-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

TR

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

tr_TR

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Neuroscience
Bağırsak-beyin Nöral İletişiminin Gerçek Zamanlı Analizi: Bağırsak Glukoz Stimülasyonuna Yanıt Ol...
Bağırsak-beyin Nöral İletişiminin Gerçek Zamanlı Analizi: Bağırsak Glukoz Stimülasyonuna Yanıt Ol...
JoVE Journal
Neuroscience
This content is Free Access.
JoVE Journal Neuroscience
Real-time Analysis of Gut-brain Neural Communication: Cortex wide Calcium Dynamics in Response to Intestinal Glucose Stimulation

Bağırsak-beyin Nöral İletişiminin Gerçek Zamanlı Analizi: Bağırsak Glukoz Stimülasyonuna Yanıt Olarak Korteks Çapında Kalsiyum Dinamiği

Full Text
1,145 Views
07:29 min
December 29, 2023

DOI: 10.3791/65902-v

Serika Yamada1, Hiromu Monai1

1Department of Biology, Faculty of Science,Ochanomizu University

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates gut-brain communication through the vagus nerve, focusing on the effects of intragastric glucose injection on cortical activity in mice. The research highlights a novel method of catheter attachment to the gut, minimizing surgical trauma, facilitating the examination of neural communication mechanisms between the gut and brain.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Gastroenterology
  • Experimental Medicine

Background

  • Gut-brain communication is essential for processing information related to food preferences.
  • Traditionally, the vagus nerve has been treated as a singular entity, yet recent findings suggest it exhibits selective properties.
  • Understanding the mechanisms of stress on gut-brain signaling is crucial for exploring this communication pathway.

Purpose of Study

  • To observe the effects of intragastric glucose injections on cortical activity.
  • To develop a less invasive method for attaching catheters to the gut.
  • To explore how physical and psychological stress can impact gut-brain neural communication.

Methods Used

  • Mouse model used for the experiments, focusing on surgical techniques for catheter attachment.
  • Modification of traditional surgical methods by replacing sutures with cyanoacrylate glue for catheter attachment.
  • Imaging techniques employed to observe changes in cortical calcium dynamics following glucose administration.
  • Temporal fluorescence intensity changes were recorded post-injection for data analysis.

Main Results

  • Glucose injection into the duodenum led to significant changes in calcium dynamics in the secondary motor cortex.
  • Spontaneous calcium oscillations were recorded, illustrating patterns of burst suppression.
  • Imaging results indicated no significant changes following water administration, underscoring the specific effects of glucose.

Conclusions

  • The study provides insights into the rapid modulation of cortical activity by gut-derived signals.
  • Findings have implications for understanding the mechanisms underlying gut-brain interactions and their impact on neuronal activity.

Frequently Asked Questions

What advantages does the new catheter attachment method offer?
The new method using cyanoacrylate glue reduces surgical trauma compared to traditional suturing techniques, making it less invasive and more cost-effective.
How is the glucose injection administered in the study?
Intragastric glucose is injected through a catheter that is securely attached to the stomach, allowing for precise delivery and observation of cortical activity changes.
What types of data are obtained from the imaging techniques?
Data on cortical calcium dynamics are obtained, including spontaneous calcium oscillations and fluorescence intensity changes following glucose administration.
Could this methodology be adapted for other interventions?
Yes, the technique may be applicable to various pharmacological or biological interventions involving gut-brain signaling pathways.
What limitations should be considered with the surgical method?
While the method reduces trauma, careful handling and precise techniques are necessary to maintain the integrity of the gastrointestinal tract and surrounding tissues.
What implications does the study have for understanding gut-brain communication?
The findings enhance our comprehension of how gut-derived signals influence brain activity and may further explore the relationship between stress and gut-brain neural communication.
How does gut-brain communication relate to food preference?
Gut-brain communication plays a critical role in regulating food preferences and behaviors, highlighting the influence of the gastrointestinal system on neural processing related to diet.

Vagus siniri tarafından kolaylaştırılan bağırsak-beyin iletişimi, gastrointestinal endokrin sistem ile beyin arasındaki iletişim için çok önemlidir. Bununla birlikte, intragastrik glukoz enjeksiyonunun kortikal aktiviteyi değiştirip değiştiremeyeceği hala anlaşılamamıştır. Burada, duodenuma glikoz enjeksiyonundan sonra kortikal aktivitedeki değişiklikleri gözlemlemek için kapsamlı bir protokol sunuyoruz.

Araştırma kapsamımız, bağırsak-beyin sinir iletişimini, özellikle de gıda tercihindeki rolünü ortaya koymaktadır. Vagus siniri ile ilgili deneyler genellikle tek bir demet olarak ele alınmıştır, ancak son araştırmalar vagus sinirinin özellikleri ve organ özgüllüğünü seçtiğini ortaya koymuştur. Bu yüzden istatistiklerini araştırmanın, bilirsiniz, gelecekte dikkat çekeceğini düşünüyorum.

Bağırsağa kateter takmanın bu yöntemi, daha önce önerilen yöntemden daha düşük maliyetli, daha az invaziv ve daha kolay uygundur. Geleneksel olarak, bağırsağa kateter bağlantısı dikilerek yapılırdı. Burada, siyanoakrilat yapıştırıcı eki ile sütürlemeyi değiştirerek farelerdeki cerrahi hasarı azalttık.

Laboratuvarımızda, farelerde fiziksel ve psikolojik stresin bağırsak-beyin sinir iletişimini nasıl etkilediğinin mekanizmasını araştırıyoruz. Başlamak için, silikon tüpü yedi santimetrelik kesin bir uzunlukta kesmek için makas kullanın. Siyanoakrilat yapıştırıcı kullanarak, silikon tüpün ucundan yaklaşık üç milimetre uzakta küçücük plastik boncukları sabitleyin.

23 gauge iğnenin ucunu kesin ve iğne ucundan 1,5 santimetre kesin. Boncuğun karşı tarafındaki iğnenin kesilen kısmını silikon tüpe yerleştirin. Pense kullanarak, iğne ucundan bir santimetre çıkarın.

Modifiye edilmiş 23 gauge enjeksiyon iğnesini 2,5 mililitrelik bir şırıngaya takın. 23 gauge enjeksiyon iğnesinin üzerine 15 santimetrelik bir silikon tüp sürün. Enjeksiyon iğnesini uçtan 1,5 santimetre kesin ve silikon tüpe takın.

Başlamak için, anestezi uygulanmış fareyi ameliyat masasına sırtüstü yatırın ve ağzını inhalasyon aparatına yakın bir şekilde hizalayın. Yapışkan bant kullanarak farenin ağız boşluğunu, ön bacaklarını ve arka bacaklarını ameliyat masasına sabitleyin. Sol üst karın bölgesindeki tüyleri almak için tüy dökücü krem sürün.

Karnın sağ tarafında ve ksifoid işleminin beş milimetre altında 1,5 santimetrelik bir cilt kesisi yapın. Daha sonra karın duvarında ilk cilt kesisi ile aynı yerde 1,5 santimetrelik bir kesi oluşturun. Mideyi açığa çıkarmak için sol hepatik lobu künt uçlu forseps ile yanal olarak hafifçe hareket ettirin.

Şimdi mideyi kaldırın ve kesiden nazikçe çıkarın. Bir makas kullanarak, pilor antrumunda küçücük bir perforasyon oluşturun. Kateterin ucunu bir boncuk ile perforasyonun içine sokun.

Kateterin mideye sıkıca bağlandığını onayladıktan sonra, mideyi dikkatlice orijinal konumuna yeniden yerleştirin. Karın duvarını dikerek kateterin dışarıdan çıkmasına izin verin. Daha sonra cilt kesisini karın kapanışına benzer bir şekilde kapatın.

Ameliyat edilen bölgeyi klorheksidin glukonat solüsyonu ile temizleyin ve fareyi sterilize edilmiş bir kafese yerleştirin. Başlamak için, nabız ve solunumun etkilerini azaltmak için yardımcı kulak çubukları kullanarak anestezi uygulanmış fareyi stereotaksik bir platforma sabitleyin. Elektrikli tıraş makinesi veya epilasyon kremi kullanarak, saç derisindeki tüyleri dikkatlice alın.

Saç derisinin yüzeyini %0,1 ila %0,5 klorheksidin glukonat solüsyonu ile dezenfekte edin. Saç derisine lokal anestezik jel uygulayın ve beş ila 10 dakika bekleyin. Daha sonra, makas kullanarak başın arkasından alnına doğru düz bir kesim yapın.

Kafatasını açığa çıkaran fazla deriyi geri çekmek için klips kullanın. Periosteumun bağ dokusunu pamuklu çubukla çıkarın. Akrilik çimentoyu hemen kafatasına uygulayın ve çimentonun kuruması için beş dakika bekleyin.

Fareyi floresan stereo mikroskop altında hareket ettirin. Görüntüleme için, cıvalı bir ışık kaynağıyla birlikte geniş bantlı bir mavi floresan filtre seti kullanın. Ardından, kateter iğnesini kateterin ucundan çıkarın.

Yaklaşık 0.03 mililitre salin kullanarak fare tarafı kateter içindeki kalıntı içeriği temizleyin. Ardından kateteri fareden çıkarın. Uygun dozda% 10 glikoz çözeltisi şırıngaya aspire edin ve katetere takın.

Görüntüleme yazılımında kamera tanımayı kontrol edin ve kare hızını 10 hertz olarak ayarlayın. Çözünürlüğü 512 x 512 piksel ve derinliği 16 bit olarak ayarlayın. Kayıt işlemi düğmesine tıklayın ve 50 saniye boyunca spontan veri alın.

Son olarak, glikoz çözeltisinin kademeli bir infüzyonu ile farenin fizyolojik durum verilerini kaydedin. Spontan nöral aktivite, korteks boyunca rastgele kalsiyum salınımlarını ortaya çıkardı. Zamansal floresan yoğunluğu değişiklikleri, bir patlama bastırma modelini takiben kalsiyum salınımları gösterdi.

Glikoz enjeksiyonu, ikincil motor kortekste hemen aktivasyon ile glikoz uygulamasının tamamlanmasından dört ila sekiz saniye sonra kortikal kalsiyum dinamiklerinde önemli değişiklikler gösterdi. Ancak su uygulamasını takiben herhangi bir değişiklik gözlenmedi. Su uygulaması ile karşılaştırıldığında, glikoz enjeksiyonunu takiben ikincil motor korteks bölgesinde floresan yoğunluk oranlarında önemli değişiklikler gözlenmiştir.

Enjeksiyon sonrası farklı kortikal bölgelerdeki aktivasyon seviyeleri sadece ikincil motor korteks bölgesinde önemli farklılıklar gösterdi.

Explore More Videos

Anahtar Kelimeler: Bağırsak-Beyin İletişimi Glukoz Stimülasyonu Kalsiyum Dinamiği Korteks Çapında Görüntüleme Gerçek Zamanlı Analiz İntragastrik Glukoz Enjeksiyonu Transgenik Fareler Genetik Olarak Kodlanmış Kalsiyum İndikatörleri Nöral Yolaklar Kortikal Aktivite

Related Videos

Akut Hipokampal Dilimler içinde Synaptically-uyarılmış astroglial ve Nöronal Cevaplarının İkili Elektrofizyolojik Kayıtlar

16:38

Akut Hipokampal Dilimler içinde Synaptically-uyarılmış astroglial ve Nöronal Cevaplarının İkili Elektrofizyolojik Kayıtlar

Related Videos

28K Views

Bir Fare Kolonik Myenterik Pleksusunda Enterik Nöron ve Glia Aktivitelerinin Kalsiyum Görüntülemesi

04:14

Bir Fare Kolonik Myenterik Pleksusunda Enterik Nöron ve Glia Aktivitelerinin Kalsiyum Görüntülemesi

Related Videos

719 Views

Enterik Sinir Sistemi Yerinde Ca 2+ Görüntüleme

11:26

Enterik Sinir Sistemi Yerinde Ca 2+ Görüntüleme

Related Videos

18K Views

Bioluminescent Kalsiyum Göstergesi GFP-aequorin dayanarak Vivo Fonksiyonel Beyin Görüntüleme Yaklaşım

12:15

Bioluminescent Kalsiyum Göstergesi GFP-aequorin dayanarak Vivo Fonksiyonel Beyin Görüntüleme Yaklaşım

Related Videos

13K Views

Enteroendokrin Hücre Gut Hormon salgısını Çalışması ve Canlı Hücre Görüntüleme için Amaçlanan Kemirgen Küçük Bağırsak Karışık İlköğretim Kültürler

09:16

Enteroendokrin Hücre Gut Hormon salgısını Çalışması ve Canlı Hücre Görüntüleme için Amaçlanan Kemirgen Küçük Bağırsak Karışık İlköğretim Kültürler

Related Videos

16.1K Views

Kendisinin geçici eşleme ve parçacık analiz teknikleri intrasellüler Ca sinyal2 + in Situ ölçmek için uygulamaları

09:34

Kendisinin geçici eşleme ve parçacık analiz teknikleri intrasellüler Ca sinyal2 + in Situ ölçmek için uygulamaları

Related Videos

9.8K Views

Fare Pankreas Adacık Hücrelerinin Alt Popülasyonlarında Görüntüleme Kalsiyum Dinamiği

08:03

Fare Pankreas Adacık Hücrelerinin Alt Popülasyonlarında Görüntüleme Kalsiyum Dinamiği

Related Videos

9K Views

Bağırsak Mikrobiyom-Sinir Sistemi Eksenini İncelemek için Çip Üzerinde Bağırsak Modeli

09:18

Bağırsak Mikrobiyom-Sinir Sistemi Eksenini İncelemek için Çip Üzerinde Bağırsak Modeli

Related Videos

3.6K Views

İn Vivo Bozulmamış Dorsal Kök Ganglialarında Primer Duyusal Nöronların Ağlarında Nöronal Toplulukların Kalsiyum Görüntülenmesi

09:07

İn Vivo Bozulmamış Dorsal Kök Ganglialarında Primer Duyusal Nöronların Ağlarında Nöronal Toplulukların Kalsiyum Görüntülenmesi

Related Videos

3.6K Views

In vivo (İn canlı) Dorsal Kök Gangliyon Nöronlarının Somatik ve Viseral Uyaranlara Yanıtının Kalsiyum Görüntülemesi

06:06

In vivo (İn canlı) Dorsal Kök Gangliyon Nöronlarının Somatik ve Viseral Uyaranlara Yanıtının Kalsiyum Görüntülemesi

Related Videos

2.8K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code