Inducing Long-Term Plasticity of Intrinsic Neuronal Excitability in Neurons of the Dorsal Lateral Geniculate Nucleus

La nostra ricerca si concentra sul ruolo dei canali ionici nella plasticità funzionale dei disturbi cerebrali. In particolare, studiamo qui se i neuroni del talamo visivo possono subire plasticità di eccitabilità neuronale intrinseca. Abbiamo stabilito per la prima volta che i neuroni del nucleo genicolato laterale esprimono la plasticità dell'eccitabilità neurale intrinseca in seguito a deprivazione monoculare o in seguito a stimolazione di input regionali.

Forniamo un modo semplice per indurre una plasticità duratura dell'eccitabilità neuronale nei neuroni talamici visivi del ratto in vitro. A questo scopo, utilizziamo registrazioni elettrofisiche patch-clamp e strumenti farmacologici su tessuto cerebrale ex vivo. I nostri risultati sollevano la possibilità di esplorare la plasticità intrinseca di altri nuclei visivi sottocorticali del cervello.

Per iniziare, prepara gli strumenti di dissezione e due piattaforme di ghiaccio. Mettere il ghiaccio nel serbatoio esterno e riempire la camera di affettatura del vibratomo con una soluzione di taglio ghiacciata. Posiziona la testa del ratto soppresso sulla prima piattaforma ghiacciata e, usando piccole forbici, taglia il cuoio capelluto in direzione caudale, seguito dal cranio bilateralmente.

Con una pinza smussata e una spatola, apri il cranio, estrai rapidamente il cervello dal cranio e posizionalo sulla seconda piattaforma di ghiaccio. Praticare un'incisione sul piano frontale per rimuovere la corteccia anteriore e i bulbi olfattivi, seguita da un secondo taglio a livello del collicolo inferiore per rimuovere la corteccia posteriore e il cervelletto. Attacca il blocco cerebrale sulla piastra del vibratomo con il lato rostrale rivolto verso l'alto.

Innaffiare regolarmente il cervello durante la procedura fino a quando non è completamente immerso nella camera di affettatura. Usando il vibratomo, tagliare fette di 350 micrometri contenenti il nucleo genicolato laterale dorsale. Quindi, con una matita, rimuovere delicatamente la corteccia e l'ippocampo dal mesencefalo.

Per iniziare, prendi la fetta di cervello di ratto contenente il nucleo genicolato laterale dorsale, o dLGN, e montala in una camera sommersa su un microscopio verticale. Posizionare il filo di platino a forma di U sulla fetta. Utilizzando la microscopia video a infrarossi con contrasto di interferenza differenziale, identificare un neurone sano nel dLGN per la registrazione patch-clamp.

Utilizzando il micromanipolatore, posizionare la pipetta patch sul neurone selezionato con una pressione positiva costante. Impostare l'amplificatore in modalità VC e iniettare un passo di tensione di 10 millivolt. Impostare la tensione a meno 65 millivolt.

Quindi, imposta l'amplificatore in modalità CC, bilancia il ponte per compensare la resistenza di accesso e mantieni il neurone a meno 65 millivolt. Per l'acquisizione dei dati, impostare un periodo di controllo di circa 10 minuti con un impulso positivo di corrente alla frequenza di 0,1 hertz e monitorare l'eccitabilità neuronale. Quindi, osservare la resistenza di input del neurone con un breve impulso negativo di corrente.

Dopo il periodo di controllo, suscitare treni di 15 picchi evocati da 15 brevi passi da due a cinque millisecondi di corrente depolarizzante, erogati a 40 hertz per 10 minuti. Scegliere l'ampiezza dell'impulso di corrente per suscitare ogni volta un singolo potenziale d'azione. Infine, testare l'eccitabilità neuronale dopo il protocollo di induzione.

I neuroni dLGN sono stati registrati in configurazione cellulare intera e LTP-IE è stato indotto dall'attivazione del potenziale d'azione a 40 hertz per 10 minuti in presenza di glutammato ionotropico e antagonisti del recettore GABA. Un aumento di tre volte del numero di potenziali d'azione è stato osservato da 20 a 30 minuti dopo l'induzione di LTP-IE senza alcun cambiamento nella resistenza di ingresso.