışını ayarlayın.
      Not: Ayrıca ref. 61 optik lifler hazırlanması için bkz.

3. hazırlık Tungsten Tel diziler LFP için kayıtları (Şekil 1B)

  1. Birkaç (örneğin 6) tutkal 100 µm silis tüp kılavuzları paralel yapışkan bant parçası tarafına. Bir parça, bir kablo dizi derleme için yaklaşık 4-6 mm kesme.
  2. Formvar izolasyonlu 45 µm tungsten teller forseps kullanarak Kılavuzu tüpler aracılığıyla iş parçacığı.
  3. Teller (yaklaşık 5 mm uzun) ve topraklama tel (yaklaşık 2-3 cm uzunluğunda) uzakta her iki ucunda yalıtım kazımak için neşterden kullanarak Yapıştırma şeridi altı emaye izolasyonlu ince bakır. Onları nanoconnector pins lehim.
  4. Her bağ tel Gümüş iletken boya, bir damla sırasıyla kullanarak bir tungsten tel bağlayın. En az 30 dk kurumaya bırakın.
  5. Çimento kabloları kapsayacak şekilde en az miktarda uygulayın. Çimento beyin dokusunda veya nanoconnector üst kısmında eklenecek tungsten teller üzerinde geçerli değil. İzin için en az 30 dakika Kuru çimento.
  6. Künt paslanmaz çelik makas kullanarak güvenilir implantasyon teller aşağıda veya bölge stratum pyramidale için ventrally bitişik teta genlik nerede tahmini için çok düşük üstünde etkinleştirme tungsten tellerin bir açısal kesme (5-20 °) gerçekleştirmek sürüklenme sadakat.
  7. İpucu (yaklaşık 2 mm) zemin tel uzakta yalıtım kazımak için neşterden kullanarak deinsulate. Akı ve presolder ile tedavi.
  8. Onay potansiyel çapraz-elektrotlar arasında kullanarak bir dijital multimetre görüşmeler. Bunu yapmak için direnç ölçme moduna ayarlamanız gerekir multimetre konektörü pin bağlayın. İkili kanal birleşimlerini denetleyin; 5 MΩ aşağıda multimetre üzerinde okuma önemli çapraz-talk gösterir.
  9. Serum fizyolojik bir empedans metre kullanarak her tel elektrot empedans denetleyin. 100 kΩ tipik empedans değerlerdir.
  10. İmplantasyon kolaylaştırmak için böylece lif ucu kısa tel düzeyinde ve lif yolgösterendir yakın ama tungsten teller değil müessir bir optik fiber kablo diziye tutkal. Fiber açı implantasyonu-doku hasarı önlemek için mümkün olduğu kadar küçük tutun.
    Not: Ayrıca ref. 62 tungsten tel dizileri imalatı için bkz.

4. stereotaksik takılan

  1. Hazırlıklar 1.6-1,13 adımlarda açıklandığı gibi gerçekleştirin.
  2. Bağ dokusu kafatası en baştan çıkarmak ve kayıt sırasında kas yapıları önlemek için iyice yaklaşık 2 mm tarafından boyun kasları itin.
  3. Temiz bir pamuk-ipucu aplikatör ve serum kullanarak kafatası ve 4 (2 ön) ve beyincik, 0.8 mm çap yukarıdaki 2 için zemin ve stabilization (Şekil 1 d) implantın kemik paslanmaz çelik vidalar (00-96 x 1/16) yerleştirmek için delik. Bir bakır tel (yaklaşık 2-3 cm uzunluk) beyincik yukarıda bağlı zemin vidayı yerleştirin.
  4. Zemin-vida ile tamamen çimento elektrofizyolojik kayıtları sırasında kas yapıları önlemek için kapak. Tüm vidaları (Şekil 1E) bağlanan bir çimento halka oluşturun.
  5. Bir kranyotomi implantasyon yan (hipokampus, AP-1.94, L 1.4, referans olarak bregma V 1.4) yukarıda gerçekleştirmek. Yaklaşık 5 µL steril NaCl beyin doku yüzeyine uygulamak.
  6. Yavaşça stereotaxis kranyotomi kullanarak Tel dizi indirin. Üniter kayıtları için bir silikon sonda bir tel dizi63yerine implant; Optoelectric hafif yapıları önlemek için doğrudan soruşturma karşı karşıya fiber ucu ile ayrı ayrı hipokampüs optik lif implant (Şekil 1 c -ı). Sürüklenme hemisferlerin arasında koordinasyonu soruşturma için ek bir optik fiber kontralateral hipokampal CA1 alanında implant.
  7. Yaklaşık 5 µL beyin dokusunu korumak için implantasyon site yukarıda bir şırınga ile 70 ° C'de ısıtılmış sıcak sıvı balmumu/parafin yağı uygulayın.
  8. Çimento tel dizi çevresinde uygulamak ve çimento ile kafatası kapağı.
  9. Presoldered zemin/başvuru tel ve örneğin bir iğne kullanarak zemin vida bağlı presoldered tel akı bir damla uygulamak ve teller lehim makinasıyla sigorta.
  10. Tüm zemin tel çimento ile kapak.
  11. 0.3 mL Erycinum (1:4 içinde steril NaCl) yönetmek ve carprofen (5mg/mL) IP ve ameliyattan sonra en az iki gün. Fare genellikle ameliyatı takiben 15 dk içinde uyanır. Hayvan kurtarma hızlandırmak için kırmızı bir lamba ile sıcak.
  12. Farenin ağırlığını her gün ameliyatı takiben ilk hafta için ya da ağırlığı dengeli olana kadar izlemek. Kilo kaybı ameliyattan önce kaydedilen fare ağırlığı yüzde 10'u geçmemelidir. Sabitleme ağırlığının hızlandırmak için ameliyatı takiben ilk gün boyunca fare ile ıslak yiyecek ve yoğunlaştırılmış süt tedarik.
  13. Hipokampal hücresel hareketlilik sürüklenme sırasında kaydetmek için hipokampus (AP-1.94, L 1.4, V 1, sonraki düşürülmesi ile) bir silikon sonda ref. 62 ' açıklandığı gibi implant (Şekil 1 c -ı). AP -3, L 1.4, V 1.6, 39 ° rostral kaudal, hipokampus optik lif implant. Hücre somata uyarılması isterseniz MS (AP +0.98, L 1, V 3.9, 15 ° lateral) ek bir optik lif implant.

5. Optogenetic stimülasyon ve elektrofizyolojik veri toplama

  1. (Örneğin, 15dk oturumları, 3 gün boyunca günde 1-2 seans) kayıt kurulum için fareyi alıştırmak. Hayvanın davranış ile ilk deneyler başlamadan önce inceleyin. Fare odasında, koklama, performans rearings, vb, çevre keşfetmek hareket ediyorsa ilk deneysel oturumu başlatmak.
  2. Diğer hayvanlar aynı odada yokluğunda tanıdık bir odasında fareyi getirin.
  3. Bir LED kafa-hayvanın konumunu izlemek için yapıştırıcı bant kullanarak sahne alanı'na ekleyin. Hayvan deneyleri başlamadan önce kayıt odası araştırmaktadır LED ışık süresi boyunca kamera tarafından yakalanır emin olun. Karanlıkta LED ışık izlemek için kaydedin. Bir kamera kayıt odası üzerinde konumlandırın.
  4. Yama kablosu ışık çıktısını denetleyin. Sonra bağlantı bağlı olarak iletim hızı implante lif lif ucundan ıșık çıkıșı tahmin. Fiber ucundan ıșık çıkıșı güvenilir sürüklenme etkinleştirmek için 5-15 mW arasında olduğundan emin olun.
  5. Headstage pre amplifikatör kronik implante konektörüne bağlayın. Kronik implante hipokampal fiber optogenetic stimülasyon deneyler için fiberoptik yama kablosu takın. Denetim ışık stimülasyon deneylerde, optik fiber için kulaklıklı mikrofon seti bağlı bir kukla yüksük bağlayın.
  6. Kayıt odasında fareyi getirin.
  7. Stimülasyon Protokolü oluşturmak için uyarıcı jeneratör kontrol yazılımını açın.
  8. 473 nm DPSS laser kontrol kanalı seçin. 3000 ilk satırına girdiğiniz mV (1 sütun), 30 ms zaman (2 sütun), 0 değeri mV (3 sütun), 112 ms zaman (4 sütun), tekrar 840 kürek ve Grup 7 Hz stimülasyon ile 30 ms uzun bakliyat 2 min için bir protokol oluşturmak için tekrar 1. Uyarımı başka bir frekans veya farklı bir süre de gerekirse süre 4 sütun ve satır Tekrarlamaların sayısını ayarlayın. İkinci satır Seç 0 mW olarak (1 sütun), 500 h zaman (2 sütun), satır yineleyin 1 ve Grup 1 stimülasyon Protokolü sonlandırıldı sonra lazer kapalı olduğundan emin olmak için tekrar ediyorum.
  9. Tıklayın "Dosya > Farklı Kaydet" ve istenen bir adla kaydedin.
  10. Uyarıcı TTL lazer tetikleme elektrofizyolojik edinimi eşitlemek için dijital Lynx analog giriş kuruluna bağlı çıkış temin ederim ve optogenetic veri.
  11. Alternatif olarak, parametrik teta salınım frekansı değişkenliği düzenleyen tren adlı arası darbe aralıkları, Gauss dağılımı aşağıdaki noktalarla değişen ışık darbeleri uygulanır. Örneğin, adım 3.2-15,1 ms2arası darbe aralıkları için farklı iletişim kuralları, dispersiyon değiştirin. Teta dönemini teta frekans (Şekil 6) farklı değişkenlik ile oluşturmak için bu iletişim kurallarını uygulayın.
  12. Kayıt sistemi yazılımını açın. Tıkırtı üstünde "satın alma" ve "REC" kaydetmek için. Temel davranış (Örneğin, temel hız almak için 2 dk veya temel yer alanları ayıklamak için 30 dk) kaydetmek için ışık stimülasyon başlanmasından önce bekleyin.
  13. Uyarıcı jeneratör kontrol yazılımını açın. "Dosya > Aç" tıklayın ve tercih Protokolü dosyası seçin. "Download ve ışık stimülasyon başlatmak için" Başlat.
    Not: Deneme araştırılmıştır ve stimülasyon uzaktan kumanda ile başladı; Bu hayvanın davranış deneyci varlığı etkisi içermez. Çalışmanın amacı bağlı olarak, stimülasyon başlatılan ve özel davranış sırasında sonlandırıldı.

6. bir kombine yaklaşım Optogenetic sürüklenme ve hipokampal çıkış projeksiyon özgü inhibisyonu için

  1. ChR2 MS GABAergic hücrelere PV-Cre farelerin 1 bölümünde açıklandığı gibi hızlı.
  2. Buna ek olarak, her iki dorsal hipokampal hemisferlerin (AP-1.7; CamKIIα bağlı halorhodopsin (eNpHR3.0, AAV2/1.CamKIIa.eNpHR3.0-EYFP.WPRE.hGH) 2.4 µL toplam enjekte L ± 1,05; V-2.05 ve - 1,4 mm; AP-1.7; L ± 1.7; V-2.05 ve - 1.55 mm; AP-2.3; L ± 1.5; V-2.2 ve - 1.3 mm; AP-2.3; L ± 2.2; V-1.65 ve - 2.45 mm).
  3. 6 hafta ifade zaman tanıyın.
  4. Hipokampal CA1 bölgesindeki optik lif içeren bir tungsten tel dizi 4 bölümde açıklandığı gibi implant. Ayrıca, yanal septum bilateral optik lifler implant (LS, AP 0,1, L 0,25, V-2.25 mm ve AP 0.5, L-0.3, V-2.7 mm).
  5. 5.4 5.5 adımlarda açıklandığı gibi optogenetic teta sürüklenme deneyler yapmak.
    1. LS hipokampal çıktısına eşzamanlı inhibisyonu için bir iletişim kuralı uyarıcı nesil oluşturmak: Örneğin, tetikleyici çıktı kanalı başlangıcı bağlı 593 nm DPSS laser 15 s için toplam 45'kalıcı bir sürekli darbe ile tetikleme önce s, 473 nm DPSS lazer bakliyat çıktı.
    2. LS yama halatlar multimod fiber optik girişli 593 nm DPSS lazere kullanarak üzerinden her iki lifler bağlayın.
    3. Kayýt iþlemini baþlatmak ve download ve uyarıcı üretimi denetlemek için iletişim kuralı tetikler.

7. veri işleme

  1. Elektrofizyolojik sinyalleri dönüştürmek ve nörofizyolojik veri (ND) Yöneticisi .dat ve .pos formatları, sırasıyla64ile izleme verilerini getirin.
  2. LFP alçak geçiren filtre uygulama ve aşağı örnekleme geniş bantlı sinyal 1,250 Hz ND Yöneticisi66kullanarak elde.
  3. Her kayıt, teta salınımları (Neuroscope kullanarak)19maksimal genliği ile kanalı seçin.
  4. Zaman damgaları lazer bakliyat ve stimülasyon dönemini algoritması algılama eşik ile tespit (MATLAB işlevi findpeaks.m kullanarak veya benzer)11.
  5. Bir çok kanallı veri analiz yazılımı .dat dosyasını almak için "Dosya > Al"'ı tıklatın, "ikili dosyaları" veri türü olarak seçin ve .dat dosyasını seçin. Yapılandırma iletişim kutusunda, doğru kanal sayısı ve 1,250 Hz örnekleme oranı girin, "Tamam" ve .smr dosyası olarak kaydedin. Güç spectra "Analiz > yeni sonuç görünümü > PowerSpectrum" seçerek arsa. Ayarları'nda, en yüksek teta genlik ve 16.384 FFT boyutu ile kanalı seçin, "Yeni"'ı tıklatın, "Başlangıç saati olarak" başında stimülasyon dönem ve "End time" olarak tanımlamak belgili tanımlık stimülasyon dönem ve tıkırtı "Süreci" sonuna.
  6. Sürüklenme sadakat toplu güç spektral yoğunluğu (PSD) oranı olarak optogenetic stimülasyon frekans aralığı içinde hesaplamak (stimülasyon frekans ± 0.5 Hz), multitaper yöntemi ile teta (5-12 Hz) bandında toplu PSD için (NW = 3, pencere boyutu 8,192) 10 s dönemini için (Örneğin, araç < http://chronux.org/>).
  7. Baskın PSD tepe ≤ nerede kayıt dönemini hariç analiz (non-theta dönemini, MATLAB işlevi find.m kullanarak) 5 Hz.
  8. LFP güç spectra raster (MATLAB işlevleri sortrows.m ve pcolor.m kullanarak) hesaplanan sürüklenme sadakat göre tüm kaydedilmiş dönemini için arsa. Yük güç spectra ve sürüklenme "Dosya > Aç" tıklayarak sadakat saklanan değişken inç türü güç = sortrows(In,1); pcolor(Power(:,2:End)).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

ChR2 MS 1 bölümünde açıklandığı gibi GABAergic hücrelere hedefleme Şekil 2Agösterilmektedir. Dorsal hipokampus CA1 alanının üzerinde implante bir optik fiber üzerinden MS GABAergic hücrelerinin akson uyarılması Optogenetic teta salınımlarını uyarıcı Ipsilateral (Şekil 2B) frekansta kontralateral yanı sıra entrains Yarımküre (Şekil 2C). Teta titreşimler tarafından hangi etkinliği olarak göreli teta LF...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Burada biz trene binmek ve hipokampal teta salınımlarını behaving hayvan temin için yaygın olarak erişilebilir bir metodoloji sundu. Bu yaklaşım bilgi işleme ve davranış teta ritim'ın fonksiyonların çalışmaları için yararlı olabilir. Bu yöntemin önemli yönleri şunlardır: seçimi (1) opsin ve ChR2 MS aksonlar için hedefleme hipokampüs, sürekli stimülasyon ve LFP sağlamak için implante optik fiber-tel dizi derlemeler (2) sağlam optik ve elektriksel özellikleri hücreleri fareler, (3) en uygun miktarda ışık teta frekanslarda ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

El yazması üzerinde uzman yardımı ile veri analizi için Maria Gorbati ve Jennifer Kupferman Yorumlar için teşekkür etmek istiyorum. Bu eser Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; tarafından desteklenen EXC 257 NeuroCure, TK ve AP; Öncelik Program 1665, 1799/1-1(2), Heisenberg programı, 1799/2-1, AP), Alman-İsrail Vakfı bilimsel araştırma ve geliştirme (GIF; Ben-1326-421.13/2015, TK) ve insan sınır bilim programı (HFSP; RGY0076/2012, TK).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
PV-Cre fareleriJackson LaboratuvarıB6; 129P2-Pvalbtm1 (cre) Arbr / J
< güçlü > Adı< / güçlü >< güçlü > Şirket< / güçlü >< güçlü > Katalog Numarası< / strong> Yorumlar< / strong>
Surgery< / u>
StereotaksisisDavid Kopf Aletleri, Tujunga, CA, ABDModel 963Ultra Hassas Küçük Hayvan Stereotaksik Alet
Matkap uçları, 0,8 mmBijoutil, Allschwil, İsviçre49080HM
0,01-1 ml şırıngaBraun, Melsungen, Almanya9161406V
Sterican kanüllerBraun26 G, 0,45x25 mm BL/LB
İnce ve keskin makasFine Science Tools Inc., Vancouver, Kanada14060-09
ForcepsGüzel Bilim Araçları A.Ş.11210-10Dumont AA - Epoksi Kaplı Forseps
Künt paslanmaz çelik makasFine Science Tools Inc.14018-14
Lehimleme istasyonuWeller Tools GmbH, Besigheim, AlmanyaWSD 81
EritromisinRotexmedica GmbH, Trittau, AlmanyaPZN:İnfüzyon çözeltisi için 10823932 1g toz
Name< / strong> <strong>Company< / strong > Katalog Numarası< / strong >< strong > Yorumlar< / strong>
Optogenetics
Hamilton pompasıPHD Ultra, Harvard Aparatı, Holliston, MA, ABDmodeli 703008İtme/çekme mekanizmalı PHD Ultra Şırınga Pompası
Hamilton 5 ve mikro; L Şırınga, 26 gaugePHD Ultra, Harvard Aparat Modeli75 RN SYR
Hamilton 5 & L PistonPHD Ultra, Harvard Aparat Modeli75 RN SYR
BoruFisher Scientific, Pittsburgh, ABDPE 20İç çap 0,38 mm (.015"), Dış çap 1,09 mm (.043")
Sterican kanülleriBraun, Melsungen, Almanya27 G, 25x0,40 mm, künt
Hassas matkap/taşlamaProxxon, Wecker, Luxemburgfbs 240/e
Kesme disklerProxxonNO 28812
Cre bağımlı channelrhodopsinPenn Vector Core, Philadelphia, PA, ABDAV-1-18917PYapı adı: AAV2/1.CAGGS.flex.ChR2.tdTomato, titre: 1.42x1013 vg/ml
Cam kinaz bağımlı halorhodopsinPenn Vektör ÇekirdeğiAV-1-26971PYapı adı: eNpHR3.0, AAV2/1.CamKIIa.eNpHR3.0-EYFP.WPRE.hGH, titre: 2.08_1012 vg/ml
Çok modlu fiber optikThorLabs, Dachau, AlmanyaFG105LCA0.22 NA, Düşük-OH, & Oslash; 105 ve mikro; m Çekirdek, 400 - 2400 nm
Seramik çubuk yüksükHassas Elyaf Ürünleri, Milpitas, CA, ABDCFLC126Seramik LC MM Yüksük, ID 126um
Parlatma kağıdıThorlabsLF3D6 "x 6" Elmas Lepleme (Parlatma) Levha
Güç ölçerThorlabsPM100DKompakt Güç ve Enerji Ölçer Konsolu, Dijital 4 "LCD
Çok Modlu fiber optik bağlayıcıThorlabsFCMM50-50A-FC1x2 MM Bağlayıcı, 50:50 Bölme Oranı, 50 ve mikro; m GI Fiberler, FC/PC
Fiberoptik yama kablosuThorlabsFG105LCA CUSTOM-MUCözel yapım, 3 m uzunluğunda, koruyucu borulu, Boru: FT030, Konektör 1: FC/PC, Konektör 2: 1.25mm (LC) Seramik Yüksük
KılıfıHassas Elyaf Ürünleri, Milpitas, CA, ABDADAL1Seramik Bölünmüş Çiftleşme Kılıfı & Oslash için; 1,25 mm (LC/PC) Yüksükler
473 nm DPSS lazerLaserglow Teknolojileri, Toronto, ON, KanadaR471005FXLRS-0473 Serisi
593 nm DPSS lazerLazer Kızdırma TeknolojileriR591005FXLRS-0594 Serisi
MC_Stimulus IIÇok Kanallı Sistemler, Reutlingen, AlmanyaSTG 4004
Dünya çapında Empedans koşullandırma modülüNöral mikro Hedefleme, Bowdoin, ABDICM
NameCompanyKatalog NumarasıComments
Electrophysiology
Tungsten tellerCalifornia Fine Wire Company, Grover Beach, CA, ABDCFW001095440 & m,% 99,95
Kılcal boruOptronics1068150020ID: 100.4 ve mikro; m
Omnetics nano konektörOmnetics Bağlayıcı Şirketi, Minneapolis, ABDA79038-001
VidalarBilaney, D & uuml; sseldorf, Almanya00-96x1/16paslanmaz çelik
Silikon probNeuroNexus Technologies, Ann Arbor, MI, ABDB32
HeadstageNeuralynx, Bozeman, Montana USAHS-8minyatür headstage unity kazanç preamplifikatörleri
Gümüş iletken boyaConrad elektronik, Almanya530042
Sıvı akısıFelder GMBH Lö ttechnik, Oberhausen, AlmanyaLö tö l STDIN EN 29454.1, 3.2.2.A (F-SW 11)
LEDNeuralynxHS-LED-Kırmızı-omni-10V
< güçlü > İsim< / güçlü >< güçlü > Şirket< / güçlü >< güçlü > Katalog Numarası< / güçlü >< güçlü > Yorumlar< / güçlü
> Yazılım < / u >
MATLABMatematik İşleri, Natick, MA, ABD
MC_Stimulus yazılımıÇok Kanallı, Sistem
Nörofizyolojik Veri YöneticisiNDManager, http://neurosuite.sourceforge.net
Klustershttp://neurosuite.sourceforge.net, Hazan et al., 2006
NeuralynxCheetahhttps://neuralynx.com/software/cheetahkayıt sisteminin yazılımı
Çok kanallı veri analizi yazılımıCambridge Electronic Design Limited, Cambridge, GBSpike2

Kaynaklar

  1. Salinas, E., Sejnowski, T. J. Correlated neuronal activity and the flow of neural information. Nat Rev Neurosci. 2 (8), 539-550 (2001).
  2. Buzsaki, G., Wang, X. J. Mechanisms of gamma oscillations. Annu Rev Neurosci. 35, 203-225 (2012).
  3. Cannon, J., et al. Neurosystems: brain rhythms and cognitive processing. Eur J Neurosci. 39 (5), 705-719 (2014).
  4. Fries, P. Neuronal gamma-band synchronization as a fundamental process in cortical computation. Annu Rev Neurosci. 32, 209-224 (2009).
  5. Cardin, J. A., et al. Driving fast-spiking cells induces gamma rhythm and controls sensory responses. Nature. 459 (7247), 663-667 (2009).
  6. Colgin, L. L., et al. Frequency of gamma oscillations routes flow of information in the hippocampus. Nature. 462 (7271), 353-357 (2009).
  7. Csicsvari, J., Jamieson, B., Wise, K. D., Buzsaki, G. Mechanisms of gamma oscillations in the hippocampus of the behaving rat. Neuron. 37 (2), 311-322 (2003).
  8. Gray, C. M., Singer, W. Stimulus-specific neuronal oscillations in orientation columns of cat visual cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 86 (5), 1698-1702 (1989).
  9. Lisman, J. E., Jensen, O. The theta-gamma neural code. Neuron. 77 (6), 1002-1016 (2013).
  10. Sirota, A., et al. Entrainment of neocortical neurons and gamma oscillations by the hippocampal theta rhythm. Neuron. 60 (4), 683-697 (2008).
  11. Bender, F., et al. Theta oscillations regulate the speed of locomotion via a hippocampus to lateral septum pathway. Nat Commun. 6, 8521(2015).
  12. Carus-Cadavieco, M., et al. Gamma oscillations organize top-down signalling to hypothalamus and enable food seeking. Nature. 542 (7640), 232-236 (2017).
  13. Bragin, A., Engel, J., Wilson, C. L., Fried, I., Buzsaki, G. High-frequency oscillations in human brain. Hippocampus. 9 (2), 137-142 (1999).
  14. Wang, J., et al. High-frequency oscillations in Parkinson's disease: spatial distribution and clinical relevance. Mov Disord. 29 (10), 1265-1272 (2014).
  15. Hammond, C., Bergman, H., Brown, P. Pathological synchronization in Parkinson's disease: networks, models and treatments. Trends Neurosci. 30 (7), 357-364 (2007).
  16. Buzsaki, G. Theta oscillations in the hippocampus. Neuron. 33 (3), 325-340 (2002).
  17. Gulyas, A. I., et al. Hippocampal pyramidal cells excite inhibitory neurons through a single release site. Nature. 366 (6456), 683-687 (1993).
  18. Buhl, E. H., et al. Physiological properties of anatomically identified axo-axonic cells in the rat hippocampus. J Neurophysiol. 71 (4), 1289-1307 (1994).
  19. Wulff, P., et al. Hippocampal theta rhythm and its coupling with gamma oscillations require fast inhibition onto parvalbumin-positive interneurons. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (9), 3561-3566 (2009).
  20. Korotkova, T., Fuchs, E. C., Ponomarenko, A., von Engelhardt, J., Monyer, H. NMDA receptor ablation on parvalbumin-positive interneurons impairs hippocampal synchrony, spatial representations, and working memory. Neuron. 68 (3), 557-569 (2010).
  21. Buhl, D. L., Harris, K. D., Hormuzdi, S. G., Monyer, H., Buzsaki, G. Selective impairment of hippocampal gamma oscillations in connexin-36 knock-out mouse in vivo. J Neurosci. 23 (3), 1013-1018 (2003).
  22. Racz, A., Ponomarenko, A. A., Fuchs, E. C., Monyer, H. Augmented hippocampal ripple oscillations in mice with reduced fast excitation onto parvalbumin-positive cells. J Neurosci. 29 (8), 2563-2568 (2009).
  23. Contreras, D., Steriade, M. Cellular basis of EEG slow rhythms: a study of dynamic corticothalamic relationships. J Neurosci. 15 (1 Pt 2), 604-622 (1995).
  24. Herrera, C. G., et al. Hypothalamic feedforward inhibition of thalamocortical network controls arousal and consciousness. Nat Neurosci. 19 (2), 290-298 (2016).
  25. Freund, T. F., Antal, M. GABA-containing neurons in the septum control inhibitory interneurons in the hippocampus. Nature. 336 (6195), 170-173 (1988).
  26. Unal, G., Joshi, A., Viney, T. J., Kis, V., Somogyi, P. Synaptic Targets of Medial Septal Projections in the Hippocampus and Extrahippocampal Cortices of the Mouse. J Neurosci. 35 (48), 15812-15826 (2015).
  27. Hangya, B., Borhegyi, Z., Szilagyi, N., Freund, T. F., Varga, V. GABAergic neurons of the medial septum lead the hippocampal network during theta activity. J Neurosci. 29 (25), 8094-8102 (2009).
  28. Bartho, P., et al. Ongoing network state controls the length of sleep spindles via inhibitory activity. Neuron. 82 (6), 1367-1379 (2014).
  29. Giocomo, L. M., et al. Grid cells use HCN1 channels for spatial scaling. Cell. 147 (5), 1159-1170 (2011).
  30. Stark, E., et al. Inhibition-induced theta resonance in cortical circuits. Neuron. 80 (5), 1263-1276 (2013).
  31. Crandall, S. R., Cruikshank, S. J., Connors, B. W. A corticothalamic switch: controlling the thalamus with dynamic synapses. Neuron. 86 (3), 768-782 (2015).
  32. Steriade, M., McCormick, D. A., Sejnowski, T. J. Thalamocortical oscillations in the sleeping and aroused brain. Science. 262 (5134), 679-685 (1993).
  33. Joshi, A., Salib, M., Viney, T. J., Dupret, D., Somogyi, P. Behavior-Dependent Activity and Synaptic Organization of Septo-hippocampal GABAergic Neurons Selectively Targeting the Hippocampal CA3 Area. Neuron. , (2017).
  34. Schlingloff, D., Kali, S., Freund, T. F., Hajos, N., Gulyas, A. I. Mechanisms of sharp wave initiation and ripple generation. J Neurosci. 34 (34), 11385-11398 (2014).
  35. Craig, M. T., McBain, C. J. Fast gamma oscillations are generated intrinsically in CA1 without the involvement of fast-spiking basket cells. J Neurosci. 35 (8), 3616-3624 (2015).
  36. Pastoll, H., Solanka, L., van Rossum, M. C., Nolan, M. F. Feedback inhibition enables theta-nested gamma oscillations and grid firing fields. Neuron. 77 (1), 141-154 (2013).
  37. Akam, T., Oren, I., Mantoan, L., Ferenczi, E., Kullmann, D. M. Oscillatory dynamics in the hippocampus support dentate gyrus-CA3 coupling. Nat Neurosci. 15 (5), 763-768 (2012).
  38. Mattis, J., et al. Frequency-dependent, cell type-divergent signaling in the hippocamposeptal projection. J Neurosci. 34 (35), 11769-11780 (2014).
  39. Vandecasteele, M., et al. Optogenetic activation of septal cholinergic neurons suppresses sharp wave ripples and enhances theta oscillations in the hippocampus. Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (37), 13535-13540 (2014).
  40. Stark, E., et al. Pyramidal cell-interneuron interactions underlie hippocampal ripple oscillations. Neuron. 83 (2), 467-480 (2014).
  41. Blumberg, B. J., et al. Efficacy of nonselective optogenetic control of the medial septum over hippocampal oscillations: the influence of speed and implications for cognitive enhancement. Physiol Rep. 4 (23), (2016).
  42. Courtin, J., et al. Prefrontal parvalbumin interneurons shape neuronal activity to drive fear expression. Nature. 505 (7481), 92-96 (2014).
  43. Nagode, D. A., Tang, A. H., Yang, K., Alger, B. E. Optogenetic identification of an intrinsic cholinergically driven inhibitory oscillator sensitive to cannabinoids and opioids in hippocampal CA1. J Physiol. 592 (1), 103-123 (2014).
  44. Bitzenhofer, S. H., et al. Layer-specific optogenetic activation of pyramidal neurons causes beta-gamma entrainment of neonatal networks. Nat Commun. 8, 14563(2017).
  45. Kondabolu, K., et al. Striatal cholinergic interneurons generate beta and gamma oscillations in the corticostriatal circuit and produce motor deficits. Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (22), E3159-E3168 (2016).
  46. Sohal, V. S., Zhang, F., Yizhar, O., Deisseroth, K. Parvalbumin neurons and gamma rhythms enhance cortical circuit performance. Nature. 459 (7247), 698-702 (2009).
  47. Pina-Crespo, J. C., et al. High-frequency hippocampal oscillations activated by optogenetic stimulation of transplanted human ESC-derived neurons. J Neurosci. 32 (45), 15837-15842 (2012).
  48. Iaccarino, H. F., et al. Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia. Nature. 540 (7632), 230-235 (2016).
  49. Kim, H., Ahrlund-Richter, S., Wang, X., Deisseroth, K., Carlen, M. Prefrontal Parvalbumin Neurons in Control of Attention. Cell. 164 (1-2), 208-218 (2016).
  50. Lu, Y., et al. Optogenetically induced spatiotemporal gamma oscillations and neuronal spiking activity in primate motor cortex. J Neurophysiol. 113 (10), 3574-3587 (2015).
  51. Kim, T., et al. Cortically projecting basal forebrain parvalbumin neurons regulate cortical gamma band oscillations. Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (11), 3535-3540 (2015).
  52. Siegle, J. H., Pritchett, D. L., Moore, C. I. Gamma-range synchronization of fast-spiking interneurons can enhance detection of tactile stimuli. Nat Neurosci. 17 (10), 1371-1379 (2014).
  53. Gan, J., Weng, S. M., Pernia-Andrade, A. J., Csicsvari, J., Jonas, P. Phase-Locked Inhibition, but Not Excitation, Underlies Hippocampal Ripple Oscillations in Awake Mice In. Neuron. 93 (2), 308-314 (2017).
  54. van de Ven, G. M., Trouche, S., McNamara, C. G., Allen, K., Dupret, D. Hippocampal Offline Reactivation Consolidates Recently Formed Cell Assembly Patterns during Sharp Wave-Ripples. Neuron. 92 (5), 968-974 (2016).
  55. Kim, A., et al. Optogenetically induced sleep spindle rhythms alter sleep architectures in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (50), 20673-20678 (2012).
  56. Latchoumane, C. V., Ngo, H. V., Born, J., Shin, H. S. Thalamic Spindles Promote Memory Formation during Sleep through Triple Phase-Locking of Cortical, Thalamic, and Hippocampal Rhythms. Neuron. 95 (2), 424-435 (2017).
  57. Robinson, J., et al. Optogenetic Activation of Septal Glutamatergic Neurons Drive Hippocampal Theta Rhythms. J Neurosci. 36 (10), 3016-3023 (2016).
  58. Fuhrmann, F., et al. Locomotion, Theta Oscillations, and the Speed-Correlated Firing of Hippocampal Neurons Are Controlled by a Medial Septal Glutamatergic Circuit. Neuron. 86 (5), 1253-1264 (2015).
  59. Hippenmeyer, S., et al. A developmental switch in the response of DRG neurons to ETS transcription factor signaling. PLoS Biol. 3 (5), e159(2005).
  60. 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. Nat Protoc. 11 (3), 566-597 (2016).
  61. Armstrong, C., Krook-Magnuson, E., Oijala, M., Soltesz, I. Closed-loop optogenetic intervention in mice. Nat Protoc. 8 (8), 1475-1493 (2013).
  62. Buzsaki, G., et al. Multisite recording of brain field potentials and unit activity in freely moving rats. J Neurosci Methods. 28 (3), 209-217 (1989).
  63. Vandecasteele, M., et al. Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents. J Vis Exp. (61), e3568(2012).
  64. Hazan, L., Zugaro, M., Buzsaki, G. Klusters, NeuroScope, NDManager: a free software suite for neurophysiological data processing and visualization. J Neurosci Methods. 155 (2), 207-216 (2006).
  65. Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat Neurosci. 8 (9), 1263-1268 (2005).
  66. Korotkova, T., et al. Reconciling the different faces of hippocampal theta: The role of theta oscillations in cognitive, emotional and innate behaviors. Neurosci Biobehav Rev. , (2017).
  67. Vertes, R. P., Hoover, W. B., Viana Di Prisco, G. Theta rhythm of the hippocampus: subcortical control and functional significance. Behav Cogn Neurosci Rev. 3 (3), 173-200 (2004).
  68. Hasselmo, M. E., Hay, J., Ilyn, M., Gorchetchnikov, A. Neuromodulation, theta rhythm and rat spatial navigation. Neural Netw. 15 (4-6), 689-707 (2002).
  69. Witt, A., et al. Controlling the oscillation phase through precisely timed closed-loop optogenetic stimulation: a computational study. Front Neural Circuits. 7, 49(2013).
  70. Korotkova, T., Ponomarenko, A. In Vivo Neuropharmacology and Neurophysiology. , Springer Science. Series Neuromethods (2017).
  71. Dannenberg, H., et al. Synergy of direct and indirect cholinergic septo-hippocampal pathways coordinates firing in hippocampal networks. J Neurosci. 35 (22), 8394-8410 (2015).
  72. Pikovsky, A., Rosenblum, M., Kurths, J. Synchronization: A universal concept in nonlinear sciences. 70, American Journal of Physics. (2002).
  73. Boyce, R., Glasgow, S. D., Williams, S., Adamantidis, A. Causal evidence for the role of REM sleep theta rhythm in contextual memory consolidation. Science. 352 (6287), 812-816 (2016).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Medial SeptumKanalrodopsin 2Yerel Alan PotansiyeliOptik Fiber mplantTel DizisiStereotaksik CerrahiViral Transd ksiyonTeta Osilasyon Kontrol
Hipokampal teta salınımlarını fareler davranışlar içinde Optogenetic sürüklenme
Bize ulaşın
Kütüphaneye tavsiye et

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Telif hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.