Name: optogenetic entrainment of hippocampal theta oscillations in behaving mice
Uploaded: 2018-06-29T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice at JoVE.com

El yazması üzerinde uzman yardımı ile veri analizi için Maria Gorbati ve Jennifer Kupferman Yorumlar için teşekkür etmek istiyorum. Bu eser Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG; tarafından desteklenen EXC 257 NeuroCure, TK ve AP; Öncelik Program 1665, 1799/1-1(2), Heisenberg programı, 1799/2-1, AP), Alman-İsrail Vakfı bilimsel araştırma ve geliştirme (GIF; Ben-1326-421.13/2015, TK) ve insan sınır bilim programı (HFSP; RGY0076/2012, TK).

Yazarlar ifşa gerek yok.

Burada biz trene binmek ve hipokampal teta salınımlarını behaving hayvan temin için yaygın olarak erişilebilir bir metodoloji sundu. Bu yaklaşım bilgi işleme ve davranış teta ritim'ın fonksiyonların çalışmaları için yararlı olabilir. Bu yöntemin önemli yönleri şunlardır: seçimi (1) opsin ve ChR2 MS aksonlar için hedefleme hipokampüs, sürekli stimülasyon ve LFP sağlamak için implante optik fiber-tel dizi derlemeler (2) sağlam optik ve elektriksel özellikleri hücreleri fareler, (3) en uygun miktarda ışık teta frekanslarda uygulanması, (4) özel mesaj miktar sürüklenme sadakat ve optoelectrical eserler (5) denetim davranıyor kayıt.
İlk ana bilmeniz gereken hemen bulunduğu venöz pleksus tutumlu bir güvenli virüs enjeksiyon olduğunu. Bu adımın suboptimal cerrahi yürütme enjeksiyonları başarı oranını azaltmak ve potansiyel sonuçları edinimi gecikme. Bir opsin kinetik kabul edilmelidir, ChR2 (etkinleştirme süresi: 2 ms, inactivation zaman: 9 ms65). İkinci nokta ışık geçirgenliği sadakat kontrolünü ve empedans İmplantasyondan önce elektrotlar kayıt gerektirir ve genellikle ek implantlar zamanında imalatı yararlanır.
Üçüncü göz geniş ölçekli devre manipülasyonlar amaçlayan optogenetics için yaygın ve ışık kaynakları ve 5-15 mW beyindeki bir 100 µm fiber hafif güç yoluyla teslim optik bağlantıları içerir. Her fare ve her kayıt önce bir test kaydı ıșık çıkıșı deneme için en uygun yoğunluk ayarlamak için gerçekleştirilebilir. Işık verimi projeksiyonlar güvenilir sürüklenme teta titreşimler, ama çok yüksek değil, termal olarak uyarılmış yanıtlar ve doku hasarı önlemek için izin vermek için yeterli sayıda etkinleştirmek için yüksek olmalıdır.
İleri ışık darbeleri ve her iki veri türleri aynı reklam dönüştürücü üzerinden örnekleyerek olan en yüksek hassasiyetle elde LFP veri eşitleme yönü saygılar. Eşitlenmiş zaman damgaları özellikle nöronal deşarj ve LFP eğitimine yönelik diğer potansiyel uygulamalar için gereklidir. Sürüklenme etkinliği arasında ve stimülasyon dönemini içinde değişebilir; Bu büyük olasılıkla optogenetic stimülasyon teta ritim16,66,67, birden çok jeneratörler nedeniyle içsel - ve/veya duyu tahrik sinyalleri ile belirlediği rhythmicity girişim nedeniyle oluşur 68. miktar bu son derece dinamik optogenetic manipülasyon69 anlık sadakat bu nedenle son derece yararlı bir etkisi büyüklüğü arasındaki ilişkiyi ifşa için yani, nedensel çıkarsama için (Örneğin , davranış değişikliği) ve seçilen eşitleme yönleri optogenetic kontrolünü anlık etkinliği. Önemlisi, birden çok salınım parametre optogenetic stimülasyon tarafından Örneğinetkilenebilir, sürüklenme frekans kilitleme sadece da teta salınımlarını11daha düzenli bir genliği aracılık eder.
Beşinci olarak, optogenetic stimülasyon sık sık optoelectrical eserler, metal elektrotlar fotoelektrokimyasal etkisiyle uyarılmış ile ilişkilidir. Onların derecesi elektrot malzeme, optik fiber ve ışık güç elektrot uç yakınlık bağlıdır. Burada açıklanan deneylerde eserler lif ve kayıt elektrot arasındaki mesafeyi artırarak önlenebilir optoelectrical yakın konumlandırma teta salınım kontrolü için gerekli olan değil. Zamanında ve kanallar arasında tutarlı şekli Optoelectrical eserler görüntüleyebilir ve bu nedenle, spike sıralama sırasında onlar genellikle farklı bir kümede gruplandırılır ve kaydedilen nöronlar70ile çakışmaz. Aynı zamanda, Aksiyon potansiyelleri, dalga biçimleri hangi eserler tarafından değiştirilmiş, küçük bir kısmını değil gruplandırılır diğer dikenli bir nöron tarafından ateş algoritmaları sıralama tarafından. Laminer LFP profilleri elde edilen tel dizileri (2B rakam) dahil olmak üzere çeşitli elektrot yapılandırmaları kullanarak ve doğrusal silikon sondalar, eserler ve eski sabit aşamasına göre doğru LFP desenler net bir farklılaşma etkinleştirmek ve fizyolojik laminer faz ikincisi kaydırır. Temel kayıtları stimülasyon önce keşif tipik laminer faz profilleri gibi karakteristik teta özellikleri etkinleştirin.
Teta salınımlarını kontrolünü Optogenetic teta sürüklenme hipokampal CA1 tabakasının tüm katmanlarında ve kontralateral sürüklenme bile yol açar. (Sınırlı bir bölgede veya bir subpopulation uyarılması etkileri incelenecektir için hedefleniyor eğer) bir deney yerel bir stimülasyon hedefleniyor eğer bu hesap için alınması gereken. Öte yandan, somatik optogenetic uyarılması daha az belirli bir manipülasyon teta titreşimler, yani, sürüklenme, hipokampal projeksiyonlar burada sunulan MS PV+ hücrelerinin dağınık şekilde sınırlı stimülasyon sağlar Son zamanlarda anaesthetized fareler71yılında uygulanan MS PV+ hücreler. İkinci somatik stimülasyon sürekli hipokampal salınım frekansları sonuç ilâ 40 Hz ve böylece son derece güvenilir bir ritmik pacing örneği gösterir. Buna ek olarak, burada sunulan aksonal stimülasyon tercihen teta frekans bandında (Şekil 3 c) etkili olduğunu ve bu nedenle daha Kuramoto geçiş72, yani, üzerinden muhtemelen sürüklenme benzer çalışma Frekanslar stimülasyon başlangıçlı spontan teta titreşimler mevcut olanlar yakın.
Burada açıklanan optogenetic hazırlık teta salınım özellikleri manipülasyon sağlarken, MS inhibitör nöronlar inhibisyonu somatik optogenetic uygulanan teta salınımlarını verimli inhibisyonu sırasında REM uykusu73için. Optogenetic aktüatörler nöronal uyarılabilirlik (Örneğin, 12) karşı denetim için kullanma iki teknik entegrasyonu potansiyel olarak çift yönlü denetim için daha fazla nedensel çalışmaların aynı hayvan teta ritim etkinleştirebilirsiniz Ağ salınımlar ve davranış çeşitli yönleri arasındaki bağlantıları.

Memelilerde nöronal aktivite içinde ve beyin bölgeleri1,2,3,4arasında bilgi aktarımı yardımcı ağ salınımları tarafından koordine edilmektedir. Beyin ritimleri salınımları çok yavaş (< 0.8 Hz) kadar ultrafast (> 200 Hz) Frekanslar arasında değişen içerir. Kanıt büyük gövdeli ağ salınımlarını katılımı biliş5,6,7,8,9,10 da dahil olmak üzere çeşitli beyin fonksiyonları destekler. , yanı sıra Parkinson hastalığı ve epilepsi13,14,15gibi Nöropsikiyatrik bozukluklar doğuştan gelen davranışları11,12 . Ağ salınımlarını deneysel manipülasyon için seçici ve geçici kesin yöntemleri bu nedenle eşitleme fizyolojik açıdan makul modellerinin geliştirilmesi için ve davranış ile nedensel bağlantılar kurmak için gereklidir.
Ağ eşitlemesi farklı biyolojik yüzeylerde ve iyon kanalları moleküler kimliğini ve onların kinetik için uyarılabilirlik ve ağ bağlantısı neuromodulation kadar geniş süreçleri tarafından aracılık ettiği. Biyolojik ritim ortaya16 jeneratörleri birçok beyin ritimleri, hangi (Örneğin, frekans, genlik) farklı yönleri için çoğu kez tasarımını farklı hücre tipleri ve ağlar dinamikleri hakkında getirdi. Örneğin, asıl hücreler somata hedefleme inhibitör interneurons en önemli oyuncular frekans bantlarında ve Teta19,20, gama20 beyin bölgeleri17,dahil18, vardır , 21ve dalgalanma (140-200 Hz)22 titreşimler. Buna karşılık, Aşama eşitlemesi uzak hücre sağlam besleme ileri piramit hücrelerinin interneurons ateş sıfırlayan sinyal tarafından sağlanmaktadır. Titreşimler, eşitlenmiş nöronal nüfus büyüklüğü önemli bir parametre için ölçülen LFP salınım'ın genlik yakından ilgilidir ve en az hızlı salınım için interneurons2eksitatör diske bağlıdır. Buna ek olarak, delta ve Teta ritimleri, gibi daha yavaş salınım kortiko-talamik23,24 ve medial hipokampal septal projeksiyonlar25, oluşturduğu uzun menzilli desteklemeyeceğini döngüler tarafından oluşturulan 26,27, anılan sıraya göre. Salınımlarını böyle devrelerde sinyal yayma gecikmeler, heyecanlı yanıt ve katılımcı hücreleri28,29,30, içinde onların frekans tercih etkileşimler tarafından getirilen 31 , 32. GABAergic parvalbumin (PV) inhibitör projeksiyonlar-pozitif hücreler interneurons hipokampus25,33, parahipokampal bölge ve entorhinal korteks26 için medial septum (MS) Teta salınımlarını medial temporal lob üretimi için gerekli. Böylece, ağ salınımlar ve nöronal eşitleme fizyolojik mekanizmaları optogenetics gerçek zamanlı bir hassasiyetle kullanarak manipüle edilebilir.
Hücre türüne özgü optogenetic manipülasyonlar hipokampal ve kortikal salınımlarını vitro34,35,36,37,38 ve çalışmaları için uygulanan içinde vivofonksiyonel dahil olmak üzere30,39,40,41,42,43,44,45, araştırmalar gama5,12,36,46,47,48,49,50, 51,52 ve dalgalanma salınımlarını40,53,54 ve uyku iğlik55,56. Son zamanlarda Cre-bağımlı ChR2 virüs PV-Cre fareler MS bir anahtar bölge hipokampal teta ritim, nesil için dile getirdi. Bu hazırlık kullanarak, hipokampal teta salınımları (frekans ve zamansal istikrar) özelliklerini hipokampus11MS inhibitör projeksiyonlar uyarılması optogenetic tarafından kontrol. Ayrıca, inhibitör septo-hipokampal projeksiyonlar teta-frekans optogenetic uyarılması sırasında uyanık hareketsizlik teta ritim uyarılmış. Optogenetically spontan teta salınımlarını LFP ve nöronal aktivite düzeyine Mouse teta ritim görüntülenen özelliklerini entrained.
Bu protokolün temel özellikleri şunlardır: (1) hipokampal uyarılabilirlik; belirsiz etkileri kaçınırken spontan teta salınım için fizyolojik açıdan kritik bir inhibitör yolu kullanımı (2) aksonlar, yani, projeksiyon özel uyarı hipokampal MS efferents üzerinde; doğrudan bir etkisi en aza indirmek için (3) teta-ritmik septo-hipokampal dinamikleri ve Teta salınımlarını bir küresel ikili sürüklenme ile en az bir doğrudan müdahale sağlamak yerel teta-ritmik ışık stimülasyon, (4) teta salınım frekansı ve düzenlilik parametrik kontrolü; ve hayvan davranış içinde nicel Nedensellik analizi sağlamak için LFP sürüklenme sadakat yüksek zamansal çözünürlük ile (5) miktar kullanarak. Bu hazırlık aslında teta üretimi25,30septo-hipokampal Disinhibisyonu olan tanınmış bir rolüne büyük yapar bu yana, teta salınımlarını davranıyor farelerde çeşitli parametreleri üzerinde sağlam kontrol sağlar. Diğer daha az incelenen yolları ve hücre tipleri septo-hipokampal devresi neredeydin çalışmalar38,39,47,49,50,51 manipüle , 52 , 53 , 54 , 55 , 56 , 57 , 58 ortaya daha fazla teta ritim mekanizmaları.

<table><tbody><tr><td>PV-Cre mice</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>B6;129P2-Pvalbtm1(cre)Arbr/J</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;u&gt;Surgery&lt;/u&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxis</td><td>David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA</td><td>Model 963</td><td>Ultra Precise Small Animal Stereotaxic Instrument</td></tr><tr><td>Drill bits, 0.8 mm</td><td>Bijoutil, Allschwil, Switzerland</td><td>49080HM</td><td></td></tr><tr><td>0.01-1 ml syringe</td><td>Braun, Melsungen, Germany</td><td>9161406V</td><td></td></tr><tr><td>Sterican cannulas</td><td>Braun</td><td>26 G, 0.45x25 mm BL/LB</td><td></td></tr><tr><td>Fine and sharp scissors</td><td>Fine Science Tools Inc., Vancouver, Canada</td><td>14060-09</td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>Fine Science Tools Inc.</td><td>11210-10</td><td>Dumont AA - Epoxy Coated Forceps</td></tr><tr><td>Blunt stainless steel scissors</td><td>Fine Science Tools Inc.</td><td>14018-14</td><td></td></tr><tr><td>Soldering station</td><td>Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany</td><td>WSD 81</td><td></td></tr><tr><td>Erythromycin</td><td>Rotexmedica GmbH, Trittau, Germany</td><td>PZN: 10823932</td><td>1g Powder for Solution for Infusion</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;u&gt;Optogenetics&lt;/u&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hamilton pump</td><td>PHD Ultra, Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA</td><td>model 703008</td><td>PHD Ultra Syringe Pump with push/pull mechanism</td></tr><tr><td>Hamilton 5 &amp;micro;L Syringe, 26 gauge</td><td>PHD Ultra, Harvard Apparatus</td><td>Model 75 RN SYR</td><td></td></tr><tr><td>Hamilton 5 &amp;micro;L Plunger</td><td>PHD Ultra, Harvard Apparatus</td><td>Model 75 RN SYR</td><td></td></tr><tr><td>Tubing</td><td>Fisher Scientific, Pittsburgh, USA</td><td>PE 20</td><td>Inner diameter 0.38 mm (.015&quot;), Outer diameter 1.09 mm (.043&quot;)</td></tr><tr><td>Sterican cannulas</td><td>Braun, Melsungen, Germany</td><td>27 G, 25x0.40 mm, blunt</td><td></td></tr><tr><td>Precision drill/grinder</td><td>Proxxon, Wecker, Luxemburg</td><td>fbs 240/e</td><td></td></tr><tr><td>Cutting disks</td><td>Proxxon</td><td>NO 28812</td><td></td></tr><tr><td>Cre dependent channelrhodopsin</td><td>Penn Vector Core, Philadelphia, PA, USA</td><td>AV-1-18917P</td><td>Contruct name: AAV2/1.CAGGS.flex.ChR2.tdTomato, titer: 1.42x1013 vg/ml</td></tr><tr><td>Cam kinase dependent halorhodopsin</td><td>Penn Vector Core</td><td>AV-1-26971P</td><td>Construct name: eNpHR3.0, AAV2/1.CamKIIa.eNpHR3.0-EYFP.WPRE.hGH, titer: 2.08_1012 vg/ml</td></tr><tr><td>Multimode optic fiber</td><td>ThorLabs, Dachau, Germany</td><td>FG105LCA</td><td>0.22 NA, Low-OH, &amp;Oslash;105 &amp;micro;m Core, 400 - 2400 nm</td></tr><tr><td>Ceramic stick ferrule</td><td>Precision Fiber Products, Milpitas, CA, USA</td><td>CFLC126</td><td>Ceramic LC MM Ferrule, ID 126um</td></tr><tr><td>Polishing paper</td><td>Thorlabs</td><td>LF3D</td><td>6&quot; x 6&quot; Diamond Lapping (Polishing) Sheet</td></tr><tr><td>Power meter</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>Compact Power and Energy Meter Console, Digital 4&quot; LCD</td></tr><tr><td>Multimode fiber optic coupler</td><td>Thorlabs</td><td>FCMM50-50A-FC</td><td>1x2 MM Coupler, 50:50 Split Ratio, 50 &amp;micro;m GI Fibers, FC/PC</td></tr><tr><td>Fiberoptic patch cord</td><td>Thorlabs</td><td>FG105LCA CUSTOM-MUC</td><td>custom made, 3 m long, with protective tubing, Tubing: FT030, Connector 1: FC/PC, Connector 2: 1.25mm (LC) Ceramic Ferrule</td></tr><tr><td>Sleeve</td><td>Precision Fiber Products, Milpitas, CA, USA</td><td>ADAL1</td><td>Ceramic Split Mating Sleeve for &amp;Oslash;1.25 mm (LC/PC) Ferrules</td></tr><tr><td>473 nm DPSS laser</td><td>Laserglow Technologies, Toronto, ON, Canada</td><td>R471005FX</td><td>LRS-0473 Series</td></tr><tr><td>593 nm DPSS laser</td><td>Laserglow Technologies</td><td>R591005FX</td><td>LRS-0594 Series</td></tr><tr><td>MC_Stimulus II</td><td>Multichannel Systems, Reutlingen, Germany</td><td>STG 4004</td><td></td></tr><tr><td>Impedance conditioning module</td><td>Neural microTargeting worldwide, Bowdoin, USA</td><td>ICM</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;u&gt;Electrophysiology&lt;/u&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tungsten wires</td><td>California Fine Wire Company, Grover Beach, CA, USA</td><td>CFW0010954</td><td>40 &amp;micro;m, 99.95%</td></tr><tr><td>Capillary tubing</td><td>Optronics</td><td>1068150020</td><td>ID: 100.4 &amp;micro;m</td></tr><tr><td>Omnetics nanoconnector</td><td>Omnetics Connector Corporation, Minneapolis, USA</td><td>A79038-001</td><td></td></tr><tr><td>Screws</td><td>Bilaney, D&amp;uuml;sseldorf, Germany</td><td>00-96x1/16</td><td>stainless-steel</td></tr><tr><td>Silicone probe</td><td>NeuroNexus Technologies, Ann Arbor, MI, USA</td><td>B32</td><td></td></tr><tr><td>Headstage</td><td>Neuralynx, Bozeman, Montana USA</td><td>HS-8</td><td>miniature headstage unity gain preamplifiers</td></tr><tr><td>Silver conductive paint</td><td>Conrad electronics, Germany</td><td>530042</td><td></td></tr><tr><td>Liquid flux</td><td>Felder GMBH L&amp;ouml;ttechnik, Oberhausen, Germany</td><td>L&amp;ouml;t&amp;ouml;l ST</td><td>DIN EN 29454.1, 3.2.2.A (F-SW 11)</td></tr><tr><td>LED</td><td>Neuralynx</td><td>HS-LED-Red-omni-10V</td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Name&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Company&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Catalog Number&lt;/strong&gt;</td><td>&lt;strong&gt;Comments&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>&lt;u&gt;Software&lt;/u&gt;</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>Mathworks, Natick, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MC_Stimulus software</td><td>Multichannel, Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Neurophysiological Data Manager</td><td></td><td></td><td>NDManager, http://neurosuite.sourceforge.net</td></tr><tr><td>Klusters</td><td></td><td></td><td>http://neurosuite.sourceforge.net, Hazan et al., 2006</td></tr><tr><td>Software of the recording system</td><td>Neuralynx</td><td>Cheetah</td><td>https://neuralynx.com/software/cheetah</td></tr><tr><td>Multi-channel data analysis software</td><td>Cambridge Electronic Design Limited, Cambridge, GB</td><td>Spike2</td><td></td></tr></tbody></table>

optogenetic entrainment of hippocampal theta oscillations in behaving mice

Kapsamlı veri neural ağ salınımlarını davranış için ilişkiler ve beyin bölgeleri arasında nöronal deşarj organizasyonu için yeni araçları seçerek beyin ritimleri işlemek ara. Burada hücre dışı Elektrofizyoloji hipokampal teta salınımları (5-10 Hz) davranışlar farelerde yüksek sadakat kontrolü için projeksiyon özgü optogenetics birleştiren bir yaklaşımı açıklamak. Optogenetic sürüklenme özgüllüğü channelrhodopsin-2 (ChR2) hedef alarak medial septal hücreleri, en önemlisi hipokampal teta titreşimler, üretimi dahil GABAergic nüfusa elde edilir ve bir yerel etkinleştirme senkronize hipokampüs inhibitör septal afferents bir alt kümesi. Optogenetic ritim denetimin etkinliğinin bir eş zamanlı yerel alanında potansiyel (LFP) lamina CA1 çevrenin ve/veya nöronal deşarj arasında izleme tarafından doğrulanır. Bu kolayca implementable hazırlık kullanarak çeşitli optogenetic stimülasyon protokolleri teta salınımlarını indüksiyon için ve onların frekans ve düzenlilik manipülasyon etkinliğini gösterir. Son olarak, projeksiyon özgü inhibisyon teta ritim denetimle bir arada okuma hipokampal eşitleme efferent bölgeler tarafından belirli yönlerini giderir.

ChR2 MS 1 bölümünde açıklandığı gibi GABAergic hücrelere hedefleme Şekil 2Agösterilmektedir. Dorsal hipokampus CA1 alanının üzerinde implante bir optik fiber üzerinden MS GABAergic hücrelerinin akson uyarılması Optogenetic teta salınımlarını uyarıcı Ipsilateral (Şekil 2B) frekansta kontralateral yanı sıra entrains Yarımküre (Şekil 2C). Teta titreşimler tarafından hangi etkinliği olarak göreli teta LFP güç stimülasyon frekans, yaniçevresinde her kayıt dönemi için hesaplanan optogenetic stimülasyon (Şekil 3A), daha fazla veya daha az verimli entrained, sürüklenme sadakat (Şekil 3B). Sürüklenme sadakat 0.3, yani, kendiliğinden ışık kapalı kayıtları, daha yüksek yukarıda kayıt dönemini yaklaşık % 80 gözlendi. Optostimulation sigara-theta frekanslarda daha az olduğunu etkili (Şekil 3 c).
Açık yani, parametrik manipülasyon teta salınım frekansı teta düzenli acil değişikliklerden eşlik etti: genlik zamansal düzenlilik ve Teta salınım frekansı yüksek dönemini sırasında artış oldu sürüklenme sadakat. Salınımlarını kararlılığını da parametrik tren ışık darbeleri, hangi dönemlerinde farklı dispersiyonu (Şekil 4) ile Gauss dağıtımları takip uygulayarak düzenlenmiş.
Salınım frekansı üzerinde Optogenetic kontrol teta frekans ve afferents (5A rakam) hareketi sırasında artan tarafından MS ile frekans kontrolü ile anlaşma içinde çalışan hızlı arasında ilişki ortadan kaldırılmıştır. Optostimulation da hareketsizlik (Şekil 5B) sırasında teta salınımlarını indüklenen. Sözde piramidal hücrelerde CA1 alanında Tercihli ateş aşama kaydedildi ve interneurons spontan teta (Şekil 6) karşılaştırıldığında entrained optogenetically teta salınım göre değişmez.
Hippocampus teta-aracılı, düzenleme, hareket, yanal septum yolu için katkısını çalışmaya biz optogenetically inhibe bu yolu. Halorhodopsin (eNpHR3.0) bilateral hipokampal piramidal hücrelerde (Şekil 7A), oysa ChR2 MS GABAergic hücrelerdeki ifade edildi ve Teta salınımlarını entrained optogenetically (Şekil 7B) olduğunu ifade edildi. Teta sürüklenme azaltılmış değişkenlik hız ama değil ne zaman hipokampus LS yolu için inhibe çalışan (Şekil 7C).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig1v2.jpg"> Şekil 1: resimde optik lifler, elektrotlar ve ameliyat. (A)bir optik fiber Illustration. (B) bir optik fiber hipokampal LFP kayıt hipokampal teta salınımlarını sürüklenme sırasında için yapıştırılmış bir tel dizi Illustration. (C) hipokampal hücresel aktivite kayıt için bir silikon sonda üzerinde microdrive monte edilir. (D) minyatür vida kafatasında konumlandırılmış. Bakır teller için zemin ve başvuru vida beyincik üzerinde konumlandırma daha önce presoldered. (E) Çimento kapak ve vidaları bağlanmak için uygulanır. Üst mavi daire kranyotomi silikon inceleyebilirsek implantasyon için yapılacağı yeri gösterir. Daha düşük mavi daire nerede kranyotomi hipokampüs optik lif implantasyonu kez yapıldı gösterir. (F) bir optik fiber hipokampal CA1 bölge hedeflemesini rostral kaudal bir açıda yerleştirilir. Hücre somata uyarılması (isteğe bağlı) isterseniz ikinci bir lif medial septum implante olması. (G) Silikon sonda hipokampal CA1 alanının üzerinde sadece indirilir. (H) microdrive ve bağlayıcı implant ve zemin çimentolu ve başvuru telleri lehimli. (ben) bakır mesh implant çevreleyen ve Faraday kafesi hizmet için inşa edilmiştir. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig1v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig2.jpg"> Resim 2: optogenetic hipokampal teta sürüklenme için hazırlık. (A)ChR2 PV-Cre fareler (üst düzeni) PV+ medial septal hücrelerinde dile getirdi. MS (1, 2) parlak floresan somata başarılı yapı ifade onaylar. Proje MS lifleri yolu ile fornix (f) ve Pilus (fi) için hippocampus (3-6); ACA: anterior komissür; ön bölümü. HDB: çapraz grup yatay kol çekirdeği; Veya: tabaka oriens. Mavi ışık ile optogenetic uyarılması için optik fiber piramit katmanın Hipokampal alanın CA1 üzerinde (alt düzeni) yerleştirilir. Ölçek çubukları: 500 µm (resim 1, 3, 4) ve 50 µm (resim 2, 5, 6). (B) hipokampal LFP spontan teta salınımlar (sol) ve 7 Hz (orta) veya 10 Hz (sağda) optogenetic sürüklenme sırasında. Mavi çizgili ışık uygulama zaman pencereleri gösterir. Not bir okla gösterilen hafif darbe tarafından araştırma aşamasında. Not gama zarflar sırasında kendiliğinden ve sürüklenmiş teta, fizyolojik teta ritim bir göstergesidir. Faz ters tabaka oriens arasında (str. veya.) ve stratum radiatum (str. rad.) Ayrıca sürüklenme sırasında yapılmaktadır. (C) sürüklenme sırasında Ipsilateral (üst araziler), aynı zamanda kontralateral (alt araziler) güvenilir optogenetic uyarım. Düzenleri liflerinin pozisyonlarda elektrot pozisyonları için saygı göstermek. Örnek LFP izlemeler teta ve ışık darbeleri uygulanması sırasında ortada gösterilir. Doğru güç spectra hipokampal LFP ipsi ve stimülasyon Frekansa göre renk kodlu kontralateral stimülasyon sırasında. Bu rakam ref. 11' den değiştirildi. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig3.jpg"> Şekil 3: optogenetic hipokampal teta sürüklenme vefa. (A) örnek hipokampal LFP izlemeler sırasında düşük ve yüksek sürüklenme sadakat. (B) güç spektral yoğunlukları 10 s dönemini teta frekans (solda), önde gelen göre sipariş satırları ile spontan teta ve 7 Hz (orta) ve sürüklenme sadakat göre sipariş satırları ile 10 Hz (sağda) optogenetic stimülasyon sırasında. İlgili örnek güç spectra (bir okla gösterilen) yukarıda çizilir. Güvenilir sürüklenme sadakat dönemini unutmayın. Sağ tarafta, kümülatif olasılığını sürüklenme sadakat teta frekanslar için gösterilir. (C) sürüklenme teta ritmik uyarılması gerekir. Hipokampal ağ etkinliğini başarıyla arasında 6-12 Hz frekansları kullanılarak entrained. Daha düşük frekanslarda (Örneğin, 2 veya 4 Hz) veya daha yüksek frekanslar (Örneğin, 20 Hz) sürüklenme güvenilir değil. Bu rakam ref. 11' den değiştirildi. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig4.jpg"> Şekil 4: theta salınımlarını düzenlilik parametrik manipülasyon. (A)stimülasyon kötü frekans ile 7,8 Gauss dağılımı aşağıdaki Hz teta aralığında değişen frekanslarda uygulandığı. Arası pulse aralıklarında standart sapma σ iletişim kurallarından genelinde yükseltilmiştir 3,19 için σ = 15,09 =. Toplamda 11 protokolleri oluşturulan ve uygulanan, her stimülasyon dönemi: 1 min Toplam süre. O, olasılık dağılımı 5 iletişim kurallarının gösterilir rakam sol tarafta. Hipokampal LFP ilgili iletişim kurallarının uygulaması sırasında 1-14 Hz aralığındaki güç spektral yoğunluğu ortasında şekil çizilir. Uygulama ilgili iletişim kurallarının teta dönemlerde olasılıklardan sağda gösterilmiştir. (B) uygulanan varyansını arası darbe aralıkları tespit eşzamanlı teta dönemi varyansını (Pearson r 0,94, p = 0.0002 =). (C) teta genlik değişkenliği ve arası darbe arasındaki ilişkiyi aralığı (Pearson r 0.61, p = 0,08 =). Bu rakam ref. 70değiştirildi. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig5.jpg"> Şekil 5: Optogenetic teta ritmik sürüklenme sırasındaki davranış biçimi hipokampal LFP belirler. (A)Optogenetic stimülasyon frekansı tespit teta frekans hareket sırasında. Bu nedenle, hız ile ilgili afferents hipokampal teta frekans etkisi değil ve spontan teta (siyah) sırasında olduğu gibi sonuç olarak hız teta frekans (mavi) ile ilişkili değil. Veri ± s.e.m. (B) sessiz uyanıklık sırasında demek olarak sunulan, hipokampal teta hareketi yokluğunda elde edildi. Yukarıda gösterilen hipokampal LFP izlerini öncesi ve sırasında başarılı sürüklenme ve sürüklenme sırasında kaydedilen örnek hızı izlemeler aşağıda gösterilmiştir (yukarıda tasvir hipokampal LFP izleme kırmızı izleme karşılık gelir). Mavi çizgili ışık stimülasyon bakliyat zaman pencereleri işaretleyin. Bu rakam ref. 11' den değiştirildi. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig6.jpg"> Şekil 6: hipokampal hücresel aktivite sırasında teta sürüklenme. (A)hücresel hareketlilik silikon sondalar (düzeni) kullanarak kaydedildi. Tek interneurons ve piramidal hücreleri izole ve onların anılan sıraya göre dalga göre tespit. Burada gösterilen ortalama dalga formu (orta) ve auto-correlogram örnek izole piramit hücre olduğunu. (B) tercih edilen deşarj piramit hücreleri (Pyr) aşamasıydı değil farklı sırasında spontan (siyah, n = 29 nöronlar) ve entrained optogenetically (mavi, n = 30) teta (p 0,79 =). (C) gösterildi burada olduğunu otomatik correlogram (solda) ve Tercihli ateş aşaması sırasında spontan bir hızlı pişirme interneuron ve optogenetically entrained teta. Karşılık gelen hipokampal LFP ritim spontan (sol) ve sürüklenmiş (sağda) teta sırasında. (D) tercih edilen akıntı hızlı pişirme interneurons aşaması sırasında farklı değildi (siyah içinde) spontan ve entrained optogenetically (mavi, n = 28 nöronlar) teta (p 0,97 =). Ortalama auto-correlogram sol tarafta gösterilir. (E) ortalama auto-correlogram str. oriens hücreleri. (F) spontan (siyah) ve entrained optogenetically sırasında str. oriens interneurons tercih edilen deşarj aşaması farklı değildi (mavi, n = 10 nöronlar) teta (p = 0.56). Histogramlar tercih edilen deşarj aşamalarının sağ tarafta gösterilir. (G) ortalama ateş oranları teta sürüklenme piramidal hücrelerde tarafından etkilenmemektedir (p = 0,98), hızlı pişirme interneurons (p = 0,96) veya str. oriens interneurons (p 0,85 =). Bu rakam ref. 11' den değiştirildi. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57349/57349fig7v2.jpg"> Şekil 7: kombinasyonu ile LS çıkış hipokampal teta sürüklenme ve optogenetic inhibisyonu hipokampal subcortical. (A)eNpHR3.0 (halorhodopsin) hipokampal piramidal hücrelerde (üst düzeni) dile getirdi. Yapı başarılı ifade hippocampus (üst Images) somata ve akson LS (alt resim) içinde parlak floresans tarafından doğrulandı. Optik lifler bilateral LS (alt düzeni) implante edildi. Ölçek çubukları: 500 µm (soldaki resim), 50 µm (Sağdaki fotoğraf). (B) hipokampal teta başarıyla LS yolu için hipokampus inhibisyonu sırasında entrained. Burada 9 Hz mavi ışık uyarılması sırasında çıkış inhibisyonu için güç spektral yoğunluğu gösterilmiştir. (C) önemli hipokampal subcortical çıkış yolu inhibisyonu hipokampal teta sürüklenme hızı üzerinde etkilerini engeller. Burada gösterilen hızı değişkenliği optogenetic (mavi kenarlıklarla beyaz bar), sürüklenme ile üzerine düşmesiyle yoktur olduğunu hipokampus LS yolu (sarı çubuk mavi kenarlıklı) için eşzamanlı inhibisyonu üzerine. İlgili ortalama temel hız sol tarafta gösterilir. Bu rakam ref. 11' den değiştirildi. <a href="/files/ftp_upload/57349/57349fig7v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice at JoVE.com

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Biz optogenetics ve elektrofizyolojik kayıtlar hipokampal teta salınımları (5-10 Hz) farelerde davranıyor seçici işlemler için nasıl kullanılacağını açıklar. Yerel alan potansiyeli kullanarak ritim sürüklenme etkinliği izlenir. Opto - ve pharmacogenetic inhibisyon hipokampal eşitleme efferent okuma giderir.

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 ...

optogenetic-entrainment-hippocampal-theta-oscillations-behaving

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.6K Görüntüleme.  Heinrich Heine University Düsseldorf. Biz optogenetics ve elektrofizyolojik kayıtlar hipokampal teta salınımları (5-10 Hz) farelerde davranıyor seçici işlemler için nasıl kullanılacağını açıklar. Yerel alan potansiyeli kullanarak ritim sürüklenme etkinliği izlenir. Opto - ve pharmacogenetic inhibisyon hipokampal eşitleme efferent okuma giderir.

Video: Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Automatic Detection of Highly Organized Theta Oscillations in the Murine EEG

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable electroencephalography (EEG) radiotelemetry or tether system approaches. Pharmacologically, hippocampal theta is heterogeneous (see dualistic theory) and can be differentiated into type I and type II theta. These individual EEG subtypes are related to specific cognitive and behavioral states, such as arousal, exploration, learning and memory, higher integrative functions, etc. In neurodegenerative diseases such as Alzheimer&#39;s, structural and functional alterations of the septohippocampal system can result in impaired theta activity/oscillations. A standard quantitative analysis of the hippocampal EEG includes a Fast-Fourier-Transformation (FFT)-based frequency analysis. However, this procedure does not provide details about theta activity in general and highly-organized theta oscillations in particular. In order to obtain detailed information on highly-organized theta oscillations in the hippocampus, we have developed a new analytical approach. This approach allows for time- and cost-effective quantification of the duration of highly-organized theta oscillations and their frequency characteristics.

Theta activity in the hippocampus is related to specific cognitive and behavioral stages. Here, we describe an analytical method to detect highly-organized theta oscillations within the hippocampus using a time-frequency (i.e., wavelet analysis)-based approach.

Fare EEG yüksek Organize Teta Titreşim Otomatik Algılama

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable ...

Davranış

Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity to Modulate Behavior in Freely Moving Mice

Optogenetic modulation of neuronal circuits in freely moving mice affects acute and long-term behavior. This method is able to perform manipulations of single neurons and region-specific transmitter release, up to whole neuronal circuitries in the central nervous system, and allows the direct measurement of behavioral outcomes. Neurons express optogenetic tools via an injection of viral vectors carrying the DNA of choice, such as Channelrhodopsin2 (ChR2). Light is brought into specific brain regions via chronic optical implants that terminate directly above the target region. After two weeks of recovery and proper tool-expression, mice can be repeatedly used for behavioral tests with optogenetic stimulation of the neurons of interest.
Optogenetic modulation has a high temporal and spatial resolution that can be accomplished with high cell specificity, compared to the commonly used methods such as chemical or electrical stimulation. The light does not harm neuronal tissue and can therefore be used for long-term experiments as well as for multiple behavioral experiments in one mouse. The possibilities of optogenetic tools are nearly unlimited and enable the activation or silencing of whole neurons, or even the manipulation of a specific receptor type by light.
The results of such behavioral experiments with integrated optogenetic stimulation directly visualizes changes in behavior caused by the manipulation. The behavior of the same animal without light stimulation as a baseline is a good control for induced changes. This allows a detailed overview of neuronal types or neurotransmitter systems involved in specific behaviors, such as anxiety. The plasticity of neuronal networks can also be investigated in great detail through long-term stimulation or behavioral observations after optical stimulation. Optogenetics will help to enlighten neuronal signaling in several kinds of neurological diseases.

With optogenetic manipulation of specific neuronal populations or brain regions, behavior can be modified with high temporal and spatial resolution in freely moving animals. By using different optogenetic tools in combination with chronically implanted optical fibers, a variety of neuronal modulations and behavioral testing can be performed.

SerbestÇe Hareket Eden Farelerde Davranışı Modüle Etmek Için Nöronal Aktivitenin Optogenetik Manipülasyonu

Optogenetic modulation of neuronal circuits in freely moving mice affects acute and long-term behavior. This method is able to perform manipulations of ...

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

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 protocol is provided to generate a model for studying CA1 &#947; oscillations (20 - 80 Hz). These &#947; oscillations are stable for at least 30 min&#160;and depend upon excitatory and inhibitory synaptic activity in addition to activation of pacemaker currents. Tetanically stimulated oscillations have a number of reproducible and easily quantifiable characteristics including spike count, oscillation duration, latency and frequency that report upon the network state. The advantages of the electrically stimulated oscillations include stability, reproducibility and episodic acquisition enabling robust characterization of network function. This model of CA1 &#947; oscillations can be used to study cellular mechanisms and to systematically investigate how neuronal network activity is altered in disease and by drugs. Disease state pharmacology can be readily incorporated by the use of brain slices from genetically modified or interventional animal models to enable selection of drugs that specifically target disease mechanisms.

Oscillations are fundamental network properties and are modulated by disease and drugs. Studying brain-slice oscillations allows characterization of isolated networks under controlled conditions. Protocols are provided for the preparation of acute brain slices for evoking CA1 &#947; oscillations.

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 ...

Nörobilim

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 ...

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 ...

Optogenetic Manipulation of Neural Circuits During Monitoring Sleep/wakefulness States in Mice

In recent years, optogenetics has been widely used in many fields of neuroscientific research. In many cases, an opsin, such as channel rhodopsin 2 (ChR2), is expressed by a virus vector in a particular type of neuronal cells in various Cre-driver mice. Activation of these opsins is triggered by application of light pulses which are delivered by laser or LED through optic cables, and the effect of activation is observed with very high time resolution. Experimenters are able to acutely stimulate neurons while monitoring behavior or another physiological outcome in mice. Optogenetics can enable useful strategies to evaluate function of neuronal circuits in the regulation of sleep/wakefulness states in mice. Here we describe a technique for examining the effect of optogenetic manipulation of neurons with a specific chemical identity during electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) monitoring to evaluate the sleep stage of mice. As an example, we describe manipulation of GABAergic neurons in the bed nucleus of the stria terminalis (BNST). Acute optogenetic excitation of these neurons triggers a rapid transition to wakefulness when applied during NREM sleep. Optogenetic manipulation along with EEG/EMG recording can be applied to decipher the neuronal circuits that regulate sleep/wakefulness states.

Here, we describe methods of optogenetic manipulation of particular types of neurons during monitoring of sleep/wakefulness states in mice, presenting our recent work on the bed nucleus of the stria terminalis as an example.

Farelerde uyku/uyanıklık durumları Izleme sırasında nöral devrelerin optogenetik manipülasyon

In recent years, optogenetics has been widely used in many fields of neuroscientific research. In many cases, an opsin, such as channel rhodopsin 2 ...

Craniotomy Procedure for Visualizing Neuronal Activities in Hippocampus of Behaving Mice

Imaging neuronal activities at single-cell resolution in awake behaving animals is a very powerful approach for the investigation of neural circuit functions in systems neuroscience. However, high absorbance and scattering of light in mammalian tissue limit intravital imaging mostly to superficial brain regions, leaving deep-brain areas, such as the hippocampus, out of reach for optical microscopy. In this video, we show the preparation and implantation of the custom-made imaging window to enable chronic in vivo imaging of the dorsal hippocampal CA1 region in head-fixed behaving mice. The custom-made window is supplemented with an infusion cannula that allows targeted delivery of viral vectors and drugs to the imaging area. By combining this preparation with wide-field imaging, we performed a long-term recording of neuronal activity using a fluorescent calcium indicator from large subsets of neurons in behaving mice over several weeks. We also demonstrated the applicability of this preparation for voltage imaging with single-spike resolution. High-performance genetically encoded indicators of neuronal activity and scientific CMOS cameras allowed the recurrent visualization of subcellular morphological details of single neurons at high temporal resolution. We also discuss the advantages and potential limitations of the described method and its compatibility with other imaging techniques.

This article demonstrates the preparation of a custom-made imaging window supplemented with infusion cannula and its implantation onto the CA1 region of the hippocampus in mice.

Behaving Farelerinin Hipokampusunda Nöronal Aktiviteleri Görselleştirmek için Kraniyotomi Prosedürü

Imaging neuronal activities at single-cell resolution in awake behaving animals is a very powerful approach for the investigation of neural circuit ...

Selective Manipulation of Theta Oscillations in a Mouse Model

Source: Bender, F. et al., <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/57349">Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice.</a> J. Vis. Exp (2018)
This video demonstrates a protocol to modulate theta oscillations in a genetically engineered mouse model with light-sensitive ion channels in its GABAergic medial septum neurons. By delivering light pulses to the hippocampus, the protocol aims to synchronize neuronal activity and generate theta oscillations, which are recorded as local field potentials.

Bir fare modelinde teta salınımlarının seçici manipülasyonu

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

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neurophysiology

Stimulation and Modulation Techniques

Implanting an Electrode Array and Optic Fiber into the Mouse Hippocampus

Source: Bender, F., et. al., <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/57349">Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates the stereotactic implantation of a wire electrode array and an optic fiber in the hippocampus of a mouse model.

Fare Hipokampusuna Bir Elektrot Dizisi ve Optik Fiber İmplante Edilmesi

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

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 ...