Name: Eşzamanlı Elektroensefalografi, Kemirgen Serebral Korteks Laktat Konsantrasyonu ve Nöronal Faaliyet Optogenetic Manipülasyon Gerçek zamanlı ölçüm (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-12-19T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 45 s
Description: Keşfedin optogenetik manipülasyon ile fare serebral korteksinde EEG, EMG ve laktat konsantrasyonunun eşzamanlı ölçüm yöntemini. Bu teknik, nöronal aktiviteyi gerçek zamanlı kontrol ederken metabolik süreçleri izlemenizi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Savunma Bakanlığı (Savunma Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Ajansı, Genç Fakültesi Ödülü, Hibe Numarası N66001-09-1-2117) ve NINDS (R15NS070734) tarafından finanse edilen araştırma.

1. Hayvan Cerrahi Hazırlık 1. Deneysel Konular Serebral kortikal nöronlarda mavi ışığa duyarlı katyon kanalı, Channelrhodopsin-2, ifade JAX gerginlik # 7612) veya diğer farelerin; B6.Cg-Tg (Thy1-COP4/eYFP) 18Gfng / J transgenik hat 9 fareler kullanın. B6.Cg-Tg (Thy1-COP4/eYFP) 18Gfng / J transgenik hat serebral kortekse mavi ışık Uygulama potansiyelleri 9,10 depolarize ve eylem geçmesi Channelrhodopsin-2 eksprese piramidal nöronları neden olur. Piramidal hücre aktivasyonunun bir sonucu olarak, lokal internöron aktive edilir, ve potansiyel değişim uyarım 10 dışında yer nöron yayılır. ; Sıcak boncuk tüm ısıya dayanıklı implante metal cihazlar (kanüller, vida ve teller) sterilize otoklav cerrahi aletler ve softpacks (cerrahi alanında, gazlı bez): geçerli düzenleyici kurallarına bağlılık içinde steril koşullarda cerrahi gerçekleştirin30 sn için; etanol içinde 10 sn daldırma ile ısı-hoşgörüsüz implante edilebilir cihazlar (fiber optik kablo, plastik konektör) Dezenfekte; konserve hava uygulaması ile darbe etanol daldırma ürün kuru. 2. Anestezi, Stereotaksik Yerleştirme ve Kafatası Gümrükleme Fare uyutmak için IMPAC 6 Entegre Multi Hasta (Vet Equip Inc) sistemini kullanın. % 5 indüksiyonu için Isoflurane/95% Oksijen ve ameliyat sırasında bakım için% 3 Isoflurane/97% oksijen kullanın. Bu örtü bu sıcaklıkta tutulması durumunda vücut sıcaklığı izlemek için gerekli değildir, 37 C&#39;ye ayarlanmış bir dolaşımdaki su battaniyesi üzerine hayvan yerleştirin. 3. İmplantasyon için Skull hazırlanması Kafatasının üst tüm kürk tıraş tarafından kesi yeri hazırlayın. Traş alanı kulak gözlerden kafatasının arka sonuna kulak ve anterior-posterior lateral uzanmalıdır. Üç consecutiv ile maruz deriyi dezenfektebetadin e çubuklar etanol izledi. Gözler arasındaki gelen kafatasının arkasına, kafatasının üstünde bir medial kesi olun. Hidrojen peroksit ve steril salin (% 0.9 NaCI) ile kafatası temizleyin. Bir cauterizing aracı ile kanama kontrol altına alın. Stereotaksik koordinatlarının belirlenmesi için bregma ve lambda bulun ve işaretleyin. Biz kullandık ki elektrot / optogenetic uyaran konfigürasyonları için Stereotaksik koordinatları Tablo 1&#39;de sunulan ve Şekil 1A şematik olarak gösterilmiştir. 4. Kafatası üzerinde İmplantasyon Siteleri hazırlanması Kafatasının her implantasyon sitesi kurmak için bir 0.5mm topu çapak bit ile yüksek hızda diş matkap kullanın. Vida kolaylaştırmak için 0,7 mm bilya çapak biraz kullanarak her bir deliğin dış marjı zımparalayın. 5. Ekleme ve kanüller Tesbiti, EMG ve EEG İlanlar İlanlar EEG vidaları (uzunluğu 0.8mm, kaplanmamış 3 2 cm yerleştirin0 gauge kalaylı bakır bus deliklere) baş vida ve yivli eli ile onları götürmek ön lehimli tel istenilen derinlikte elde etmek için yaklaşık 4-5 devrimler tornavida. Sonra bir stereotaksik kanül tutucu ve yapıştırmayın onlara akrilik çimento ile kafatası ve ankrajlara ile yerde kılavuz kanül tutun. Her kılavuz kanül açıklığını korumak için deneme süresi (10-14 gün), ameliyat sırasında bir kukla kanül / stile (Plastik biri, part # C312 DC \ 1) içermelidir. 6. Cerrahi Sitesi Kapanış Bir kez EEG ve kılavuz kanül tahvil diş akrilik çimento (- Ortho-Jet çimento Lang Diş) ile birlikte, kafatası onları konumlandırılmış. Çimento setleri sonra, kurutulmuş çimento höyüğün üzeri plastik konektörü (Pinnacle Technology parçası # 8402) konumlandırmak. Lehim EEG elektrodu plastik konektör üzerindeki kişileri çıkan kabloların uçlarındaki. Tel çimento açar kaplayın. Ardından ense kas yoluyla EMG teller çekmeks 21ga iğne varil içine kaydırarak kas yoluyla deldi. Onlar kas çıkmak nereye hemen distalinde bu tellerin etrafında 5-0 naylon sütür çift bir cerrahın düğüm bağla. P-3 iğne ve 5-0 naylon sütür kesim ters kullanarak tekrar bir araya gelerek tek bir kesintiye cerrah knot ile kas dokusu erişmek için geri alındı ​​cilt dikin. 7. Post-operatif analjezi ve Kurtarma Ameliyattan hemen sonra, bir anti-enflamatuar olarak (0.1 mg / kg deri altı), analjezik ve fluniksin meglumin (0.1 mg / kg deri altı) olarak buprenorfin yönetme ve günlük 1-2 gün sonrası cerrahi. Hayvanların deney önce en az yedi gün boyunca standart koloni barınma koşullarında kurtarmak için izin ver. Standart koloni konut ötesinde hiçbir ilave bakım ile, kanüller yerde sabitlenmiş kalıcı stilelerin ile en az iki hafta süreyle patent kalması beklenebilir. EEG ve EMG sensörleri de korumak bekleniyor olabilirBu süre için işlevsellik. 2. Zamanlamalı Işık Bakliyat Üretimi 1. MC Stimulus Birimi Programlama Bir masaüstü bilgisayar için bir USB bağlantısı üzerinden MC-Stimulus ünitesi (Multi-Channel Systems) bağlayın. Kullanın tablo gibi MC Stimulus birimi programlamak için MC-uyarıcı kullanıcı arayüzü. Ilgili dönem için istenen TTL (transistör-transistör mantığı) gerilimini girin, dönemler ve kapalı uyaranın süreler, istenen saniyedeki devir ve tüm uyarıcı oturum için tekrarlayan döngüleri toplam adedi. Daha fazla detay için MC-Stimulus teknik el kitabına bakın: 3. Fiber Optik Pr Imalat / MontajSerebral Korteks Işık Teslimat için obez <ol><li> Gerekli malzeme ve ekipman bulunurlar: <a href="http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf" target="_blank">http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf</a> </li><li> Kesme ve fiber optik kabloların parlatma. <a href="http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf" target="_blank">http://www.thorlabs.com/Thorcat/1100/1166-D02.pdf</a> </li></ol> 4. Kemirgen Optogenetic Uyarım Sistemi Montajı 1. MC-Stimulus Ünitesi ve Lazer Arabirim MC-Stimulus ünitesi programlanmış sonra, sinyali ON / OFF 5 Volt ikili bir stand-alone sinyal jeneratörü olarak çalıştırın. BNC konnektörleri ile lazer TTL özellikli güç ünitesine MC-Stimulus birimi bağlayın. 2. Fiber Optik Kablo ile Lazer Çıkış Üreten Kılavuzuna lazer güç ünitesinin dijital gösterge ve değişken güç çıkışı kadranı kullanınly lazer güç çıkışını ayarlayın. Bir şerit kablo aracılığıyla lazer lazer güç ünitesi bağlayın. Kadın YP (yüksük konnektör) fiber optik patch kablo (200 mikron çaplı cam tel elyaf akrilat polimer kaplama yansıyan ışık kaplı, 3 m uzunluğunda,) üzerindeki erkek FC konektörüne lazer fiber adaptörü bağlayın. 3. Döner Komütatör: Animal Lazer Taşıma İki Yön Verici lens (Dor lensler) encasing optik döner eklem uçları muhalif menşeli fiber optik kablo (3 m uzunluğunda) ve teslimat fiber optik kablo (uzunluk 45 cm) bağlayın. Fiber optik döner eklem bir komütatör olarak hizmet vermektedir: hayvan kafesi hakkında hareket ederken, döner eklem fiber optik kabloların kırılmasını önlemek için döner. Bir metal yapıştırmayın komütatör için plastik kablo bağları kullanın hayvan housed in silindirik kafes üzerine yerleştirilir durmak. 4. Teslimat Fiber Optik takılmasıKafa Kablo Bir götürdü palmiye altında fare pin tek elinizle fare dizginlemek. Deneycinin orta ve işaret parmağı arasında Orient kafa. Fiber optik kanül yerleştirilmiş kılavuz kanül gelen kukla kanül çıkarın. Steril bir 25ga iğne kullanılarak enkaz kılavuz kanül temizleyin. Elle fiber optik kablo takın ve bir kukla kanül kurtarılan bir yivli vidalı kapaklı fiber optik kılavuz kanül ile sabitleyin. Düz yarılan ucundan sabit bir mesafe fiber optik kabloya bağlı bir dikiş ilmek beyinde fiber optik kablo ekleme derinliği kontrol edin. Tüm deney tüpüne Şekil 1B &#39;de gösterilmiştir. 5. Optogenetic Uyarım sırasında EEG tanımlanmış Uyku ve Laktat Konsantrasyon Ölçümü 1. Laktat Sensör Precalibration Laktat algılayıcı ön-ayarlama in vitro olarak bir ile gerçekleştirilirkiti (Pinnacle Technology parçası # 7000-K1-T). Algılayıcı fosfat içinde dengelenmiş olan imalatçı protokolü başına aşamalı olarak L-laktatı üç konsantrasyonlarına maruz, daha sonra (pH 7.4) tamponlu salin. 2. Laktat Sensör ve EEG Kablo Ekleme Fiber optik kablo ekleme işlemi (Bölüm 4.4) için özdeş bir şekilde monte edilmiş kafatası laktat kılavuz kanül içine önceden kalibre edilmiş algılayıcı yerleştirin. Bipolar fiş konnektörlü Pinnacle 8.400 biyosensör preamplifikatör için laktat sensörü bağlayın. Cerrahi olarak yerleştirilmiş headmount üzerinde 8-pin konnektör için bu preamplifikatör takın. 3. Optogenetic Stimulus Şiddeti Kurulması Veri toplama önce optogenetic uyaran yoğunluğunu ayarlamak için lazer yoğunluğu kontrol düğmesini kullanın. EEG yanıtın amplitüdü, sistematik olarak çalışılmamıştır değil faktörler nedeniyle, hayvanlar arasında değişecektir<html> d stimülasyon başlangıcında görsel muayene ile kontrol edilmelidir. Uygulamada, 80-120 μWatts bir yoğunluk tipik olarak uyarım frekansta yaklaşık olarak en az% 50 arasında EEG genlik bir artışa sebep olur. Post-hoc hızlı Fourier dönüşümü analizi (bkz. Bölüm 5.5) yanıt mutlak büyüklüğü ölçmek için gereklidir. 4. Veri Toplama : Pinnacle 8400 sistemini kullanarak veri toplayın <a href="http://pinnaclet.com/pal-8400.html" target="_blank">http://pinnaclet.com/pal-8400.html</a> . 5. Neuroscore ile Veri İşleme : Neuroscore arabirimi (DataSciences, International ile EEG ve EMG verileri görsel muayene ile uyku durumlarını sınıflandırır <a href="http://www.datasci.com/products/software/NeuroScore_CNS_Software.asp" target="_blank">http://www.datasci.com/products/software/NeuroScore_CNS_Software.asp</a> veya Sirenia arabirimi (Pinnacle Technology):f = &quot;http://www.pinnaclet.com/sirenia.html&quot; target = &quot;_blank&quot;&gt; http://www.pinnaclet.com/sirenia.html). Wake, non-hızlı göz hareketleri uyku veya EEG ve EMG dayalı hızlı göz hareketleri uyku gibi on saniyelik çağlarda İşlem verileri. Ek analiz ve istatistik testleri için Microsoft Excel tabloları gibi verileri kaydedin.

<ol><li>Magistretti, P. Brain Energy Metabolism. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMagistretti%2C+P+%22Fundamental+Neuroscience%22">Fundamental Neuroscience</a>. Zigmond, M. J., Bloom, F. E., Landis, S. C., Roberts, J. L., Squire, L. R. , Academic Press. New York. 389-413 (1999).</li>
<li>Maquet, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+glucose+utilization+during+sleep-wake+cycle+in+man+determined+by+positron+emission+tomography+and+%5B18F%5D2-fluoro-2-deoxy-D-glucose+method%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Cerebral glucose utilization during sleep-wake cycle in man determined by positron emission tomography and [18F]2-fluoro-2-deoxy-D-glucose method.</a> Brain Res. 513 (1), 136-143 (1990).</li>
<li>Buchsbaum, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+cerebral+glucose+metabolic+rate+in+human+sleep+assessed+by+positron+emission+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Regional cerebral glucose metabolic rate in human sleep assessed by positron emission tomography.</a> Life Sci. 45 (15), 1349-1356 (1989).</li>
<li>Kennedy, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+cerebral+glucose+utilization+in+non-rapid+eye+movement+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Local cerebral glucose utilization in non-rapid eye movement sleep.</a> Nature. 297 (5864), 325-327 (1982).</li>
<li>Pappenheimer, J. R., Koski, G., Fencl, V., Karnovsky, M. L., Krueger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+of+sleep-promoting+factor+S+from+cerebrospinal+fluid+and+from+brains+of+sleep-deprived+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Extraction of sleep-promoting factor S from cerebrospinal fluid and from brains of sleep-deprived animals.</a> J. Neurophysiol. 38 (6), 1299-1311 (1975).</li>
<li>Borbely, A. A., Achermann, P. Sleep homeostasis and models of sleep regulation. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBorbely%2C+AA+%22Principles+and+Practice+of+Sleep+Medicine%22">Principles and Practice of Sleep Medicine</a>. Kryger, M. H., Roth, T., Dement, W. C. , 3rd, W.B. Saunders. Philadelphia. 377-390 (2004).</li>
<li>Destexhe, A., Contreras, D., Steriade, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+analysis+of+local+field+potentials+and+unit+discharges+in+cat+cerebral+cortex+during+natural+wake+and+sleep+states%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal analysis of local field potentials and unit discharges in cat cerebral cortex during natural wake and sleep states.</a> J. Neurosci. 19 (11), 4595-4608 (1999).</li>
<li>Astrup, J., Sorensen, P. M., Sorensen, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+and+glucose+consumption+related+to+Na%2B-K%2B+transport+in+canine+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Oxygen and glucose consumption related to Na+-K+ transport in canine brain.</a> Stroke. 12 (6), 726-730 (1981).</li>
<li>Arenkiel, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+light-induced+activation+of+neural+circuitry+in+transgenic+mice+expressing+channelrhodopsin-2%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">In vivo light-induced activation of neural circuitry in transgenic mice expressing channelrhodopsin-2.</a> Neuron. 54 (2), 205-218 (2007).</li>
<li>Mateo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Vivo+Optogenetic+Stimulation+of+Neocortical+Excitatory+Neurons+Drives+Brain-State-Dependent%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">In Vivo Optogenetic Stimulation of Neocortical Excitatory Neurons Drives Brain-State-Dependent.</a> Curr. Biol. , (2011).</li>
<li>Wisor, J. P., Clegern, W. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+short-term+slow+wave+sleep+homeostasis+and+its+disruption+by+minocycline+in+the+laboratory+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Lett%22%5BJournal%5D)">Quantification of short-term slow wave sleep homeostasis and its disruption by minocycline in the laboratory mouse.</a> Neurosci. Lett. 490 (3), 165-169 (2011).</li>
<li>El Yacoubi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral%2C+neurochemical%2C+and+electrophysiological+characterization+of+a+genetic+mouse+model+of+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Behavioral, neurochemical, and electrophysiological characterization of a genetic mouse model of depression.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (10), 6227-6232 (2003).</li>
<li>Tsunematsu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+optogenetic+silencing+of+orexin%2Fhypocretin+neurons+induces+slow-wave+sleep+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Acute optogenetic silencing of orexin/hypocretin neurons induces slow-wave sleep in mice.</a> J. Neurosci. 31 (29), 10529-10539 (2011).</li>
<li>Le, S., Gruner, J. A., Mathiasen, J. R., Marino, M. J., Schaffhauser, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+between+ex+vivo+receptor+occupancy+and+wake-promoting+activity+of+selective+H3+receptor+antagonists%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacol.+Exp.+Ther%22%5BJournal%5D)">Correlation between ex vivo receptor occupancy and wake-promoting activity of selective H3 receptor antagonists.</a> J. Pharmacol. Exp. Ther. 325 (3), 902-909 (2008).</li>
<li>Burmeister, J. J., Palmer, M., Gerhardt, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((L-lactate+measures+in+brain+tissue+with+ceramic-based+multisite+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">L-lactate measures in brain tissue with ceramic-based multisite microelectrodes.</a> Biosens. Bioelectron. 20 (9), 1772-1779 (2005).</li>
<li>Cardin, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+optogenetic+stimulation+and+recording+of+neurons+in+vivo+using+cell-type-specific+expression+of+Channelrhodopsin-2%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Targeted optogenetic stimulation and recording of neurons in vivo using cell-type-specific expression of Channelrhodopsin-2.</a> Nat. Protoc. 5 (2), 247-254 (2010).</li>
<li>Destexhe, A., Contreras, D., Steriade, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortically-induced+coherence+of+a+thalamic-generated+oscillation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cortically-induced coherence of a thalamic-generated oscillation.</a> Neuroscience. 92 (2), 427-443 (1999).</li>
<li>Liu, Z. W., Faraguna, U., Cirelli, C., Tononi, G., Gao, X. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+evidence+for+wake-related+increases+and+sleep-related+decreases+in+synaptic+strength+in+rodent+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Direct evidence for wake-related increases and sleep-related decreases in synaptic strength in rodent cortex.</a> J. Neurosci. 30 (25), 8671-8675 (2010).</li>
<li>Iwai, Y., Honda, S., Ozeki, H., Hashimoto, M., Hirase, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+head-mountable+LED+device+for+chronic+stimulation+of+optogenetic+molecules+in+freely+moving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Res%22%5BJournal%5D)">A simple head-mountable LED device for chronic stimulation of optogenetic molecules in freely moving mice.</a> Neurosci. Res. 70 (1), 124-127 (2011).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Yöntemlerden birini daha önce mümkün olmayan bir zaman ölçeği üzerinde glikolitik ara laktat beyin konsantrasyonu uyku ve değişimler arasındaki ilişkiyi ölçmek için izin burada sundu. Hayvanlar ardından, NREMS ve REMS arasında spontan geçişler uğrarlar. Hayvanlar bu geçişler tabi iken Ayrıca, biz optogenetic uyaranlara uygulamak edebiliyoruz. Veriler laktat oksidaz tabanlı biyosensör okuması o kendiliğinden ve isteyerek hem dalgaların etkisini göstermesi bugüne kadar toplanan. Bir diğer kayn...

<table border="1"><tbody><tr><td> Bileşen </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar (isteğe bağlı) </td></tr><tr><td> Basi Fare Kılavuzu Kanül </td><td> Pinnacle Technology / Basi A.Ş. </td><td> 7032 </td><td></td></tr><tr><td> Laktat Biyosensör </td><td> Pinnacle Technology </td><td> 7004 </td><td></td></tr><tr><td> Kafa Dağı </td><td> Pinnacle Technology </td><td> 8402 </td><td></td></tr><tr><td> Uyku / Biyosensör Kayıt sistemi </td><td> Pinnacle Technology </td><td> 8400-K1-SL </td><td> 2 EEG kanalı, 1 EMG kanalı, &amp; 1 biyosensör </td></tr><tr><td> Tethered in-vitro fare Kalibrasyon seti </td><td> Pinnacle Technology </td><td> 7000-K1-T </td><td></td></tr><tr><td> Fiber Optik Kılavuzu Kanül </td><td> Plastik One </td><td> C312G </td><td> 21 Gauge Kılavuzu Kanül </td></tr><tr><td> Dummy Kanül </td><td> Plastik One </td><td> C312DC </td><td> 21 Gauge Dummy </td></tr><tr><td> Elmas Fiber Scribe </td><td> Thorlabs </td><td> S90W </td><td></td></tr><tr><td> Fiber Bağlayıcı Crimp Tool </td><td> Thorlabs </td><td> CT042 </td><td></td></tr><tr><td> Furkasyon Boru </td><td> Thorlabs </td><td> FT030 </td><td> 03.0 mm </td></tr><tr><td></td><td> Thorlabs </td><td> T10S13 </td><td> Max Dia. 0.012 </td></tr><tr><td> Furkasyon Tüp Stripper </td><td> Thorlabs </td><td> FTS3 </td><td></td></tr><tr><td> Çıplak Sert Kaplama Multimode Fiber </td><td> Thorlabs </td><td> BFL37-200 </td><td> 200 mikron Çekirdek, 0.37 NA </td></tr><tr><td> Tel Makası / Kevlar Makaslar </td><td> Thorlabs </td><td> T865 </td><td></td></tr><tr><td> Fiber Optik Epoksi </td><td> Thorlabs </td><td> F112 </td><td></td></tr&gt; <tr><td> Fiber Stripper Aracı </td><td> Thorlabs </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Cam Parlatma Tabak </td><td> Thorlabs </td><td> CTG913 </td><td></td></tr><tr><td> Lastik Parlatma Pad </td><td> Thorlabs </td><td> NRS913 </td><td></td></tr><tr><td> Göz Büyüteç </td><td> Thorlabs </td><td> JEL10 </td><td></td></tr><tr><td> Kim Mendil </td><td> Thorlabs </td><td> KW32 </td><td></td></tr><tr><td> Basınçlı Hava </td><td> Thorlabs </td><td> CA3 </td><td></td></tr><tr><td> Parlatma Puck </td><td> Thorlabs </td><td> D50-xx </td><td></td></tr><tr><td> Fiber Denetim kapsamı </td><td> Thorlabs </td><td> CL-200 </td><td></td></tr><tr><td> Parlatma Filmler </td><td> Thorlabs </td><td> LFG5P, LFG3P, LFG1P, LFG03P </td><td></td></tr><tr><td> FC / PC konnektör ucunu </td><td> Thorlabs </td&gt; <td> 30126G2-240 </td><td> 240 mikron Çap, SS Yüksük </td></tr><tr><td> MC Stimulus Ünitesi </td><td> Multi-Kanal Sistemleri </td><td> STG-4002 </td><td></td></tr><tr><td> MC Stimulus Yazılım </td><td> Multi-Kanal Sistemleri </td><td> MC-Stimulus V2.1.5 </td><td></td></tr><tr><td> Mavi Lazer </td><td> CrystaLaser </td><td> CL473-050-0 </td><td></td></tr><tr><td> Lazer Güç Kaynağı </td><td> CrystaLaser </td><td> CL2005 </td><td></td></tr><tr><td> Fiber Optik Rotary Ortak </td><td> Dorik Lensler </td><td> FRJ-v4 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Tablo 2. Sarf Malzemeleri ve ekipmanları. </td></tr></tbody></table>

eşzamanlı elektroensefalografi, kemirgen serebral korteks laktat konsantrasyonu ve nöronal faaliyet optogenetic manipülasyon gerçek zamanlı ölçüm

Simultaneous Electroencephalography, Real-time Measurement of Lactate Concentration and Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity in the Rodent Cerebral Cortex

Beyin kütle ile vücut az% 5 temsil etse de, geri kalan kısmı 1 de vücut tarafından kullanılabilir glikoz yaklaşık dörtte biri kullanır. Olmayan hızlı göz hareketleri uyku (NREMS), zaman uyku büyük kısmının, işlevi belirsizdir. Bununla birlikte, NREMS bir önemli özelliği, uyanıklığı 2-4 nispi serebral glukoz kullanımının oranında önemli bir azalmadır. Bu ve diğer bulgular uyku beyin metabolizması ile ilgili bir işlev hizmet veren yaygın olan bir inancın açmıştır. Ancak, NREMS sırasında serebral glukoz metabolizmasında azalma altında yatan mekanizmaların araştırılmasına ihtiyaç vardır. Serebral metabolik hızı etkileyebilir NREMS ile ilişkili bir fenomen elektroensefalogramda 5,6 içinde, yavaş dalgalar, 4 Hz az frekanslarda osilasyonları oluşumunu olduğunu. Kafatası ya da kortikal yüzey seviyesinde tespit Bunlar, yavaş dalga yansıtmakBir depolarize / yukarı devlet ve hyperpolarized / aşağı devlet 7 arasındaki temel nöronların salınımlar. Aşağı hal süresince, hücrelerin birkaç yüz milisaniye kadar aralıklarla aksiyon potansiyelleri uğramadı. Aksiyon potansiyelleri sonraki iyonik konsantrasyon gradyanı Restorasyonu hücre 8 üzerinde önemli bir metabolik yük temsil eder; NREMS ile ilişkili aşağı durumlarında aksiyon potansiyellerinin yokluğunda uyanmak için göreceli azalmış metabolizma katkıda bulunabilir. İki teknik zorluklar test edilecek bu varsayımsal bir ilişki için sırayla ele alınması gerekiyordu. Birincisi, serebral EEG dinamiklerini yansıtan bir zamansal çözünürlüğe sahip serebral glikolitik metabolizması ölçmek için gerekli olduğunu (O dakikalar değil saniyeler içinde, is). Bunu yapmak için, laktat konsantrasyonu, aerobik glikolizi ürün ve bu nedenle farelerin beyinlerinde glikoz metabolizmasının bir okuma hızı ölçüldü. Laktat oldufrontal korteks gömülü laktat oksidaz tabanlı gerçek zamanlı sensör kullanılarak ölçülür. Algılama mekanizma laktat oksidaz molekülü ihtiva eden bir tabaka ile çevrelenmiş, bir iridyum, platin elektrot içerir. Laktat oksidaz tarafından laktat metabolizması platin-iridyum elektrot bir akım üretir hidrojen peroksit üretir. Bu nedenle beyin glikoliz Ramping sonra bir algılayıcı elektrod bir artış akım yansıtılır laktat oksidaz için substrat konsantrasyonunda bir artış sağlar. Bu NREMS diğer yönleriyle bu değişken izole etmek için, serebral korteks uyarılabilirlik işlenirken bu değişkenleri ölçmek için ayrıca gerekli oldu. Biz pyra arasında optogenetic aktivasyonu ile serebral kortikal nöronal aktivitenin elecetroencephalogram, bir laktat biyosensör ile glikolitik akı ölçüm ve manipülasyon yoluyla nöronal aktivitenin eş zamanlı ölçümü için deneysel bir sistem geliştirdimidal nöronlar. Biz uyku ile ilişkili EEG dalga formları ve serebral korteks laktat konsantrasyonunun an-to-an dinamikleri arasındaki ilişkiyi belgelemek için bu sistemi kullanmış olurlar. Protokolü serbestçe kemirgenler davranıyor yılında, okuyan ilgilenen herhangi bir birey için yararlı olabilir, beyin içinde elektroensefalografik seviyesi ve hücresel enerjetikleri ölçülen nöronal aktivite arasındaki ilişki.

<html> Olarak, Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi EEG, EMG ve serebral laktat konsantrasyonu sürekli olarak izlenmekte iken optogenetic stimülasyon ve EEG / laktat / EMG veri toplama için tam donanımlı bir fare spontan uyku / uyanıklık durumu geçişler yapıldı. Laktat sensör Anda EEG düşük genlikli dönemlerinde artan ve EEG yüksek genlikli dönemlerde azaldı. Şekil 3&#39;te gösterildiği gibi, her ikisi de kanal EEG frontal kortekse verilen optogenetic uyaranları vardır. </...

Bir prosedür elektroansefalogram, elektromiyogram ve serebral laktat konsantrasyon takip edilir iken optogenetically kortikal piramidal nöronların etkinlik işlenmesi için tarif edilmektedir. Onlar kendiliğinden uyku / uyanıklık döngüsü geçmesi ise Deneysel kayıtları kablo-tethered fareler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Optogenetic cihaz laboratuar monte edilmiştir; kayıt ekipman ticari olarak temin edilebilmektedir.

Eşzamanlı Elektroensefalografi, Kemirgen Serebral Korteks Laktat Konsantrasyonu ve Nöronal Faaliyet Optogenetic Manipülasyon Gerçek zamanlı ölçüm

Beyin, kütle bakımından vücudun %5'inden daha azını oluşturmasına rağmen, dinlenme halindeki vücut tarafından kullanılan glukozun yaklaşık dörtte birini tüketir1. ...

Bu prosedürün genel amacı, hassas stereotaksik koordinatlarda optogenetik stimülasyon sırasında EEG ile tanımlanan uykuyu ve laktat konsantrasyonunu ölçmektir. Gerekli elektroensefalografik leadleri ve laktat sensörü ile fiber optik kablo için kanülleri cerrahi olarak implante edin. Ardından, fiber optik kabloyu ve önceden kalibre edilmiş laktat sensörünü hayvanın kafatasındaki kılavuz kanüllerine yerleştirin.Ardından, istenen elektrofizyolojik yanıtı elde etmek için mavi ışık stimülasyon yoğunluğunu ayarlayın. Daha sonra, hayvanın kendiliğinden davranmasına ve/veya uyumasına izin verilirken elektroensefalografik, elektromiyografik ve laktat konsantrasyon verilerini toplamaya geçin. EEG'nin farmakolojik çalışmaları gibi diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, bu deneysel yaklaşım, nöron aktivitesi saniyenin altında bir zaman ölçeğinde gerçek zamanlı olarak manipüle edilirken beyin biyokimyasını ve elektrofizyolojisini izleme avantajına sahiptir.Dolayısıyla, uyku araştırmaları alanı için yeni içgörüler sağlama potansiyeli yüksektir. Örneğin, yavaş dalga uykusunun metabolik ve elektrofizyolojik eşlikçileri tanımlanabilir. Bu tür bir deney; öğrenme ve bellek, sinaptik plastisite veya

simultaneous-electroencephalography-real-time-measurement-lactate

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Biz, sinirsel aktivite ve kan oksijenlenme seviyesi bağımlı (BOLD) MRG sinyal arasındaki ilişkinin araştırılması için bir platform sağlayan, aynı anda fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme ve kemirgen beyin elektrofizyolojik kayıt için bir yöntem geliştirdik.

Kemirgen Beyin aynı anda fMRI ve Elektrofizyoloji

Bu video, anestezi uygulanmış bir sıçanda birlikte lokalize elektroensefalografi (EEG) ve lokal alan potansiyellerinin (LFP'ler) eşzamanlı kayıtları için prosedürü göstermektedir. İşlem, sıçanın hazırlanmasını ve uyarıcı elektrotların bıyık pedlerine takılmasını içerir. Yüzey EEG ölçümleri için farenin kafatasına bir EEG örümcek elektrodu yerleştirilir. Aynı zamanda, çok kanallı bir mikroelektrot, lokalize bir beyin bölgesinden nöral aktiviteyi kaydetmek için kafatasındaki bir çapak deliğinden...

Anestezi Uygulanmış Bir Sıçanda Eş Zamanlı Elektroensefalografik ve Lokal Alan Potansiyeli Kayıtları

Bu video, medial prefrontal korteks (mPFC) aksonlarını optogenetik olarak uyararak ve LEC'deki piramidal nöronların yanıtlarını kaydederek lateral entorinal kortekste (LEC) sinaptik verimliliği inceleme prosedürünü göstermektedir. Bu yöntem, sinaptik plastisiteyi incelemek için yama-kelepçe kayıtlarını ışık stimülasyonu ile sinaptik aktivasyon ile birleştirir.

Sıçan Beyin Dilimlerinde Sinaptik Olayların Optogenetik Stimülasyonu ve Elektrofizyolojik Kaydı

Kaynak: Lai, J., et al. Kemirgen beyninde inhibitör ajanların eşzamanlı elektrofizyolojik kaydı ve mikro enjeksiyonları. J. Vis. Uzm. (2015)Bu video, sıçan superior colliculus'ta eşzamanlı nöronal kayıt ve inhibisyon için mikroenjeksiyon tabanlı bir tekniği göstermektedir. Prosedür, stereotaksik hedeflemeyi, kafatası delmeyi ve nöronal aktiviteyi kaydederken inhibe edici bir nörotransmitter sağlayan bir injectrodun yerleştirilmesini içerir. Işık stimülasyonu aksiyon potansiyellerini...

Bir Sıçanda Nöronal Aktivitenin İnhibisyonu ve Elektrofizyoloji Kullanılarak Tespiti

Burada, ikili işlevlere sahip bir cam pipet yapıyoruz: ilaçların mikroenjeksiyonları ile derin beyin yapılarının inhibisyonu ve eşzamanlı elektrofizyolojik kayıtlar yoluyla etkilerinin gerçek zamanlı olarak izlenmesi.

Eşzamanlı Elektrofizyolojik Kayıt ve kemirgen Beyindeki inhibitör Ajanların Mikro-enjeksiyon

Bu iletişim kuralı ortak yerelleştirilmiş elektroansefalografi (EEG) ve multi-Laminer yerel alan bir imzalat köstebeğiyle potansiyel eşzamanlı kayıt için basit bir yöntem açıklanır. Bir elektrot yerleştirilmesi için kafatası delinen burr deliği EEG sinyal önemsiz bozulma üretmek için gösterilir.

Co yerelleştirilmiş elektroansefalografi ve yerel alan potansiyel kemirgen eşzamanlı kayıt

Biz aynı anda hem electrocorticography hem de yerel alan potansiyelleri fareler serbestçe hareket nosiseptif lazer uyaranlara yanıt kaydeder bir teknik geliştirmiştir. Bu teknik araştırma nosiseptif bilgi beyinde işleme kolaylaştırır electrocortical sinyalleri mezoskopik ve makroskopik düzeyde, doğrudan bir ilişki kurmak yardımcı olur.

Kortikal yerel alan potansiyelleri ve Electrocorticograms fareler serbestçe hareket nosiseptif lazer uyaranlara yanıt olarak eşzamanlı kayıt

Burada, akut kemirgen beyin dilimlerinde sinapsa özgü elektrofizyolojik karakterizasyona izin vermek için optogenetik yapılara sahip ayrık beyin bölgelerinin viral transdüksiyonunu tanımlayan bir protokol sunuyoruz.

Eski Vivo Medial Prefrontal Korteksten Lateral Entorinal Kortekse Uzun Menzilli Sinaptik İletim ve Plastisitenin Optogenetik Sorgulanması

Elektrot üretimi için basitleştirilmiş ve uygun maliyetli bir yaklaşım geliştirdik ve serbestçe hareket eden farelerde birden fazla bölgede sinyallerin kayıtlarını gerçekleştirdik. Çok bölgeli elektrofizyoloji ve kalsiyum sinyal kaydının yanı sıra optogenetiğin kullanılması, nöbet tutuşturma modelinde bölgeler arasında nöronal aktivitelerin ortaya çıkarılmasını sağladı.

Çok Bölgeli İn Vivo Kayıt için Esnek ve Kullanışlı Elektrofizyolojik Seçenekler Hazırlamak için Entegre Bir Yöntem

Burada, sıçanlarda ve farelerde yüksek yoğunluklu mikro-elektrokortikografi (μEcoG) kaydı için cerrahi, implantasyon ve kayıt yöntemleri dahil olmak üzere iki protokol sunuyoruz. μECoG kayıtları, sıçan işitsel korteksinde laminer politrod kaydı veya fare somatosensoriyel korteksindeki nöral aktivitenin optogenetik manipülasyonu ile kombinasyon halinde gerçekleştirilir.

Kemirgenlerde Laminer Politrodlar ve Optogenetiğin Mikro Elektrokortikografi ile Entegre Edilmesi ile Kortikal İşlemenin Çok Ölçekli Araştırılması

Bu protokol, viral teslimat, optrod implantasyonu, fototrombotik indüksiyon, astrosit ve nöron aktivitesinin eşzamanlı kaydı ve astrositlerin optogenetik uyarılmasını içeren entegre bir yöntem sağlar. Bu entegre yöntem, iskemik incinin akut ve kronik evreleri arasında astrosit-nöron ilişkisinin eşzamanlı incelenmesini sağlamayı amaçlamaktadır.

Fototrombotik İnme Modelleme ve Davranış Eden Farelerde Nöronal ve Astrositik Aktivitenin In Vivo Optrode Kaydı İçin Entegre Bir Yöntem

Keşfedin optogenetik manipülasyon ile fare serebral korteksinde EEG, EMG ve laktat konsantrasyonunun eşzamanlı ölçüm yöntemini. Bu teknik, nöronal aktiviteyi gerçek zamanlı kontrol ederken metabolik süreçleri izlemenizi sağlar.

Eşzamanlı Elektroensefalografi, Kemirgen Serebral Korteks Laktat Konsantrasyonu ve Nöronal Faaliyet Optogenetic Manipülasyon Gerçek zamanlı ölçüm (Video) | JoVE Journal

Eşzamanlı Elektroensefalografi, Kemirgen Serebral Korteks Laktat Konsantrasyonu ve Nöronal Faaliyet Optogenetic Manipülasyon Gerçek zamanlı ölçüm

Daha fazla video keşfet