Name: generation of local ca1 γ oscillations by tetanic stimulation
Uploaded: 2015-08-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Generation of Local CA1 ÃŽÂ³ Oscillations by Tetanic Stimulation at JoVE.com

Supported by APA to RJH, NHMRC program grant 400121 to SP, and NMHRC fellowship 1005050 to SP. CAR acknowledges the support of the ARC (FT0990628) and the DOWD fellowship scheme. The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health is supported by Victorian State Government infrastructure funds.

Fareler üzerinde tüm deneyler Florey Enstitüsü hayvan etik kurul tarafından onaylandı. Beyin Dilimler Kesme 1. Kur <ol><li> (MM) 125 Kolin-Cl, 2.5 KCI, 0.4 CaCl2, 6 MgCl2, 1.25 NaH 2 PO 4, 26 NaHCO 3 oluşan bir kesim çözüm hazırlayın, 20 D-glikoz karbojen gaz (% 95 O 2 -5 ile doyurulmuş (mM olarak) 125 NaCl, 2.5 KCl, 2 CaCl2, 2 MgCl2, 1.25 NaH 2 PO 4, 26 NaHCO 3 oluşan% CO2) ve yapay serebrospinal akışkan (CSF) kayıt çözeltisi, 10 D-glikoz, doyurulmuş karbojen. Soğuk tutmak için buz üzerinde kesme çözümü yerleştirin. </li><li> Kesme çözeltisi yaklaşık 400 ml Freeze ve bir buz bulamaç oluşturmak için donmamış kesme çözeltisi, 100 ml ile karıştırılır. Karbojen Kabarcık (% 95 O2 -5% CO2), küçük c ile yaklaşık olarak 0.5 L / dakikalık bir akıştaaliber boru ya da sinterlenmiş cam kabarcık sürekli ama nazik bir akış üretir. </li><li> Beyin dilimleri yerleştirileceği yükseltilmiş bir naylon ağ parçası ile 250 ml&#39;lik bir beher hazırlayın. Kabarcıklar doğrudan dilim tutarak alanı bozmaya olmadığını sağlanması, karbojen ile yaklaşık 2 cm örgü ve kabarcık kapak aCSF ile doldurun. Orada naylon mesh hiçbir hava kabarcıkları vardır, bu nedenle herhangi varsa bunları kaldırmak da önemlidir. Bu tutma bölmesi olacak ve oda sıcaklığında tutulur (20-25 ° C). </li><li> Makas büyük bir çifti, makas, küçük ve büyük mikro spatula ve forseps büyük ve küçük çift küçük bir çift de dahil olmak üzere diseksiyon aletleri düzeni ve buz üzerinde onları soğuk. Alüminyum folyo meydanında buz üzerinde vibratome doku kesme blok yerleştirin. 6 cm filtre kağıdı, bir tek kenar jilet ve hem de kesilmiş çözeltisi harç ile doldurulmuş bir 25 ml beher 2 adet elde edilir. </li><li> Buz ile ikinci bir kap doldurun ve doku PAP bir parça koymaker ve buz üzerinde üstüne bir 12 cm kültür çanak yerleştirin. Karbojen ile çözüm buz bulamacı ve kabarcık kesme kültür çanak doldurun. Bu beyin diseksiyonu yapılmalıdır ile hangi kapsayıcıdır. </li><li> Vibratome hazırlayın. Taze çift kenarlı jilet çıkarmak ambalajından (taze bıçak her zaman kullanın) ve% 80 etanol daha sonra deiyonize su ile sprey. Bu koniklik başladığı noktada bir 3 ml&#39;lik plastik transfer pipet kesin. Bu beyin dilimleri aktarmak için kullanılır. Bend yaklaşık 45 ° ve 1 ml şırınga takmak tarafından üssünde 27 G iğne. Bu kesim sırasında dilimleri işlemek için kullanılır. </li></ol> 2. Beyin Dilimler Kesme <ol><li> % 2 izofluran veya yerel onaylı yöntemle - Fare (P18 P16) anestezisi. Indüksiyon sonrasında, makas büyük bir çifti ile hayvan başını kesmek ve kabarmış kesme çözüm bulamaç içeren 12 cm kültür çanak içine kafasını bırakın. Bulamaç tamamen için başını sokmak gerekirhızlı soğutma. </li><li> Bir yandan cildi ileri burnuna doğru bağ dokusu soyulması ile baş önünü tutun. Bağ dokusu kesilmiş küçük makas kullanarak altta yatan kafatası ortaya çıkarmak için. Sonra kafatası ve boyun dorsal yönünü örten kasları kaldırın. </li><li> İlk büyük forseps ile kafatası ön güvence altına alarak kafatası beyin çıkarın ve ardından küçük bir makas (Şekil 1, A1 ve A2 etiketli kesimler) kullanarak foramen magnum kemik iki tarafında aracılığıyla iki yan keser. <ol><li> Gözler arasında başka bir kesim (bregma sadece ön) (Şekil 1, kesme etiketli B) daha sonra dikkatlice öne sagital sütür boyunca kesilir olun ve beyin (Şekil 1, kesme etiketli C) ortaya çıkarmak için kesilmiş kafatası bölümleri yansıtır. </li><li> Bir kültür çanak üzerine beyin ve yerde kepçe küçük bir spatula kullanın. Karter farkında olunihtiyacınız olacak beynin alt yönü üzerinde ial sinirler bu küçük boyutlu mikro spatula kullanılarak yapılabilir, kesilmiş olması. Kullanımı daha büyük spatula kesim çözüm bulamaç ile dolu 25 ml&#39;lik behere beyin aktarın. </li></ol></li><li> Dilimleme beyin yarımkürede hazırlanıyor. <ol><li> Sonra taze kesme çözüm bulamaç ve kabarcık ile doldurmak bir taze kültür çanak alt 6 cm filtre kağıdı bir parçası yerleştirin. Filtre kağıdı üzerine aşağı beyin, ventral tarafı konumlandırmak için büyük spatula kullanın. Yeni ve temizlenmiş tek kenar jilet alın ve daha sonra, beyincik kaldırmak orta hat boyunca bir kesim iki hemisfer içine beyin ayırmak için yapmak beyin kesti. </li></ol></li><li> Vibratome doku bloğu hazırlanması. <ol><li> , Soğutulmuş vibratome doku bloğu alın yüzeyi kurumaya, ve ortada siyanoakrilat yapıştırıcı bir damla koyun ve beynin yaklaşık boyutuna yayılır. Birini işlemek için küçük bir spatula kullanınBüyük mikro spatula üzerine beyin hemisfer beynin medial tarafı aşağı böylece. </li><li> Mümkün olduğunca çözümün kadar çıkarmak için filtre kağıdının ikinci parçası üzerinde beyin arayüzünde spatula kenarına dokunun. Tutkal üzerine rehberlik küçük spatula ile büyük spatula kapalı beyin kaydırın. </li><li> Beyin tamamen batırılır sağlanması, vibratome odasına kesme blok Güvenli ve kesim çözüm bulamaç ve kabarcık ile odasını doldurun. Beynin ventral yüzü bıçak bakacak şekilde kesme bloğu döndürün. </li></ol></li><li> Beyin dilimleme. Not: Her vibratome yüzden üreticinin talimatlarına uyun benzersizdir. <ol><li> 450 mikron dilim kalınlığı ayarlayın ve yaklaşık 0.3 mm / s hızında beyin üzerinden hareket ederken bıçak titreşimli emin olun. Kortikal yüzeye ventral taraftan beyin ile tamamen kesti, bu olabilir b tüm beyin sagittal dilimleri üretecekelektrofizyolojik kayıtlar için kullanılan e. Dilimler mediale yanal olarak imal edilecek ve tipik 3-4 dilim her yarımkürede kesilebilir. </li><li> Dilim asansörlerin baz dilim geri aşağı yumuşak basına bükülmüş 27 G iğne kullanın. Her dilim kesilir, onlar kadar 8 saat yaşayabilir tutma odasındaki platforma taşımak için transfer pipet kullanın. </li></ol></li></ol> 3. Ekstraselüler Elektrofizyoloji Kayıtlar <ol><li> Kayıt odasına dilim montajı. <ol><li> 2 ml / dak ve 32 ° C&#39;ye kadar ısıtıldı - transfer pipeti kullanarak, CSF 1 akan ile perfüze dalgıç bir kayıt odasına bir beyin dilim yerleştirin. kayıtları için kullanılan CSF Mg2 + konsantrasyonu, 4 mM ila 2 mM ila arttıkça tutma odası içinde farklıdır. </li><li> (- 3 mm aralıklı 2 de yayılmış naylon ipliklerini yarı dairesel paslanmaz çelik), bir &quot;harp&quot; ile dilim sabitleyin. YerArp ipliklerini CA1 paralel böylece. 32 ° C&#39;de 10 ml / dak - 8 perfüzyon hızını artırın. </li></ol></li><li> Bir mikroskop yer, bir uyarıcı elektrot ve CA1 (Şekil 2A) &#39;in stratum radiatumunun yüzeyi üzerinde bir kayıt elektrotu (ACSF kayıt solüsyonu ile doldurulmuş, cam elektrot) altında. Kayıt elektrot yerleştirmek sonra ilk uyarıcı elektrot yerleştirin. </li><li> Schaffer 120 ile teminatların teşvik - 150 uA genliği ve 0.1 msn süre test darbesi ve dilim sağlığı (Şekil 2B) belirlemek için ortaya çıkan alan, uyarıcı sonrası sinaptik potansiyel (fEPSP) dalga formunu gözlemleyin. dilim yüzeyinden 100 mikron bir fEPSP küçük lif voleybolu ve büyük genlikli ile kayıt almak için - uyarıcı ve kayıt elektrotları yaklaşık 50 dilim taşındı gerekebilir. Schaffer teminat fEPSPs basmakalıp ve dilim sağlığı iyi bir gösterge sağlamak uyarılmış. Healthy dilimler tipik olarak en az 0.3 amplitüd oranı fEPSP için bir fiber voleyle göstermektedir. </li><li> Elektrotlar Repozisyonlama. <ol><li> Bir disseksiyon mikroskobu kullanılarak, startum Oriens&#39;in ortasına uyarıcı elektrot taşıma ve Şekil 3A&#39;da gösterildiği gibi, mümkün olduğu kadar kayıt elektrot yakın olarak piramidal hücre tabakası kayıt elektrot hareket ettirin. 150 uA testi darbesi yaklaşık olarak 1 mV - 120 fEPSP yanıt genliği, böylece 100 um - uyarıcı ve kayıt elektrotları yaklaşık dilim içine 50 itti gerekebilir. </li></ol></li><li> Γ titreşimleri oluşturuluyor. <ol><li> Γ titreşimler 200 Hz teslim 20 x 0.1 msn bakliyat bir tren ile doku teşvik oluşturmak için. Her 5 dakikada teslim Bu tetanik uyaran tekrarlanabilir yanıtları verebilir. </li></ol></li><li> Aşağıdaki kayıt parametrelerini kullanın. <ol><li> Giriş gerilimi aralığı maç çıkış sinyalinin kazancını Scaledijital dönüştürücü analog. Maksimum beklenen sinyal gezi giriş gerilim aralığı% 30 az kullandığından emin olun. Sinyaller klip olabilir yüksek olarak kazançları ayarlarken dikkatli olun. alan kayıtları için gerekli tipik bant genişliği temel sürüklenme çıkarmak için 0.1 Hz AC bağlantı ile 500 Hz olduğunu. </li><li> Sinyal yumuşatma önlemek için düşük geçiş filtresi köşe frekansı 5 kat daha hızlı - en az 4 Digitize. </li></ol></li><li> Veri analizi. <ol><li> 5 Hz yüksek geçiren filtre verileri herhangi bir temel vardiya kaldırmak için. 10 ms arasında en az bir olay ayrımı, zirve ve 7 ms regresyon aralığı, ~ 100 mV / ms bir eşik tipik bir etkinlik süresi ve% 100 arasında bir ayırma vadi ile, bir türevi eşik kullanılarak ani belirlenmesi. İlk tespit başak için geçen zaman stimülasyon dışlayıcı bitiminden sonra oluşmaya olarak gecikme hesaplayın. Bu analiz, sivri, gecikme arası etkinlik aralığının sayıda karakterizasyonu için izin verir ve süresi hesaplanıraşağıdaki gibidir: </li><li> Her süpürme için salınım başına başak sayısı belirlenir olarak sivri sayısını hesaplayın. </li><li> Salınım gecikme hesaplayın. Her salınım için, stimülasyon dışlayıcı sonundan itibaren ilk tespit başak zamanı çıkarma. </li><li> Ortalama arası Olay aralığını (ISI) hesaplayın. Birden tespit sivri ve ortalama arasındaki süreyi belirleyin. </li><li> Salınım süresini hesaplayın. Her salınım içinde ilk ve son tespit edilen başak arasındaki süreyi ölçün. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theta+rhythm+of+navigation:+link+between+path+integration+and+landmark+navigation,+episodic+and+semantic+memory.">Theta rhythm of navigation: link between path integration and landmark navigation, episodic and semantic memory.</a> Hippocampus. 15 (7), 827-840 (2005).</li><li>Vanderwolf, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+electrical+activity+and+voluntary+movement+in+the+rat.">Hippocampal electrical activity and voluntary movement in the rat.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 26 (4), 407-418 (1969).</li><li>Bartos, M., Vida, I., Jonas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+mechanisms+of+synchronized+gamma+oscillations+in+inhibitory+interneuron+networks.">Synaptic mechanisms of synchronized gamma oscillations in inhibitory interneuron networks.</a> Nat. Rev. Neurosci. 8 (1), 45-56 (2007).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Wang, X. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+gamma+oscillations.">Mechanisms of gamma oscillations.</a> Annu. Rev. Neurosci. 35, 203-225 (2012).</li><li>Kobayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+contribution+to+scalp+EEG+gamma+rhythms+associated+with+epileptic+spasms.">Cortical contribution to scalp EEG gamma rhythms associated with epileptic spasms.</a> Brain Dev. 35 (8), 762-770 (2013).</li><li>Andreou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+Resting-State+Gamma-Band+Connectivity+in+First-Episode+Schizophrenia.">Increased Resting-State Gamma-Band Connectivity in First-Episode Schizophrenia.</a> Schizophr Bull. , (2014).</li><li>Alarcon, G., Binnie, C. D., Elwes, R. D., Polkey, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+spectrum+and+intracranial+EEG+patterns+at+seizure+onset+in+partial+epilepsy.">Power spectrum and intracranial EEG patterns at seizure onset in partial epilepsy.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 94 (5), 326-337 (1995).</li><li>Fisher, R. S., Webber, W. R., Lesser, R. P., Arroyo, S., Uematsu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+EEG+activity+at+the+start+of+seizures.">High-frequency EEG activity at the start of seizures.</a> J. Clin. Neurophysiol. 9 (3), 441-448 (1992).</li><li>Kwan, P., Brodie, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+identification+of+refractory+epilepsy.">Early identification of refractory epilepsy.</a> N. Engl. J. Med. 342 (5), 314-319 (2000).</li><li>Traub, R. D., Kopell, N., Bibbig, A., Buhl, E. H., LeBeau, F. E., Whittington, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gap+junctions+between+interneuron+dendrites+can+enhance+synchrony+of+gamma+oscillations+in+distributed+networks.">Gap junctions between interneuron dendrites can enhance synchrony of gamma oscillations in distributed networks.</a> J. Neurosci. 21 (23), 9478-9486 (2001).</li><li>Traub, R. D., Whittington, M. A., Buhl, E. H., Jefferys, J. G., Faulkner, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+mechanism+of+the+gamma+--&gt;+beta+frequency+shift+in+neuronal+oscillations+induced+in+rat+hippocampal+slices+by+tetanic+stimulation.">On the mechanism of the gamma --&gt; beta frequency shift in neuronal oscillations induced in rat hippocampal slices by tetanic stimulation.</a> J. Neurosci. 19 (3), 1088-1105 (1999).</li><li>Whittington, M. A., Stanford, I. M., Colling, S. B., Jefferys, J. G., Traub, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+patterns+of+gamma+frequency+oscillations+tetanically+induced+in+the+rat+hippocampal+slice.">Spatiotemporal patterns of gamma frequency oscillations tetanically induced in the rat hippocampal slice.</a> J. Physiol. 502 (3), 591-607 (1997).</li><li>Avoli, M., Panuccio, G., Herrington, R., D&#8217;Antuono, M., de Guzman, P., L&#233;vesque, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+different+interictal+spike+patterns+anticipate+ictal+activity+in+vitro.">Two different interictal spike patterns anticipate ictal activity in vitro.</a> Neurobiol. Dis. 52, 168-176 (2013).</li><li>Boido, D., Jesuthasan, N., de Curtis, M., Uva, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+Dynamics+During+the+Progression+of+Seizure-Like+Events+in+the+Hippocampal-Parahippocampal+Regions.">Network Dynamics During the Progression of Seizure-Like Events in the Hippocampal-Parahippocampal Regions.</a> Cereb Cortex. 24 (1), 162-173 (2014).</li><li>Gloveli, T., Albrecht, D., Heinemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+of+low+Mg2++induced+epileptiform+activity+in+rat+hippocampal+and+entorhinal+cortex+slices+during+adolescence.">Properties of low Mg2+ induced epileptiform activity in rat hippocampal and entorhinal cortex slices during adolescence.</a> Brain Res. Dev. Brain Res. 87 (2), 145-152 (1995).</li><li>McLeod, F., Ganley, R., Williams, L., Selfridge, J., Bird, A., Cobb, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+seizure+threshold+and+altered+network+oscillatory+properties+in+a+mouse+model+of+Rett+syndrome.">Reduced seizure threshold and altered network oscillatory properties in a mouse model of Rett syndrome.</a> Neuroscience. 231, 195-205 (2013).</li><li>Bracci, E., Vreugdenhil, M., Hack, S. P., Jefferys, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+synchronizing+mechanisms+of+tetanically+induced+hippocampal+oscillations.">On the synchronizing mechanisms of tetanically induced hippocampal oscillations.</a> J. Neurosci. 19 (18), 8104-8113 (1999).</li><li>Main, M. J., Cryan, J. E., Dupere, J. R., Cox, B., Clare, J. J., Burbidge, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+KCNQ2/3+potassium+channels+by+the+novel+anticonvulsant+retigabine.">Modulation of KCNQ2/3 potassium channels by the novel anticonvulsant retigabine.</a> Mol. Pharmacol. 58 (2), 253-262 (2000).</li><li>Wickenden, A. D., Yu, W., Zou, A., Jegla, T., Wagoner, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retigabine,+a+novel+anti-convulsant,+enhances+activation+of+KCNQ2/Q3+potassium+channels.">Retigabine, a novel anti-convulsant, enhances activation of KCNQ2/Q3 potassium channels.</a> Mol. Pharmacol. 58 (3), 591-600 (2000).</li><li>Otto, J. F., Kimball, M. M., Wilcox, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+the+anticonvulsant+retigabine+on+cultured+cortical+neurons:+changes+in+electroresponsive+properties+and+synaptic+transmission.">Effects of the anticonvulsant retigabine on cultured cortical neurons: changes in electroresponsive properties and synaptic transmission.</a> Mol. Pharmacol. 61 (4), 921-927 (2002).</li><li>Pomper, J. K., Graulich, J., Kovacs, R., Hoffmann, U., Gabriel, S., Heinemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+oxygen+tension+leads+to+acute+cell+death+in+organotypic+hippocampal+slice+cultures.">High oxygen tension leads to acute cell death in organotypic hippocampal slice cultures.</a> Brain Res. Dev. Brain Res. 126 (1), 109-116 (2001).</li><li>Hatch, R. J., Reid, C. A., Petrou, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+in+vitro+CA1+network+activity+in+a+sodium+channel+&#946;1(C121W)+subunit+model+of+genetic+epilepsy.">Enhanced in vitro CA1 network activity in a sodium channel &#946;1(C121W) subunit model of genetic epilepsy.</a> Epilepsia. 55 (4), 601-608 (2014).</li><li>Lord, L. -. D., Expert, P., Huckins, J. F., Turkheimer, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+energy+metabolism+and+the+brain/'s+functional+network+architecture:+an+integrative+review.">Cerebral energy metabolism and the brain/'s functional network architecture: an integrative review.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 33 (9), 1347-1354 (2013).</li><li>H&#225;jos, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maintaining+network+activity+in+submerged+hippocampal+slices:+importance+of+oxygen+supply.">Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply.</a> Eur. J. Neurosci. 29 (2), 319-327 (2009).</li><li>H&#225;jos, N., Mody, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+a+physiological+environment+for+visualized+in+vitro+brain+slice+recordings+by+increasing+oxygen+supply+and+modifying+aCSF+content.">Establishing a physiological environment for visualized in vitro brain slice recordings by increasing oxygen supply and modifying aCSF content.</a> J. Neurosci. Methods. 183 (2), 107-113 (2009).</li><li>Boido, D., Jesuthasan, N., de Curtis, M., Uva, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+Dynamics+During+the+Progression+of+Seizure-Like+Events+in+the+Hippocampal-Parahippocampal+Regions.">Network Dynamics During the Progression of Seizure-Like Events in the Hippocampal-Parahippocampal Regions.</a> Cereb Cortex. 24 (1), 163-173 (2012).</li><li>Antuono, M., K&#246;hling, R., Ricalzone, S., Gotman, J., Biagini, G., Avoli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antiepileptic+drugs+abolish+ictal+but+not+interictal+epileptiform+discharges+in+vitro.">Antiepileptic drugs abolish ictal but not interictal epileptiform discharges in vitro.</a> Epilepsia. 51 (3), 423-431 (2010).</li><li>Stenkamp, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+temporal+stability+of+cholinergic+hippocampal+gamma+oscillations+following+respiratory+alkalosis+in+vitro.">Enhanced temporal stability of cholinergic hippocampal gamma oscillations following respiratory alkalosis in vitro.</a> J. Neurophysiol. 85 (5), 2063-2069 (2001).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Akut beyin dilimleri CA1 γ salınımları oluşturmak için sağlam bir yöntem tarif edilmektedir. oluşturulan titreşimler, kontrol ve ağ salınımlarının 12 nörofizyolojik temelini anlamak için daha iyi bir fırsat sağlayan bir yerel devresinden kaynaklanmaktadır. AMPA reseptörleri, GABA A reseptörleri, I, H ve T-tipi Ca2 + kanallarının bu modelde γ salınımlar için gereklidir. Burada açıklanan yerel CA1 salınımları sağlam oluşturulabilir iken bu beyin dilimleri sağlıklı olmasının sağlanması bağlıdır. Bir kritik bir adım buz gibi soğuk çözelti içinde çıkarılması ve daha sonra hızlı daldırma sırasında beyin nüfuz özen kafatası beyin hızla çıkarılması olduğunu. Dilim sağlığını korumak için 21 60 sn - İdeal Dekapitasyon ve kafatası beyin çıkarılması arasındaki süre en fazla 30 olmalıdır. Tetanik stimülasyon kullanarak yerel CA1 γ salınımlar olabilirfarmakolojik ajanlar dayanarak olmadan standart fizyolojik kayıt çözümleri üretti. Bu farmakolojik ajanların eklenmesi yorumlanmasına neden olabilecek hastalık modellerinde patolojilerin karakterize etmek için yararlıdır. Örneğin, anti-epileptik ilaç, bu model, lokal CA1 aktivitesi ve duyarlılığı kullanılarak insan genetik epilepsi 22 bir fare modelinde geliştirilmiştir. ağ etkinliğini araştırmak için bu modelin kullanımı, epilepsi ile sınırlı değildir ve kolayca Alzheimer hastalığı, otizm ve şizofreni gibi diğer hastalıklar da uygulanabilir. Farmakolojik ajanlar nedeniyle beyin dilim 23 metabolik talebe yeterli doku oksijenasyonu, yerel CA1 salınımları üretmek için gerekli olmasa da. Yüksek perfüzyon oranları beyin dilimleri 24,25 için daha fizyolojik ortam yaratmak dilim içinde oksijen ve pH dengesini iyileştirmek. Generat için tetanik uyarımı kullanmanın bir başka avantajı,e ağ salınımları epizodik deneysel tasarım tekrarlanabilir bir şekilde, böyle bir başlangıcı, süresi ve başak numaralarına gecikme gibi ağ aktivite parametreleri, daha hazır kantitatif sağlayan kullanılabilir olmasıdır. Bunun tersine kimyasal olarak indüklenen ağ etkinliği kendiliğinden 13,15,16,26-28 ve ölçmek için daha zordur. Tetanik stimülasyon, ancak zamanla ağ aktivitesinde değişikliklere neden olabilir NMDA reseptör bağımlı sinaptik plastisite değişikliklere neden olabilir. Bunun için kontrol ve çoklu tetanik uyaranlar plastisite değişiklikler üzerinde kararlı salınım nesil etkinleştirmek için Mg 2 + seviyesini yükseltmektir sınırlı olabilir. Bu protokol, tekrarlanmasını arttırır, ancak, NMDA reseptör fonksiyonunun herhangi bir etkisi opaktır. Arayüz kayıt odaları, dilim sağlığını iyileştirmek küçük uyarım eserler yararı ile gürültü oranları ve daha odak alt yoğunluk uyarısına iyi sinyal verebilir. Delikli chamber kayıt yöntemleri de uzun vadeli deneyler için dilim sağlığını geliştirmek olacaktır. Mikro elektrot dizisi kayıt odaları veya yama kelepçe kayıt kullanılması daha iyi γ salınımlar ve geniş ağ fonksiyonu üzerindeki etkilerini altında yatan mekanizmaları araştırmak için kayıtlar sırasında ölçülecek geniş alan ve tek nöron fonksiyonu sağlar. Gerilim ve kalsiyum sensörler Ortaklığın yanı sıra optogenetic yöntemler hem kayıt ve uyarıcı paradigmalar ek deneysel esneklik getirecek. Benzer protokolleri çalışılan hastalık patoloji daha alakalı olabilecek diğer beyin bölgeleri için geliştirilmiş. Protokol için bir nihai kullanım bina ve tek nöron yama kelepçe ve görüntüleme çalışmaları ile saha kayıtları birleştirerek salınımlarının hesaplama modellerini test etmek için olabilir burada açıklamak.

Beyin ağ salınımlar davranışsal devletlere ilişkili farklı frekans bantlarında içinde meydana gelir. Kemirgenlerde, hipokampal θ salınımlar (5-10 Hz), keşfedici davranışlar 1,2 sırasında gözlenen γ salınımlar yaparken - algı ve dikkat 3,4 dahil olmak üzere çeşitli bilişsel süreçler, (20 80 Hz) ortak. Senkron γ ağ etkinlik, aynı zamanda, epilepsi ve şizofreni 5,6 gibi bozuklukların patolojisinde rol oynar. Örneğin, γ salınımlar kortikal epileptik odağın 5,7,8 alanlarına karşılık düşünülmektedir ve pharmacosensitivity veya direnç, epilepsi araştırma 9 soruşturmanın iki önemli alanlar belirteç olarak kullanılabilir. hipokampal beyin dilim yaygın ağ etkinliğini 10-12 araştırmak için kullanılan bir modeldir. Çeşitli protokoller, tipik olarak beyin dilimleri γ osilasyonları üretmek için geliştirilmiştir ibu tür düşük Mg + 2, 4-aminopiridin (4AP), bicuculline ve kainik asit 12-17 olarak nvolve farmakolojik modülasyonu. Farmakolojik tetiklenen salınımların eksiklikleri uyuşturucu uygulamasından sonra rasgele ve güvenilir üretilen veya zamanla stabil olmadığını vardır. Elektrikle γ salınımlar bu sorunların çoğunun üstesinden de geçici epizodik kayıt ve analiz için izin uyarıcı etkinliğe kilitli avantajı var tetikledi. İşte bir protokol hipokampal dilim stratum Oriens bir tetanik stimülasyon sunarak CA1 γ salınımlarını üretilmesi için tarif edilmiştir.

<table><tbody><tr><td>4-(N-Ethyl-N-phenylamino)-1,2- dimethyl-6-(methylamino) pyrimidinium chloride (ZD7288)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z3777</td><td></td></tr><tr><td>Biuculline</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>14340</td><td></td></tr><tr><td>6-cyano-7-nitroquinoxa- line-2,3-dione (CNQX)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C127</td><td></td></tr><tr><td>Nickel</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>266965</td><td></td></tr><tr><td>Carbamazepine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C4024</td><td></td></tr><tr><td>(2R)-amino-5-phosphonopentano-ate (APV)</td><td>Tocris Bioscience</td><td>0105</td><td></td></tr><tr><td>Retigabine</td><td>ChemPacific</td><td>150812-12-7</td><td></td></tr><tr><td>Choline-Cl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C1879-5KG</td><td></td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9333-500G</td><td></td></tr><tr><td>NaH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9638-250G</td><td></td></tr><tr><td>NaHCO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6297-250G</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653-5KG</td><td></td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G8270-1KG</td><td></td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; &amp;bull; 2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>223506-500G</td><td></td></tr><tr><td>MgCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; &amp;bull; 6H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2670-500G</td><td></td></tr><tr><td>Electrode glass</td><td>Harvard Apparatus&amp;nbsp;</td><td>GC150F-10</td><td></td></tr><tr><td>Concentric bipolar stimulating metal electrode&amp;nbsp;</td><td>FHC</td><td>CBBPF75</td><td></td></tr><tr><td>Digital Isolator</td><td>Getting Instruments</td><td>Model BJN8-9V1&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Model 1800 amplifier</td><td>A-M systems</td><td>Model 1800 amplifier</td><td></td></tr><tr><td>Digitizer</td><td>National Intruments</td><td>NI USB-6211</td><td></td></tr><tr><td>Vibrotome</td><td>Leica</td><td>VT1200s</td><td></td></tr></tbody></table>

generation of local ca1 &#947; oscillations by tetanic stimulation

Nöronal ağ salınımları sağlık ve hastalık beyin aktivitesinin önemli özellikleri ve klinik olarak kullanılan ilaçların bir dizi tarafından modüle edilebilir. (- 80 ila 20 Hz), bir protokol CA1 γ salınımları çalışmak için bir model oluşturmak için temin edilmiştir. Bu γ salınımlar en az 30 dakika boyunca stabil olan ve kalp pili akımlarının aktivasyonu ek olarak, uyarıcı ve inhibitör sinaptik etkinliği bağlıdır. Tetanically uyarılmış salınımlar ağ durumuna rapor başak sayısı, salınım süresi, gecikme ve frekans da dahil olmak üzere tekrarlanabilir ve kolayca ölçülebilir özellikleri bir dizi var. elektriksel uyarılan salınımlar avantajları ağ fonksiyonu sağlam karakterizasyonu sağlayan istikrarı, tekrarlanabilirlik ve epizodik edinimini içerir. CA1 γ salınımları Bu model hücresel mekanizmaları incelemek ve sistematik hastalığı ve uyuşturucu değişmiş nasıl nöronal ağ etkinliği araştırmak için kullanılabilir.Hastalık devlet farmakoloji kolaylıkla özellikle hastalık mekanizmalarını hedef ilaçların seçimi etkinleştirmek için genetik olarak modifiye edilmiş veya girişimsel hayvan modellerinde beyin dilimleri kullanılarak dahil edilebilir.

Stratum Oriens&#39;in tetanik stimülasyon sağlam ve tekrarlanabilir γ salınımlar (35.4 ± 2.2 Hz) ürettiğini, Şekil 3B bakın. Salınımlar CA3 gelen girdiler bükük 32 G iğne kullanılarak CA2 bölgede dilim keserek kesildi yerel CA1 ağı içinde üretilen olduğunu göstermek için. salınımlar yerel olarak oluşturulan belirten, (kesilmemiş dilim 5.89 ± 0.8 sivri, n = 6;; kesme dilimleri 6.16 ± 1.1 ani n = 6 p = 0.85) kesim dilimleri salınım özelliklerinin kesilmemiş dilim farklı değildi. Bu yöntemin önemli bir avantajı, kayıt stabilitesidir. Tetanoz, 5 dakikalık aralıklarla verilen zaman salınımlar (15 dakika vs 30 dk başak sayısı p = 0.26), herhangi bir dilim için en az 30 dakika boyunca stabil idi. Bir salınım ve diğer parametreler dahilinde sivri toplam sayısı dilimleri arasında farklılıklar vardır. Dbazal özellikleri farklılıklar önemsiz faktörler böylece deneyler eşleştirilmiş halı çalışmaları yapılabilir. Içi dilim karşılaştırmaları değişkenlik için endişe olabilir ve yeterince güç verme karşılaştırmalar aşılabilir. Daha sonra, bu tetanically uyarılmış CA1 γ salınımlarının üretimi için gerekli olan, iyon kanalları ve reseptörleriyle incelenmiştir. Α-amino-3-hidroksi-5-metil-4-isoxazolepropionic asit (AMPA) farmakolojik blokajı 20 uM 6-siyano-7-nitrokuinoksalin-2,3-dion (CNQX) (Şekil 4a, b), GABA ile reseptörleri 20 uM bicuculline (Şekil 4C) olan bir reseptör, İH akımı 20 uM 4- (N-etil-N-fenilamino) -1,2-dimetil-6- (metilamino) pyrimidinium klorür (ZD7288) (Şekil 4D), ve T-tipi Ca 100 uM Ni2 + (Şekil 4E) ile 2 + kanal bağımsız bir şekilde oluşturulan sivri sayısını azaltan her vardı(P &lt;0.05; CNKX n = 6; bicuculline n = 7; ZD7288, n = 6; Ni2 + n = 6). Düşündüren (kontrol, 8.3 ± 2.2 sivri n = 5;, AP5, 5.9 ± 3.1 sivri p = 0.22) (2R) -amino-5-phosphonopentanoate (AP5, 20 uM) uygulanması sivri sayısını etkilemedi NMDA reseptörleri, bu terkipte γ osilasyon üretimi dahil değildir. Bu hazırlık ilaçların ağ ölçeği eylemini belirlemek için idealdir. Retigabin potasyum kanallarını açar ve membran uyarılabilirliğini 18-20 azaltan bir klinik kullanılan anti-epileptik ilaçtır. Retigabinin Banyo, (Şekil 5) salınım doza bağımlı bir sivri sayısının azaltılmasını ve süresini üretti. <img alt="Figür 1" src="/files/ftp_upload/52877/52877fig1.jpg" /> Şekil 1. Kafatasının şematik ve yeniden kesim yerini gösteren cilt örten<html> beyin Dana. A1, A2, B ve C beynin çıkarılması için kafatasını açmak için yapılması gereken kesim yerleri işaretleyin. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52877/52877fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/52877/52877fig2.jpg" /> CA1 Schaffer içinde uyarıcı ve kayıt elektrotları Şekil 2. Yerleştirme testi dilim sağlığına teminatların. (A) uyarıcı elektrot (Stim) ve kayıt elektrot (Rec). (B) 120 uA stimülasyonu (* ile işaretlenmiş lif voleybolu) tarafından uyarılmış bir fEPSP temsili bir örneği yerleşimini gösterir. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52877/52877fig2large.jpg" target="_blank">Bir büyük görmek için tıklayınız Bu rakamın sürümü.</a> hep &quot;&gt;:&quot; keep-together.within-page = fo &quot;jove_content <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/52877/52877fig3.jpg" /> Salınımı uyandırmak için kullanılan kayıt ve stimülasyon elektrotları Şekil 3. Yapılandırma. (A) CA1 stratum pyramidale stratum oriens ve kayıt elektrot (Rec) &#39;de uyarıcı elektrot (Stim) yeri. (B) tipik bir örneği tetanik stimülasyon tarafından uyarılan γ salınımlar (artifact &quot;Stim&quot; ile işaretlenir). Ölçülebilir çıktıları gösteren Temsilcisi iz. ISI arası başak aralığı. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52877/52877fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/52877/52877fig4.jpg" /> Tetanically gener Şekil 4. farmakolojik karakterizasyonubir- γ salınımlar. (A) CNQX etkisini gösteren Temsilcisi iz. (B) CNQX etkisini gösteren grafikleri (20 uM, n = 6), (C), bicuculline (20 uM, n = 7), (D), ZD7288 (20 uM, n = 6) ve (E) Ni 2+ (100 uM, n = 6) sivri sayısı. Veriler eşleştirilmiş karşılaştırmalar olarak sunulmuştur. * P &lt;0.05, ** p &lt;0.01 ve *** p &lt;0.001. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52877/52877fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/52877/52877fig5.jpg" /> Ağ özelliklerine Şekil 5. Retigabin etkileri. Kontrol koşulları ve (B) ve uyarılmış salınımlar (A) azaltılmış ağ etkinliği gösteren temsili örnekler &lt;retigabinle ile strong&gt; (C). Salınım başlangıcı ve (G) arası başak aralığı (ISI) ile (D) başak sayısı, (E) salınım süresi, (F) gecikme gösterilen etkilerin özeti. Veriler eşleştirilmiş karşılaştırmalar olarak sunulmuştur. * P &lt;0.05. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52877/52877fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Generation of Local CA1 ÃŽÂ³ Oscillations by Tetanic Stimulation at JoVE.com

Generation of Local CA1 &#947; Oscillations by Tetanic Stimulation

Salınımlar temel ağ özellikleri ve hastalık ve ilaçlarla modüle edilir. Beyin dilim salınımlar incelenmesi kontrollü koşullar altında izole ağların karakterizasyonu sağlar. Protokoller CA1 γ salınımları çağrıştıran akut beyin dilimleri hazırlanması için temin edilmiştir.

Tetanik Uyarım tarafından Yerel CA1 γ Titreşim Üretimi

Neuronal network oscillations are important features of brain activity in health and disease and can be modulated by a range of clinically used drugs. A ...

generation-of-local-ca1-oscillations-by-tetanic-stimulation

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.1K Görüntüleme.  University of Melbourne.  Salınımlar temel ağ özellikleri ve hastalık ve ilaçlarla modüle edilir. Beyin dilim salınımlar incelenmesi kontrollü koşullar altında izole ağların karakterizasyonu sağlar. Protokoller CA1 γ salınımları çağrıştıran akut beyin dilimleri hazırlanması için temin edilmiştir. 

Video: Generation of Local CA1 γ Oscillations by Tetanic Stimulation

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs through activation of their ion channels and neurotransmitter receptors, and process information in part through activity-dependent release of gliotransmitters. Furthermore, astrocytes constitute the main uptake system for glutamate, contribute to potassium spatial buffering, as well as to GABA clearance. These cells therefore constantly monitor synaptic activity, and are thereby sensitive indicators for alterations in synaptically-released glutamate, GABA and extracellular potassium levels. Additionally, alterations in astroglial uptake activity or buffering capacity can have severe effects on neuronal functions, and might be overlooked when characterizing physiopathological situations or knockout mice. Dual recording of neuronal and astroglial activities is therefore an important method to study alterations in synaptic strength associated to concomitant changes in astroglial uptake and buffering capacities. Here we describe how to prepare hippocampal slices, how to identify stratum radiatum astrocytes, and how to record simultaneously neuronal and astroglial electrophysiological responses. Furthermore, we describe how to isolate pharmacologically the synaptically-evoked astroglial currents.

The preparation of acute brain slices from isolated hippocampi, as well as the simultaneous electrophysiological recordings of astrocytes and neurons in stratum radiatum during stimulation of schaffer collaterals is described. The pharmacological isolation of astroglial potassium and glutamate transporter currents is demonstrated.

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

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Nörobilim

Recording Gamma Band Oscillations in Pedunculopontine Nucleus Neurons

Synaptic efferents from the PPN are known to modulate the neuronal activity of several intralaminar thalamic regions (e.g., the centrolateral/parafascicular; Cl/Pf nucleus). The activation of either the PPN or Cl/Pf nuclei in vivo has been described to induce the arousal of the animal and an increment in gamma band activity in the cortical electroencephalogram (EEG). The cellular mechanisms for the generation of gamma band oscillations in Reticular Activating System (RAS) neurons are the same as those found to generate gamma band oscillations in other brains nuclei. During current-clamp recordings of PPN neurons (from parasagittal slices from 9 - 25 day-old rats), the use of depolarizing square steps rapidly activated voltage-dependent potassium channels that prevented PPN neurons from being depolarized beyond -25 mV.
Injecting 1 - 2 sec long depolarizing current ramps gradually depolarized PPN membrane potential resting values towards 0 mV. However, injecting depolarizing square pulses generated gamma-band oscillations of membrane potential that showed to be smaller in amplitude compared to the oscillations generated by ramps. All experiments were performed in the presence of voltage-gated sodium channels and fast synaptic receptors blockers. It has been shown that the activation of high-threshold voltage-dependent calcium channels underlie gamma-band oscillatory activity in PPN neurons. Specific methodological and pharmacological interventions are described here, providing the necessary tools to induce and sustain PPN subthreshold gamma band oscillation in vitro.

The pedunculopontine nucleus (PPN) is located in the brainstem and its neurons are maximally activated during waking and rapid eye movement (REM) sleep brain states. This work describes the experimental approach to record in vitro gamma band subthreshold membrane oscillation in PPN neurons.

Pedunculopontine Nucleus Nöronlar Kayıt Gama Bant Salınımlılığı

Synaptic efferents from the PPN are known to modulate the neuronal activity of several intralaminar thalamic regions (e.g., the ...

Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit

This protocol outlines the procedures for preparing and recording from the isolated whole hippocampus, of WT and transgenic mice, along with recent improvements in methodologies and applications for the study of theta oscillations. A simple characterization of the isolated hippocampal preparation is presented whereby the relationship between internal hippocampal theta oscillators is examined together with the activity of pyramidal cells, and GABAergic interneurons, of the cornu ammonis-1 (CA1) and subiculum (SUB) areas. Overall, we show that the isolated hippocampus is capable of generating intrinsic theta oscillations in vitro and that rhythmicity generated within the hippocampus can be precisely manipulated by optogenetic stimulation of parvalbumin-positive (PV) interneurons. The in vitro isolated hippocampal preparation offers a unique opportunity to use simultaneous field and intracellular patch-clamp recordings from visually-identified neurons to better understand the mechanisms underlying theta rhythm generation.

Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit

Here, we present a protocol for recording rhythmic neuronal network theta and gamma oscillations from an isolated whole hippocampal preparation. We describe the experimental steps from extraction of the hippocampus to details of field, unitary and whole-cell patch clamp recordings as well as optogenetic pacing of the theta rhythm.

Hipokampal Theta Bandında Tuning<em&gt; In vitro</em&gt;: İzole edilmiş Kemirgen Protokokal Circüse Kayıt için Metodolojiler

This protocol outlines the procedures for preparing and recording from the isolated whole hippocampus, of WT and transgenic mice, along with recent ...

Two-photon Calcium Imaging in Neuronal Dendrites in Brain Slices

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ fluctuations can occur through a variety of membrane and intracellular mechanisms and play a crucial role in the induction of synaptic plasticity and regulation of dendritic excitability. Hence, the ability to record different types of Ca2+ signals in dendritic branches is valuable for groups studying how dendrites integrate information. The advent of two-photon microscopy has made such studies significantly easier by solving the problems inherent to imaging in live tissue, such as light scattering and photodamage. Moreover, through combination of conventional electrophysiological techniques with two-photon Ca2+ imaging, it is possible to investigate local Ca2+ fluctuations in neuronal dendrites in parallel with recordings of synaptic activity in soma. Here, we describe how to use this method to study the dynamics of local Ca2+ transients (CaTs) in dendrites of GABAergic inhibitory interneurons. The method can be also applied to studying dendritic Ca2+ signaling in different neuronal types in acute brain slices.

We present a method combining whole-cell patch-clamp recordings and two-photon imaging to record Ca2+ transients in neuronal dendrites in acute brain slices.

Nöronal Dendrites beyin dilimleri içinde iki fotonlu kalsiyum görüntüleme

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools to selectively manipulate brain rhythms. Here we describe an approach combining projection-specific optogenetics with extracellular electrophysiology for high-fidelity control of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The specificity of the optogenetic entrainment is achieved by targeting channelrhodopsin-2 (ChR2) to the GABAergic population of medial septal cells, crucially involved in the generation of hippocampal theta oscillations, and a local synchronized activation of a subset of inhibitory septal afferents in the hippocampus. The efficacy of the optogenetic rhythm control is verified by a simultaneous monitoring of the local field potential (LFP) across lamina of the CA1 area and/or of neuronal discharge. Using this readily implementable preparation we show efficacy of various optogenetic stimulation protocols for induction of theta oscillations and for the manipulation of their frequency and regularity. Finally, a combination of the theta rhythm control with projection-specific inhibition addresses the readout of particular aspects of the hippocampal synchronization by efferent regions.

We describe the use of optogenetics and electrophysiological recordings for selective manipulations of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The efficacy of the rhythm entrainment is monitored using local field potential. A combination of opto- and pharmacogenetic inhibition addresses the efferent readout of hippocampal synchronization.

Hipokampal teta salınımlarını fareler davranışlar içinde Optogenetic sürüklenme

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed electrical field of a large volume of brain tissue, extracting information about local activity is challenging. Studying neuronal microcircuits, however, requires a reliable distinction between truly local events and volume-conducted signals originating in distant brain areas. Current source density (CSD) analysis offers a solution for this problem by providing information about current sinks and sources in the vicinity of the electrodes. In brain areas with laminar cytoarchitecture such as the hippocampus, one-dimensional CSD can be obtained by estimating the second spatial derivative of the LFP. Here, we describe a method to record multilaminar LFPs using linear silicon probes implanted into the dorsal hippocampus. CSD traces are computed along individual shanks of the probe. This protocol thus describes a procedure to resolve spatially restricted neuronal network oscillations in the hippocampus of freely moving mice.

This protocol describes the recording of local field potentials with multi-shank linear silicon probes. Conversion of the signals using current source density analysis allows the reconstruction of local electrical activity in the mouse hippocampus. With this technique, spatially restricted brain oscillations can be studied in freely moving mice.

Dağınık şekilde kayıt sınırlı salınım oluşur içinde fareler davranmak

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

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

The dorsal lateral geniculate nucleus (dLGN) has long been held to act as a basic relay for visual information traveling from the retina to cortical areas, but recent findings suggest largely underestimated functional plasticity of dLGN principal cells. However, the cellular mechanisms supporting these changes have not been fully explored. Here, we report a protocol to induce long-term potentiation of intrinsic neuronal excitability (LTP-IE) in dorsal dLGN relay cells from acute brain slices of young rats. Intrinsic plasticity is generally induced in parallel with synaptic plasticity. However, in dLGN neurons, LTP-IE is reliably induced by spiking activity at a frequency of 40 Hz for 10 min. LTP-IE in dLGN relay neurons is long-lasting as it can be followed up to 40 min after the induction protocol. In conclusion, the results of this study provide the first evidence for the induction of intrinsic plasticity in dLGN relay cells, thus further pointing to the role of thalamic neurons in activity-dependent visual plasticity.

Here, we describe a protocol for inducing long-term plasticity of neuronal intrinsic excitability in relay neurons from the dorsal lateral geniculate nucleus maintained in ex vivo brain slices.

The dorsal lateral geniculate nucleus (dLGN) has long been held to act as a basic relay for visual information traveling from the retina to cortical ...

Generation of Spontaneous and On-Demand Ictal Events in Mouse Brain Cortical Slices

Source: Chang, M. et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/57952">Generation and On-Demand Initiation of Acute Ictal Activity in Rodent and Human Tissue.</a> J. Vis. Exp. (2019)
This video demonstrates the induction of ictal events in coronal cortical slices from a transgenic mouse expressing light-activated cation channels in cortical excitatory pyramidal neurons. The slice is placed in a recording chamber, and a recording electrode is inserted into the superficial cortical layer. Upon perfusion with a seizure-inducing drug that blocks potassium channels, the neurons become hyperexcitable and generate spontaneous ictal events. To generate on-demand ictal events, a brief light pulse is used to activate the cation channels in pyramidal neurons, triggering the release of excitatory neurotransmitters, which induce the postsynaptic neurons to generate ictal events for a short duration.

Source: Chang, M. et al. Generation and On-Demand Initiation of Acute Ictal Activity in Rodent and Human Tissue. J. Vis. Exp. (2019)
This video ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuropathology

Epilepsy and Seizure Disorders

Generating Local Cornu Ammonis 1 (CA1) Gamma Oscillations Using Tetanic Stimulations in a Hippocampal Brain Slice

Source: Hatch, R. J., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/52877">Generation of Local Ca1 &#947; Oscillations by Tetanic Stimulation.</a> J. Vis. Exp. (2015).
This video demonstrates the procedure of inducing local CA1 gamma oscillations in a CA1 hippocampal mouse brain slice using tetanic simulations. This method is important to understand the neuronal network activity.

Hipokampal Beyin Diliminde Tetanik Stimülasyonlar Kullanılarak Lokal Cornu Ammonis 1 (CA1) Gama Salınımlarının Oluşturulması

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. Setup ...

Neurophysiology

Stimulation and Modulation Techniques

Optogenetic Control of Hippocampal Network Dynamics

Source: Manseau, F., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/55851">Tuning in the Hippocampal Theta Band In Vitro: Methodologies for Recording from the Isolated Rodent Septohippocampal Circuit.</a> J. Vis. Exp. (2017)
This video demonstrates the method to use optogenetics to modulate hippocampal network dynamics by activating genetically modified light-sensitive interneurons in a mouse brain slice, enhancing theta oscillation synchronization and studying neural circuit behavior.

Hipokampal Ağ Dinamiğinin Optogenetik Kontrolü

All procedures involving animal samples have been reviewed and approved by the appropriate animal ethical review committee.

	Optogenetic control in the ...