Name: a method for remotely silencing neural activity in rodents during discrete phases of learning
Uploaded: 2015-06-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 22 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning at JoVE.com

우리는이 프로토콜이 부분적으로 파생 된 원고에 대한 그들의 공헌 로빈슨 등. (12)의 저자 감사합니다.

동물의 사용은 오벌린 대학 기관 동물 관리에 의해 승인 및위원회를 사용하여 실험 동물 (21)의 관리에 대한 가이드에 따라 및 사용에있다. 바이러스 주입 1. 준비 참고 :이 프로토콜은 BSL-1의주의 사항을 사용합니다. BSL-2주의 사항, 일회용 실험실 코트, 장갑, 신발 커버, 눈 보호 및 미립자 호흡기를 (N95을 입력) 사용하는 경우 필요합니다. BSL-2 화합물을 취급 한 모든 개인은 지역 공공 보건 기관에 의해 미립자 인공 호흡기 테스트에 맞게해야합니다. 취급 및 바이러스 벡터의 저장에 대한 자세한 내용은 로리 &amp; Majewska (2010 년) (22)을 참조하십시오. <ol><li> 20 μL의 microcentrifuge 튜브에서 처음 사용, 나누어지는 및 저장되지 않은 바이러스에 반복되는 동결 융해를 방지 할 수 있습니다. </li><li> 불필요한 오브젝트를 제거하고 70 % 에탄올로 표면을 살균하여 작업 표면을 준비한다. 1 준비AAV 폐기물 오염 제거 0 % 표백제 솔루션입니다. 작업 표면에 표백제 용액과 멸균 10 μL 주사기의 전체 비커를 놓습니다. 셋업 동안 짓 눌린 얼음 용기에 AAV와의 microcentrifuge 튜브를 놓습니다. </li><li> 표준 벤치 부사장으로 바이러스의 microcentrifuge 튜브를 놓습니다. AAV의 최소 4 μL와 10 μL 주사기를로드합니다. 로드하는 동안 microcentrifuge 관의 바닥에 대한 주사기의 끝이 구부러지지 않도록주의하십시오. 주사기에 AAV 솔루션의 4 μL에 기포가 없는지 확인합니다. </li><li> 10 % 표백제가 들​​어있는 비커에 빈 바이러스 튜브 폐기하십시오. 공급 업체에 의해 지정된 바이러스의 사용되지 않는 부분을 저장합니다. </li><li> 폐기물 용기에 추가로 10 %의 표백제를 추가하고 폐기물 정화 액체 폐기물을 처분하기 전에 30 분 동안 앉아 할 수 있습니다. </li><li> 제도적 지침의 지시에 따라 생물 학적 용기에 모든 보호 장비 및 플라스틱 폐기물 폐기하십시오. 데코10 % 표백제를 사용하여 바이러스와 접촉에 온 모든 장비 또는 표면을 ntaminate. </li></ol> 2. 수술 <ol><li> 정위 장치에서와 전용 바이러스 처리 지역으로 지정 인접한 공간에 흡수 벤치 용지를 배치하여 수술 영역을 준비합니다. <ol><li> 수술 장치 근처 전용 바이러스 처리 영역에 10 % 표백제 폐기물 용기를 놓습니다. </li></ol></li><li> 마취의 꾸준한 수준을 유도하고 수술을 위해 쥐를 준비합니다. <ol><li> 의식 총 목적 운동 부족 손실이있을 때까지 이소 플루 란 가스 (1-3%의 범위) 및 산소 (100 %, 약 1 L / 분)의 혼합물을 함유 유도 챔버에 쥐를 놓는다. 수술을 통해 이소 플루 란 마취를 유지한다. </li><li> 6 깊은 마취가 달성되면, 약간 귀 뒤쪽에 눈 사이에서 쥐를 면도. </li><li> 대한 유도 챔버에 다시 쥐를 놓습니다추가로 1-3 분. </li><li> 이소 플루 란 마취 시스템이 정위 수술의 코 콘에 연결되어 있는지 확인합니다. stereotax에 이소 플루 란의 흐름을 시작 이소 플루 란 튜브의 마개를 엽니 다. 위에서 지정한 수준에서 이소 플루 란과 산소를​​ 유지한다. </li><li> 물린 줄에 입을 확보하고 귀 막대를 확보하여 정위 장치에서 쥐를 놓습니다. </li><li> 절개하기 전에 수술 부위에 눈 눈에 윤활제 및 betadine을 적용합니다. </li></ol></li><li> 눈에 꼬리 약 2mm를 시작 두개골의 등쪽 표면에 피부의 2.4 CM의 중간 선 절개를합니다. 두개골을 노출 피부를 후퇴. 주기적으로 건조되는 것을 방지하기 위해 조직의 수술 부위 마진 멸균 0.9 % 멸균 식염수를 주입. </li><li> 브레 그마 및 람다까지 두개골에서 삭제 막성 조직은 명확하게 볼 수 있습니다. </li><li> 두개골의 지느러미 - 복부 좌표를 측정하여 수준인지 확인브레 그마 및 람다에서. 브레 그마 및 람다에서 지느러미 - 복부 좌표 이하 0.04 mm의 차이까지 따라 정위 장치를 조정합니다. </li><li> 이 때, 2 % 내지 2.5 이소 플루 란 가스를 줄일 수 있습니다. </li><li> 좌표 rezero, 브레 그마에 드릴을 돌려 다음 원하는 중간 - 측면에 드릴을 이동하고 전후방 좌표입니다. </li><li> 홀에서 드릴이 28 G 주입 주사기위한 적절한 크기로 구멍을 만들어 0.9 mm의 드릴 비트를 사용하여 좌표. </li><li> 0.2 μL / 분의 속도로 바이러스를 전달하는 주입 펌프를 설정한다. 정위 장치의 주입 팔에 주사기를 놓고 좌표 원하는에 주사기를 내립니다. 바이러스의 원하는 양을 전달 (0.1 μL 0.8 범위). 예를 들어, 4 분에 걸쳐 AAV의 0.8 μl를 제공합니다. 참고 : 이상적인 주입 볼륨과 관심의 각 지역에서 바이러스의 전형적인 확산을 결정하기 위해 파일럿 연구를 실시하고 있습니다. <ol><li> 바이러스의 전달은 공동되면10 분 바늘 관으로 역류를 방지하기 위해 제자리에 mplete 주사기를 떠난다. 천천히 약 5mm / 분의 속도로 주사기를 올린다. 모든 좌표가 AAV 주입 될 때까지 반복합니다. </li></ol></li><li> 수술 스테이플와 코트 국소 항생제 연고와 상처를 사용하여 상처를 닫습니다. </li><li> 수술 후 통증 관리를위한 기관의 지침을 따르십시오. </li><li> 침구, 뚜껑과 적절한 간판과 새장에 쥐를 놓고 동물 시설에 쥐를 반환합니다. <ol><li> BSL-2주의에서 작업하는 경우, 기관의 지침에 의해 지정된 시간 (일반적으로 48 ~ 72 시간)을 위해 침대를 수집합니다. 생물 학적 폐기물 용기에 침구를 놓습니다. </li><li> 자신의 안전한 폐기를위한 가이드 라인에 의해 지정된 모든 AAV-오염 물질 폐기하십시오. </li></ol></li></ol> 3. 행동 장치 참고 : 감각 전처리 장치는 표준 적 조건화의 참으로 구성BER 스테인레스 스틸 그리드 바닥 (12 &quot;의 (L) X 9.5&quot;폭 x 11.5 &quot;H), 2 플렉시 유리 측벽 2 금속 벽. <ol><li> 2 Hz에서 번쩍 때 시각적 자극 집 등의 역할을 할 수있는 알루미늄 벽 중 하나와 같은 2.8 W 빛을 탑재합니다. 청각 자극을 제공하기 위해 챔버에 스피커를 장착합니다 (10 초, 1500 Hz에서, 78dB 순수한 음색과 10 초 78dB 화이트 노이즈). <ol><li> 식품 컵에 45 mg의 음식 알약을 제공하기 위해 식품 호퍼를 사용합니다. 식품 컵 내에서, 적외선 광전지는 동안 및 자극 및 식품 보상의 프리젠 테이션 후, 전에 음식 컵에 소요 된 총 시간을 감지합니다. </li><li> 하우스 배기 팬이 장착 사운드 감쇠 캐비닛의 챔버 (22 &quot;폭 x 22&quot;높이 x 16 &quot;D) (~ 68dB). </li><li> 데이터를 조작 적 챔버를 제어하고 취득 메드 어소 소프트웨어가 설치된 PC의 컴퓨터를 사용하십시오. 냉방 세션 동안 presenta 동안 음식물 컵 헤드와 소요 된 총 시간에 대한 데이터를 수집빛 자극 (5 초 시대)의 기 및 음식 보상 (5 초 시대)의 프리젠 테이션시. 테스트 세션 동안 (청각 자극이 종료 10 초 에포크 시작) 청각 자극의 프레 젠 테이션에 대한 응답으로 음식 컵에 소요 된 총 시간에 대한 데이터를 수집합니다. </li></ol></li></ol> 감각 전처리 패러다임 4. 개요 <ol><li> 수술 회복 후, 서서히 식품은 자유 섭식 체중의 85 %로 제한 쥐. 적절한 음식 제한 패러다임에 대한 수의학 직원에게 문의하십시오. 주 : 3 상 감각 전처리 패러다임은도 2에 도시되어있다. </li><li> 전처리 세션은 (1 단계, 매일 64 분 훈련은 4 일 연속에 걸쳐 실시) <ol><li> 청각과 시각적 자극의 전달 구성 12 혼합 실험과 현재 쥐. 간 시험 간격을 포함 각 후 평균 4.5 분 (범위 4.0 분 5.0) 그uditory 프리젠 테이션. </li><li> 10 초 동안 시험, 현재 톤 (미리 조정 자극)의 6 일, 깜박이는 빛 자극의 5 초 발표 바로 다음에. </li><li> 다른 6 시험에서 10 초 동안 혼자 화이트 노이즈 (짝 자극)을 제시한다. </li></ol></li><li> 컨디셔닝 세션 (2 단계 5 일간에 걸쳐 실시 매일 64 분 교육 세션) : <ol><li> 5 초 동안 시각적 자극 (깜박이는 빛의 자극)의 전달로 구성되어 8 시련과 현재 쥐이 45 mg의 음식 펠렛의 배달 바로 다음에. 간 시험 간격을 포함 각 시험 후 평균 7 분 (범위 6.0 분, 8.0)가. 때때로 쥐 빛 음식의 관계를 배울 수 5 개 이상 조절 세션을 필요로한다. </li></ol></li><li> 테스트 세션 (3 단계, 하나의 78 분 세션) : <ol><li> 혼자 청각 자극의 전달 구성 12 혼합 실험과 쥐를 제시. 집결지 간 시험 간격 포함분노 4.5 분 (범위 4.0 분 5.0) 각 청각 발표 후. </li><li> 시련의 6에서 10 초 동안 만 톤 자극 (미리 조정 자극)을 제시한다. </li><li> 다른 6 시험에서 10 초 동안 혼자 화이트 노이즈 (짝 자극)을 제시한다. </li></ol></li><li> 컨디셔닝 자극과 백색 잡음과 짝 자극과 톤을받을 쥐의 두 번째 세트와 연구를 완료하여 자극을 상쇄. </li></ol> 5. 약리 및 행동 절차 <ol><li> 행동 장치에 전원을 켜고 적절한 행동 세션의 MED-PC의 코드를로드합니다. 와이어 및 프로그램 행동 장치 소음 감쇄 캐비닛에 장착 된 팬은 전원이 켜져있을 때를 켜도록. </li><li> 클로자핀 N 옥사이드 (CNO)의 1 ㎎ / ㎖ 용액을 조제, 15ml의 원뿔형 튜브에 CNO 5.0 ㎎ 무게 멸균 0.9 % 멸균 SalI을 5 ml의 물 또는 5를 가하여NE. 솔루션까지 소용돌이는 분명하다. <ol><li> CNO는 용액에 용해되지 않는 경우 또는 CNO 더 농축 용액은 예컨대 DMSO (23), 용해 보조제를 추가 원하는 경우. 특히, 0.5 % DMSO와 CNO의 1 ㎎ / ㎖ 용액을 제조 CNO 5.0 mg의 무게 15 ML 원뿔 튜브에 DMSO의 25 μl를 추가 할 수 있습니다. 톡 부드럽게 내용이 튜브의 바닥에 남아 보장한다. 맑은 용액이 될 때, 멸균 된 물을 5 ml 멸균 수 또는 0.9 % 식염수 5 mL를 추가한다. CNO의 솔루션을 준비하기위한 자세한 지침은 DREADD 위키 자원 25 페이지에서 사용할 수 있습니다. </li><li> 이 관리되는 매일 새로운 CNO 솔루션을 준비합니다. </li></ol></li><li> 1 mg을 투여 량으로 복강 내 주사를 CNO은 / 약 30 분 전에 행동 시험에 kg. 예를 들어, 1 ㎎ / ㎖ CNO 용액 0.2 mL를 200g 주입 쥐. CNO 관리의 투여 량과 시간 과정은 이전에 게시 된 보고서 2,12을 기준으로 선정되었다.<ol><li> (1 단계, 주사 4 일 총) 각 전처리 세션에 앞서 CNO 30 분을 주입하지만, 이후의 모든 행동 세션 이전에 차량을 관리 할 수​​ 있습니다. </li></ol></li><li> 30 분 후, 행동 시험 챔버로 쥐를 배치하고 적절한 행동 세션에 대한 컴퓨터 코드를 개시. </li><li> 행동 작업이 완료되면, 바로 챔버에서 래트를 제거한 동물 콜로니에 쥐를 반환한다. </li></ol> 행동 데이터의 분석 (6) 참고 : 모든 행동 세션의 종속 변수는 음식 컵에 적외선 광전지의 중단에 의해 검출 된 쥐의 머리가 음식 컵 안에있는 시간의 양입니다. (단위는 sec)의 데이터를 수집하여 컴퓨터 소프트웨어에 의해 기록된다. <ol><li> 조회하지 마십시오 전처리 단계에서 생성 된 데이터를 분석합니다. </li><li> 조절 세션의 각 쥐 &#39;를 분석부 합성은 5 행동 세션에서 시각적 자극의 프레젠테이션 중에 음식 컵 동작을 비교하여 빛 음식의 관계를 배울 수 있습니다. 특히, / 세션 (8) 시험의 각 5 초 광 시대 동안 음식 컵에 소요 된 평균 시간을 계산한다 (즉, 지속 시간 / 쥐의 각 5 초입니다 (8) 시험의 평균). 평균 제어 및 5 일 각 세션에 대한 실험 값을 (그림 3A 참조) 비교. <ol><li> 상기 5 초 광 에포크에 대해 지정된 것과 동일한 계산을 이용 5 행동 세션에서 음식 보상 (5 초 에폭)의 운반 중에 식품 컵 거동을 비교함으로써 음식 보상을 얻기 위해 쥐 &#39;동기를 분석한다. 이 값은 시각적 자극의 프레젠테이션 중에 획득 한 것보다 지속적으로 더 높을 것이다 (그림 3B 참조). </li></ol></li><li> 테스트 세션의 경우 : 대가에 응답 래트 &#39;음식 컵 동작을 설명 판정 비율을 계산할각각의 청각 자극의 entations. <ol><li> 특히, 각각의 쥐를 들어, 6 프리젠 테이션을 각각 다음과 같은 음식을 컵에 소요되는 평균 시간의 합으로 감각 컨디셔닝 자극의 6 프리젠 테이션 (즉, 톤)의 각각 다음과 같은 음식을 컵에 소요 된 평균 시간을 분할 감각 컨디셔닝 자극 (즉, 톤 자극) 플러스 짝 자극 (즉, 백색 잡음 자극)의 6 프리젠 테이션을 각각 다음과 같은 음식을 컵에 소요 된 총 시간의 평균. 각 시대는 지속 시간이 10 초입니다. 주 : 0.5 이상의 차별 점수가 쥐 감각 전처리 패러다임에 내재 된 연결을 배운 보여줍니다. </li></ol></li></ol> AAV 배치와 표현의 7. 확인 <ol><li> 마취로 transcardially 및 4 % 파라 포름 알데히드를 사용하여 래트를 관류. 인해 형광 라벨의 사용 min으로 2 시간의 후 - 정착 시간을 초과하지imize 손실 항원의 형광 신호를 보존 할 수 있습니다. </li><li> 이일 최소 또는 뇌 뇌 병의 바닥에 가라까지 인산염 완충 식염수 (1X)의 20 % 자당 용액 30 ㎖를 함유하는 뇌 항아리로 전송하여 관류 뇌 탈수. </li><li> 관심 영역의 전체 rostrocaudal 범위에 걸쳐 관상 뇌 부분 (20 ~ 40 μm의)를 만들기 위해 동결 슬라이딩 마이크로톰을 사용합니다. </li><li> 디자이너 수용체 및 / 또는 기자 (12)의 위치와 발현을 확인하기 위해 태그 수용체 또는 리포터 단백질에 대한 면역 조직 화학 감독을 실시한다. 면역 조직 화학 염색 프로토콜은 DREADD 위키 리소스 페이지 (25)에 제공된다. </li><li> 수성 장착 매체의 100 ~ 200 μl를 사용 superfrost 플러스 슬라이드와 커버 슬립 위에 섹션을 탑재합니다. </li><li> AAV 배치 및 단백질 발현 12, 24을 확인하기 위해 뇌 조직에 형광 현미경을 수행합니다.</li>
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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> , (2014).</li><li>Ferguson, S. M., Phillips, P. E. M., Roth, B. L., Wess, J., Neumaier, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct-pathway+striatal+neurons+regulate+the+retention+of+decision-making+strategies.">Direct-pathway striatal neurons regulate the retention of decision-making strategies.</a> J. Neurosci. 33 (28), 11668-11676 (2013).</li><li>Cassatarro, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reverse+pharmacogenetic+modulation+of+the+nucleus+accumbens+reduces+ethanol+consumption+in+a+limited+access+paradigm.">Reverse pharmacogenetic modulation of the nucleus accumbens reduces ethanol consumption in a limited access paradigm.</a> Neuropsychopharm. 39, 283-290 (2014).</li><li>Krashes, M. J., Shah, B. P., Koda, S., Lowell, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+versus+delayed+stimulation+of+feeding+by+the+endogenously+released+AgRP+neuron+mediators.">Rapid versus delayed stimulation of feeding by the endogenously released AgRP neuron mediators.</a> GABA, NPY and AgRP. Cell Metab. 18 (4), 588-595 (2014).</li><li>Gage, F. H., Bjorklund, A., Stenevi, U., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+correlates+of+compensatory+collateral+sprouting+by+aminergic+and+cholinergic+afferents+in+the+hippocampal+formation.">Functional correlates of compensatory collateral sprouting by aminergic and cholinergic afferents in the hippocampal formation.</a> Brain Res. 268 (1), 39-47 (1983).</li><li>Nelson, R. J., Young, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavior+in+mice+with+targeted+disruption+of+single+genes.">Behavior in mice with targeted disruption of single genes.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 22 (3), 453-462 (1998).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

이 프로토콜은 특정 뇌 영역이 다단계 복잡한 학습 과제에 기여하는 방법을 조사하기 위해 약물 유전 학적 접근 (DREADD)를 적용하는 방법에 대해 설명합니다. 일시적으로 원격 학습 단계에 걸쳐 이산 뇌 영역에서의 신경 활성을 침묵하는 기능, 방법의 조합 학습의 미묘한 차이 또는 마스크 형태를 포함 행동의 넓은 범위를 조사 할 수있는 플랫폼을 제공한다. 이 프로토콜에 설명 된 예에서, retrosplen...

행동 신경 과학 분야 내 흥분 도전 복잡한 행동 신경 기판을 결정하는 것이다. 그러한 고정 병변, 캐 뉼러를 통해 임시 임플란트 뇌 비활성화 및 optogenetics 같은 수많은 기술 복잡한 행동 부성분 이산 뇌 영역의 기여를 식별하기 위해 사용되어왔다. 이러한 접근 방식은 학습 기간 동안 지역 특이성에 대한 우리의 이해를 통보하면서, 각각의 기술은 한계가없는 것은 아니다. 특히, 영구적 병변은 일반적으로, 따라서 그 효과는 패러다임의 기간에 걸쳐 존재하는, 행동 시험 전에 실시하고 있습니다. 뇌 조직에 상당한 손상을 일으킬 수있는 단기 신경 inactivator (예를 들어, 테트로도톡신)의 프리젠 테이션을 포함하고 직전 행동 테스트에 대한 주체의 스트레스를 유도 할 수 삽관 연구. 또한, 삽관 통해 불 활성화를 둘러싼 조직의 영역에 한정되어캐 뉼러의 끝. optogenetics 특정 뇌 영역에서 활동의 시간적 제어를위한 유연성을 제공하면서 마지막으로, 그것은 비용 금지 및 기술적 요구하고있다. 이러한 제한은 약물 유전 학적 접근 (디자이너 - 수용체 - 전용 활성화별로 디자이너 - 마약, DREADDs) 1, 2를 사용하여 극복 할 수 있습니다. 약물 유전학의 개념은 복잡하면서 중요한 것은, 상기 기술의 실행은 간단하다. 변형 억제 G 단백질 결합 수용체에 대한 DNA 단편을 포함 독소 (예, NMDA, ibotenic 산) 이산 뇌 영역으로는,이 기술은 아데노 - 관련 바이러스 (AAV)를 주입하는 것을 포함의 주입을 포함하는 전통적인 정위 수술 방법과 유사하게 (hM4Di, 디자이너 수용체) 표준 실험실 설치류의 관심 영역으로는 (그림 1 참조). 바이러스 벡터는 형광 기자 (mcitrine)가 포함되어 있습니다. 에 통합되면세포에, 디자이너 수용체 (리포터 단백질) 최대한 ~ 삼주 후 주입을 표현하고 선택적으로 다른 생물학적으로 불활성 디자이너 약물의 전신 투여, 클로자핀-N- 옥사이드로 2-5 시간 동안 활성화 할 수 있습니다 (CNO) 1 , 3. 실험은 특정 뇌 영역에서 신경 활동을 정밀하게, 아직 원격 제어 시간을 부여하기 때문에, 약물 유전학은 여러 단계로 진행됩니다 행동 패러다임에 특히 잘 결합한다. 이 예에서, retrosplenial 피질의 기여 (RSC)은 자극 - 자극하는 학습이 파블로프 학습에서의 역할과 비교된다, 그러나 접근 방식의 조합은 뇌 영역에 기여하는 방법을 특정 식별을 추구 질문의 수에 적합하다 복잡한 행동. 본 프로토콜에 설명되지하면서 또한, 바이러스 및 형질 전환 방법은 세포 형 특이 DREADD 식 (2)를 달성하기 위해 사용될 수있다. 나는DREADD 접근 방식을 사용하는 경우의 고유 실험 조작, 실험 설계 및 후속 정량 분석​​의주의 깊은 고려의 약리학 및 / 또는 다른 유형을 포함하는 행동 패러다임이 필요합니다. DREADD 접근 방식에 새로운 실험자은 현재 DREADD 기술 2의 종합적인 검토라고합니다. 매일, 생물은 새로운 자극과 이벤트와 서로의 관계에 대해 알아 봅니다. 도 친숙한 환경에서, 이러한 가정으로, 하나는 이러한 변경의 의미있는 사건 예측 될 수 있기 때문에 자극 사이의 관계의 변화를 검출하기 위해 빠른 것이다. 이러한 자극 - 자극 (즉, 관계형) 학습은 여러 자극들이 결합되어 포함 전통적으로 내측 측두엽 4에서 중앙 상주하는 해마와 관련이있다. 그러나, 해마 존재도 단독으로 작용하지 않는다; 내부와 외부 모두 대뇌 피질의 영역내측 측두엽의 측면은 해마 형성 5-7에 중요한 감각 정보를 제공합니다. 전통 영구적 병변 연구는 해마에 의존하는 학습 대뇌 피질의 영역 (예를 들어,, retrosplenial postrhinal 및 entorhinal 피질)의 수의 참여에 대한 강력한 증거를 제공하지만 이산 단계에서 특정 지역의 역할을 식별 할 수있는 능력에 제한이 8-10 학습. 본 프로토콜은 RSC는 3 상 감각 전처리 패러다임 (11, 12)의 단일 단계에서 RSC를 침묵에 의해 자극 - 자극 학습에 필요한 가설을 테스트합니다. 간단히 말해서, 쥐 디자이너 수용체를 포함하고 2 ~ 3 주 후에 행동 테스트를 시작하기 전에 디자이너 약물 (CNO) 30 분 관리되는 AAV의 주입을받을 수 있습니다. 본 프로토콜에서는, 실험 쥐 시험의 첫 번째 단계 (자극 - 자극 리어 동안 CNO를받을닝 발생)하고는 시험의 다음 2 단계에서 차량을받을 수 있습니다. 행동에 CNO의 부주의 효과를 제어하기 위해, 디자이너 수용체 (hM4Di)와 쥐를 주입 대신 CNO의 차량에 주입. 바이러스 주입 및 수용체 발현의 일반적인 효과를 설명하기 위해, 설계자 수용체를 포함하고 CNO를 관리하지 않는 제어 바이러스 달이다. AAV의 상이한 혈청 형의 개수는 유전 물질을 전달하는 데 사용된다. 재조합 또는 합성 분자를 포함하는 연구 현재 NIH 지침 트랜스가 잠재적 종양 유전자 생성물 또는 독소 분자를 인코딩하지 않고의 부재하에 제조되는 것을 AAV (모든 혈청 형) 및 재조합 또는 합성 AAV 구조체를 유지 헬퍼 바이러스, BSL-1의주의 사항 (부록 B-1. 위험 그룹 1 (RG1) 에이전트) (13)을 필요로한다. AAV 구조, 유틸리티 및 안전에 관한 리뷰의 숫자는 14, 15 사용할 수 있습니다. 특히,하지만AAV 작업을 할 때, 설치류에서 가능한 생식 16, 17 및 잠재적 발암 메커니즘을 18 ~ 20에 관한 우려로 인해, 일부 기관은 BSL-2주의의 사용을 필요로한다. 연구는 질병 통제 및 미국의 유전자 조작에 바이러스 벡터를 사용하는 경우 재조합 DNA 분자 (13)를 포함하는 연구에 대한 NIH 가이드 라인, 센터를 실시한다 개별 기관의 감독위원회와 협의하여 사용하기 전에 해당 BSL을 확인합니다. 개인 보호, 연구자 훈련, 벡터 봉쇄, 오염 제거, 오염 제거 물질의 처분 및 사후 주입 동물 주택의 요구 사항은이 지침에 의해 지정됩니다. 또한, 상담 및 적절한 기관 동물 관리를 수행하고, 안전한 취급, 관리 및 AAV의 처분을 보장하기 위해위원회의 지침 또는 이와 동등한 기관 감독위원회 지침을 사용합니다.

<table><tbody><tr><td>Male, Long Evans Rats, 55-60 days old</td><td>Hilltop Lab Animals Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>rAAV8/hSyn-HA-hM4D(Gi)-IRES-mCitrine</td><td>Virus Vector Core</td><td></td><td>Caution: This is a BSL-1 compound</td></tr><tr><td>rAAV8/hSyn-GFP</td><td>Virus Vector Core</td><td></td><td>Caution: This is a BSL-1 compound</td></tr><tr><td>Clozapine-N-oxide</td><td>R&amp;amp;D Systems</td><td>4936-10</td><td>Designer drug</td></tr><tr><td>Rat Cage lid (polycarbonate)</td><td>Alternative Design&amp;nbsp;</td><td>FT 8XL-PC</td><td>Used to cover animal cages 48-72 hr post infusion</td></tr><tr><td>Filter paper (replacement)</td><td>Alternative Design</td><td>FP-R-1018XAD</td><td>Filter paper that goes with cage lids</td></tr><tr><td>Table top vise</td><td>JETS</td><td>2201-265</td><td>For holding microscentrifuge tubes containing AAV in the hood</td></tr><tr><td>Biohazard trash bags</td><td>Staples</td><td>113444</td><td>Medline biohazard liners</td></tr><tr><td>Biohazard trash can</td><td>Amazon.com</td><td></td><td>United Solutions 34 gallon rectangular wheeled trashcan with hook and lock handle</td></tr><tr><td>Isoflurane, 100 ml</td><td>Patterson Veterinary Supply Inc.</td><td>07-890-8540</td><td>Anesthetic</td></tr><tr><td>Dual small animal stereotaxic with digital display readout console</td><td>David Kopf</td><td>Model 942</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>Non-rupture ear bars, set of 2 (rat)</td><td>David Kopf</td><td>Model 955</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>Anesthesia mask (rat)</td><td>David Kopf</td><td>Model 906</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>High speed stereotaxic drill includes table top motor controller, foot pedal, handpiece, stereotaxic handpiece holder</td><td>David Kopf</td><td>Model 1474</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>Microdrill burrs, 0.9 mm</td><td>Fine Science Tools Inc</td><td>19007-09</td><td>Surgical supply</td></tr><tr><td>Automated syringe pump with micro4 controller</td><td>David Kopf</td><td>Model UMP3-1</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>Pro-animal detachable ceramic blade clipper kit</td><td>Ahdis</td><td>21420</td><td>Surgical supply</td></tr><tr><td>Betadine skin cleanser</td><td>Perdue Products L.P</td><td>67618-149-04</td><td>Surgical supply</td></tr><tr><td>Triple antiobiotic ointment</td><td>Medline Supply</td><td>53329-087-01</td><td>Surgical supply</td></tr><tr><td>Puralube vet ointment</td><td>Only Veterinary Supply</td><td>17033-211-38</td><td>Surgical supply</td></tr><tr><td>Dino-lite</td><td>Microscope</td><td>AD7013MTL</td><td>An alternative to the traditional disection scope</td></tr><tr><td>Dino-lite rigid table-top boom stand</td><td>Microscope</td><td>MS36B</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>28 G 10 &amp;mu;l syringe</td><td>Hamilton</td><td>80308-701SN</td><td>Surgical equipment</td></tr><tr><td>Extra tall MDF sound attenuating cubicle</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-018MD</td><td>22&#039; W x 22&quot; H x 16&quot; D</td></tr><tr><td>Extra tall modular test chamber</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-007</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Stainless steel grid floor</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-005</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>House light</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-215M</td><td>Used as the house light and stimulus light</td></tr><tr><td>Modular pellet dispenser</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-203M-45</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Pellet receptacle, cup type</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-200R1M</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Head entry detector for rat</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-254-CB</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Dustless precision food pellets, 45 mg</td><td>Bio-Serv</td><td>F0165</td><td>Behavioral supply</td></tr><tr><td>Cage speaker for rat chamber</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-224AM</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Programmable audio generator</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ANL-926</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Smart ctrl 8 input/16 output package</td><td>Med Associates, Inc</td><td>DIG-716P2</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Large table-top cabinet and power supply</td><td>Med Associates, Inc</td><td>SG-6510D</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>PCI interface package</td><td>Med Associates, Inc</td><td>DIG-700P2-R2</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>MED Intel core computer pkg with X Pro 19&quot; monitor</td><td>Med Associates, Inc</td><td>COM-103V</td><td>Behavioral equipment</td></tr><tr><td>Paraformaldehyde (grannular), 1 kg</td><td>Electron Microsopy Sciences</td><td>19210</td><td>Hazard: carcinogen, weigh in hood</td></tr><tr><td>Rabbit monoclonal antibody (HA-Tag)</td><td>Cell Signaling Technologies</td><td>3724S</td><td>Histology reagent</td></tr><tr><td>XP Rabbit monoclonal antibody (GFP)</td><td>Cell Signaling Technologies</td><td>2956S</td><td>Histology reagent</td></tr><tr><td>Anti-rabbit IgG</td><td>Cell Signaling Technologies</td><td>4412S</td><td>Histology supplies</td></tr><tr><td>Superfrost plus slides</td><td>VWR international</td><td>483111-703</td><td>Histology supplies</td></tr></tbody></table>

a method for remotely silencing neural activity in rodents during discrete phases of learning

이 프로토콜은 동물이 학습과 기억 작업에 종사하는 동안 일시적으로 원격으로 분리 된 뇌 영역에서 신경 세포의 활동을 침묵하는 방법에 대해 설명합니다. 접근 방식은 결합 약물 유전학 (디자이너 - 수용체가-전용 활성화별로 디자이너 - 약) 행동 패러다임 (감각 컨디셔닝)와 학습의 다양한 형태를 구분하기 위해 설계되었습니다. 즉, 바이러스 - 매개 전달은 유전자 변형 억제 G 단백질 결합 수용체 설치류 뇌에서 분리 된 영역으로 (디자이너 수용체)를 표현하기 위해 사용된다. 디자이너 수용체 발현 수준이 높은 경우 3 주 후, 약물 제 (디자이너 약물) 사전 행동 특정 세션에 30 분을 전신적으로 투여된다. 약물은 디자이너 수용체 친 화성을 가지며, 따라서 디자이너 수용체를 발현 신​​경의 억제를 초래하지만, 그 생물학적으로 불활성이다. 뇌 영역 (2-5 시간 동안 침묵에 의존적 유지땡) 투여 량 및 투여 경로에. 행동 패러다임 종료 후 뇌 조직은 정확한 배치와 수용체 발현에 대해 평가된다. 이러한 접근 방법은 동작의 특정 구성 요소에 대한 각각의 뇌 영역의 기여를 결정하는 행동 패러다임의 번호에 걸쳐 사용할 수있는 특히 유용하다.

행동 결과 실험이 완료되면 특정 지역 임시 불 활성화 효과는 정량적 및 정 성적으로 평가되어야한다. 본 예에서는 CNO이 RSC 중립 자극 (12) 간의 연결의 형성에 필요한 가설을 테스트하기 위해 전처리 세션 동안 RSC에서 신경 활동을 감쇠 투여되는 3 상 행동 패러다임 (감각 전처리)를 포함한다. 중요한 것은, 실험자는 행동 패러다임 또는 약물 유전 학적 접근이 가장 행동...

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A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while rats are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different components of learning.

학습의 개별 단계에서 설치류에서 원격 음소거 신경 활동하는 방법

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

a-method-for-remotely-silencing-neural-activity-rodents-during

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Behavior

14.6K 조회수.  Oberlin College. This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while rats are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different components of learning.

비디오: A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential cellular mechanism underlying learning and information storage, have long been used to elucidate the physiology of various neuronal circuits in the hippocampus, amygdala, and other limbic and cortical structures. With this in mind, transgenic mouse models of neurological diseases represent useful platforms to conduct long-term&#160;potentiation (LTP) studies to develop a greater understanding of the role of genes in normal and abnormal synaptic communication in neuronal networks involved in learning, emotion and information processing. This article describes methodologies for reliably inducing LTP in the freely behaving mouse. These methodologies can be used in studies of transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neurodegenerative diseases.

Transgenic and knockout mouse models of neurological diseases are useful for studying the role of genes in normal and abnormal neurophysiology. This article describes methodologies which can be used to study long-term potentiation, a cellular mechanism which may underlie learning and memory, in transgenic and knockout freely&#160;behaving mouse models of neuropathology.

자유롭게 마우스를 동작에 문제가있는 Perforant 통로 - 치아 이랑 (dentate gyrus) 시냅스의 장기 강화 작용

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential ...

연구

행동분석학

A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

감각 운동 통합 및인지 제어 실험을 위해 완전 자동화 된 설치류 컨디셔닝 프로토콜

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the necessary equipment is now available by several commercial companies. This protocol provides a detailed description of a two-way shuttle-box avoidance learning paradigm in rodents (here Mongolian gerbils; Meriones unguiculatus) in combination with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical electrophysiological in vivo recordings. The detailed protocol is applicable to study multiple aspects of learning behavior and perception in different rodent species.
Site-specific ICMS of auditory cortical circuits as conditioned stimuli here is used as a tool to test the perceptual relevance of specific afferent, efferent and intracortical connections. Distinct activation patterns can be evoked by using different stimulation electrode arrays for local, layer-dependent ICMS or distant ICMS sites. Utilizing behavioral signal detection analysis it can be determined which stimulation strategy is most effective for eliciting a behaviorally detectable and salient signal. Further, parallel multichannel-recordings using different electrode designs (surface electrodes, depth electrodes, etc.) allow for investigating neuronal observables over the time course of such learning processes. It will be discussed how changes of the behavioral design can increase the cognitive complexity (e.g. detection, discrimination, reversal learning).

Shuttle-box avoidance learning is well-established in behavioral neuroscience. This protocol describes how shuttle-box learning in rodents can be combined with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical in vivo recordings as a tool to study multiple aspects of learning and perception.

인식 및 학습을 연구하는 도구로 전기 생리 텍스 녹화 및 자극과 셔틀 박스 교육을 결합

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

도구로 미주 신경 자극은 멸종 학습을위한 관련 진학 가소성을 유도

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

여러인지 기능을 테스트 및 설치류에의 연결 활동을 녹음하기위한 완전 자동화된 고도 다목적 시스템

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

신경과학

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed single-neuron activity while animals are acquiring an operantly conditioned response, or when that response is extinguished. But even in these cases, observation periods usually encompass only a single stage of learning, i.e. acquisition or extinction, but not both (exceptions include protocols employing reversal learning; see Bingman&#160;et al.1 for an example). However, acquisition and extinction entail different learning mechanisms and are therefore expected to be accompanied by different types and/or loci of neural plasticity.
Accordingly, we developed a behavioral paradigm which institutes three stages of learning in a single behavioral session and which is well suited for the simultaneous recording of single neurons&#39; action potentials. Animals are trained on a single-interval forced choice task which requires mapping each of two possible choice responses to the presentation of different novel visual stimuli (acquisition). After having reached a predefined performance criterion, one of the two choice responses is no longer reinforced (extinction). Following a certain decrement in performance level, correct responses are reinforced again (reacquisition). By using a new set of stimuli in every session, animals can undergo the acquisition-extinction-reacquisition process repeatedly. Because all three stages of learning occur in a single behavioral session, the paradigm is ideal for the simultaneous observation of the spiking output of multiple single neurons. We use pigeons as model systems, but the task can easily be adapted to any other species capable of conditioned discrimination learning.

Learning new stimulus-response associations engages a wide range of neural processes which are ultimately reflected in changing spike output of individual neurons. Here we describe a behavioral protocol allowing for the continuous registration of single-neuron activity while animals acquire, extinguish, and reacquire a conditioned response within a single experimental session.

자유롭게 학습의 세 단계에 걸쳐 비둘기를 이동에서 단일 신경 세포 &#39;활동 전위를 기록

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Micro-injections of Inhibitory Agents in the Rodent Brain

Here we describe a method for the construction of a single-use &#8220;injectrode&#8221; using commercially accessible and affordable parts. A probing system was developed that allows for the injection of a drug while recording electrophysiological signals from the affected neuronal population. This method provides a simple and economical alternative to commercial solutions. A glass pipette was modified by combining it with a hypodermic needle and a silver filament. The injectrode is attached to commercial microsyringe pump for drug delivery. This results in a technique that provides real-time pharmacodynamics feedback through multi-unit extracellular signals originating from the site of drug delivery. As a proof of concept, we recorded neuronal activity from the superior colliculus elicited by flashes of light in rats, concomitantly with delivery of drugs through the injectrode. The injectrode recording capacity permits the functional characterization of the injection site favoring precise control over the localization of drug delivery. Application of this method also extends far beyond what is demonstrated here, as the choice of chemical substance loaded into the injectrode is vast, including tracing markers for anatomic experiments.

Here, we craft a glass pipette with dual functions: inhibition of deep brain structures by microinjections of drugs and real-time monitoring of their effects through simultaneous electrophysiological recordings.

동시 전기 생리 녹화 및 설치류의 뇌에서 억제 에이전트의 마이크로 주사

Here we describe a method for the construction of a single-use &#8220;injectrode&#8221; using commercially accessible and affordable parts. A probing ...

Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and awake animals. Therefore, methods allowing the manipulation of synaptic systems in awake animals are required in order to determine the contribution of synaptic inputs to neuronal processing unaffected by anesthetics. Here, we present methodology for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. By combining these procedures, we performed microiontophoretic injections of gabazine to selectively block GABAA receptors in neurons of the inferior colliculus of head-restrained mice. Gabazine successfully modified neural response properties such as the frequency response area and stimulus-specific adaptation. Thus, we demonstrate that our methods are suitable for recording single-unit activity and for dissecting the role of specific neurotransmitter receptors in auditory processing.
The main limitation of the described procedure is the relatively short recording time (~3 hr), which is determined by the level of habituation of the animal to the recording sessions. On the other hand, multiple recording sessions can be performed in the same animal. The advantage of this technique over other experimental procedures used to manipulate the level of neurotransmission or neuromodulation (such as systemic injections or the use of optogenetic models), is that the drug effect is confined to the local synaptic inputs to the target neuron. In addition, the custom-manufacture of electrodes allows adjustment of specific parameters according to the neural structure and type of neuron of interest (such as the tip resistance for improving the signal-to-noise ratio of the recordings).

We present methods for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. This technique allows the detailed analysis of putative local synaptic inputs to the neuron of interest.

깨어 마우스의 신경 활성 물질의 Microiontophoretic 응용 프로그램과 결합하여 신경 활동의 세포 외 기록

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and ...

Slice Patch Clamp Technique for Analyzing Learning-Induced Plasticity

The slice patch clamp technique is a powerful tool for investigating learning-induced neural plasticity in specific brain regions. To analyze motor-learning induced plasticity, we trained rats using an accelerated rotor rod task. Rats performed the task 10 times at 30-s intervals for 1 or 2 days. Performance was significantly improved on the training days compared to the first trial. We then prepared acute brain slices of the primary motor cortex (M1) in untrained and trained rats. Current-clamp analysis showed dynamic changes in resting membrane potential, spike threshold, afterhyperpolarization, and membrane resistance in layer II/III pyramidal neurons. Current injection induced many more spikes in 2-day trained rats than in untrained controls.
To analyze contextual-learning induced plasticity, we trained rats using an inhibitory avoidance (IA) task. After experiencing foot-shock in the dark side of a box, the rats learned to avoid it, staying in the lighted side. We prepared acute hippocampal slices from untrained, IA-trained, unpaired, and walk-through rats. Voltage-clamp analysis was used to sequentially record miniature excitatory and inhibitory postsynaptic currents (mEPSCs and mIPSCs) from the same CA1 neuron. We found different mean mEPSC and mIPSC amplitudes in each CA1 neuron, suggesting that each neuron had different postsynaptic strengths at its excitatory and inhibitory synapses. Moreover, compared with untrained controls, IA-trained rats had higher mEPSC and mIPSC amplitudes, with broad diversity. These results suggested that contextual learning creates postsynaptic diversity in both excitatory and inhibitory synapses at each CA1 neuron.
AMPA or GABAA receptors seemed to mediate the postsynaptic currents, since bath treatment with CNQX or bicuculline blocked the mEPSC or mIPSC events, respectively. This technique can be used to study different types of learning in other regions, such as the sensory cortex and amygdala.

The slice patch clamp technique is an effective method for analyzing learning-induced changes in the intrinsic properties and plasticity of excitatory or inhibitory synapses.

조각 패치 클램프 기술 학습 유도 소성을 분석 하기 위한

The slice patch clamp technique is a powerful tool for investigating learning-induced neural plasticity in specific brain regions. To analyze ...

Unraveling the Role of Discrete Areas of the Rat Brain in the Regulation of Ovulation through Reversible Inactivation by Tetrodotoxin Microinjections

Many experimental approaches have been used for studying the role of the brain in the regulation of ovulation. Examples include the lesion and deafferentation of neuronal groups, which are both invasive methods that permanently impair the integrity of the target area. These methods are accompanied by collateral effects that can affect the analysis of acute and temporal regulatory mechanisms. The stereotaxic implantation of guide cannulas aimed at specific brain regions, followed by a recovery period, allows researchers to microinject different drugs after the disappearance of the undesired effects of the surgery. Tetrodotoxin has been used to determine the roles of several brain areas in diverse physiological processes because it transiently inhibits the sodium-dependent action potentials, thus blocking all neural activity in the target region. This protocol combines this method with strategies for the assessment of the estrous cycle and ovulation to reveal the role of discrete brain regions in the regulation of ovulation at particular times of any given stage of the estrous cycle. Awake and unrestrained rats (Rattus norvegicus) were used to avoid the blocking effects that anesthetics and stress hormones exert on ovulation. This protocol can be easily adapted to other species, brain targets and pharmacological agents to study different physiological processes. Future improvements to this method include the design of a microinjection system using glass capillaries of small diameter instead of guide cannulas. This will reduce the amount of tissue damaged during the implantation and decrease the spread of the infused drugs outside the target area.

This protocol describes the construction of a low-cost microinjection system, its stereotaxic implantation into deep-brain structures and the procedure for timed microinjections of tetrodotoxin in awake and unrestrained rats. The goal is to reveal the participation of hypothalamic structures in the regulation of ovulation by inhibiting their neural activity.

학습의 개별 단계에서 설치류에서 원격 음소거 신경 활동하는 방법

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