Hipokampal Ağ Dinamiğinin Optogenetik Kontrolü

Genetik olarak değiştirilmiş ışığa duyarlı internöronlara bağlı hedef piramidal hücreleri içeren bir fare hipokampal dilimi ile başlayın.

Dilimi bir kayıt odasına yerleştirin.

Bir tür ritmik beyin aktivitesi olan teta salınımlarını kaydetmek için istenen bölgeye bir yerel alan potansiyeli veya LFP elektrodu yerleştirin.

Bir mikroelektrot kullanarak, aktivitesini kaydetmek için yakındaki bir piramidal hücreyi yamalayın.

Kayıt bölgesi merkezli hipokampal dilimin üzerine bir optik fiber ışık yerleştirin.

İnternörondaki ışığa duyarlı iyon kanallarını aktive etmek için dilime belirli bir frekansta mavi ışık darbeleri verin.

Aktivasyon, depolarizasyona yol açan bir pozitif iyon akışına neden olur.

Bu, inhibitör nörotransmiterlerin piramidal nöron üzerine salınmasını tetikler ve böylece uyarılabilirliği azaltır.

Işık stimülasyonu, teta salınımlarının senkronizasyonunu ve kaydedilen nöronun sinaptik aktivitesini arttırır ve nöral ritimlerin etkili bir şekilde modülasyonunu önerir.

Bu prosedürde, CA1 subiculum alanına bir LFP elektrodu yerleştirin ve PV internöronlarında mavi ışığa duyarlı uyarıcı opsin ChR2'yi ifade eden bir farenin izole hipokampüsünde yakındaki bir piramidal hücreyi yamalayın.

Hipokampal preparatın üzerine bir optik fiber ışık kılavuzu yerleştirin ve kaydedilen bölge üzerinde ortalayın. teta frekanslarında verilen 10 ila 20 milisaniyelik ışık darbeleri veya sinüs dalgası voltaj komutlarından oluşan genetik stimülasyon için bir LED kaynağından gelen mavi ışığı kullanın. Akım kelepçesinde, spontan teta salınımları sırasında kaydedilen hücrenin aktivitesini karakterize edin. Ardından, stimülasyon protokolünü başlatın ve ışık tepkilerini kaydedin.

Kaydedilen nörondaki alan salınımlarının ve sinaptik aktivitenin optogenetik stimülasyon sırasında giderek daha fazla senkronize hale geldiğini ve PV hücrelerinin ritmik pacing'inin teta salınımlarının hem frekansının hem de gücünün sağlam bir şekilde kontrol edilmesiyle sonuçlandığını gözlemleyin.