Sensibles al voltaje Dye grabación de axones, dendritas y espinas dendríticas de las neuronas individuales en rodajas de cerebro

Entender las propiedades biofísicas y la organización funcional de las neuronas individuales y la forma en que procesan la información es fundamental para la comprensión de cómo funciona el cerebro. La función principal de cualquier célula nerviosa es para procesar señales eléctricas, por lo general de múltiples fuentes. Propiedades eléctricas de los procesos neuronales son extraordinariamente complejos, dinámicos y, en el caso general, imposible de predecir en ausencia de mediciones detalladas. Para obtener una medición de uno lo haría, idealmente, como para ser capaz de controlar, en múltiples sitios, eventos subumbral medida que viajan desde los sitios de origen de los procesos neuronales y summate en determinados lugares para la iniciación del potencial de acción. Este objetivo no se ha alcanzado en cualquier neurona debido a las limitaciones técnicas de mediciones que emplean electrodos. Para superar este inconveniente, es altamente deseable para complementar el enfoque parche de electrodo con técnicas de imagen que permiten recordin paralelo extensags de todas partes de una neurona. A continuación, describimos una técnica – grabación óptica de los transitorios de potencial de membrana con orgánicos tintes sensibles al voltaje (V _m-imaging) – caracterizadas por sub-milisegundos y resolución sub-micrométrico. Nuestro método se basa en el trabajo pionero sobre sensibles al voltaje sondas moleculares ^2. Muchos aspectos de la tecnología inicial han sido continuamente mejorado a lo largo de varias décadas ^{3, 5, 11.} Además, el trabajo previo documentado dos características esenciales de la V _m-imágenes. En primer lugar, las señales de fluorescencia son linealmente proporcional al potencial de membrana en todo el rango fisiológico (-100 mV a +100 mV; ^{10, 14, 16).} En segundo lugar, las neuronas de carga con el colorante sensible al voltaje utilizado aquí (JPW 3028) no tiene efectos farmacológicos detectables. La ampliación grabado de la espiga durante la carga de colorante es completamente reversible ^{4, 7.} Además, la evidencia experimental muestra que es posible obtenerun número significativo (hasta cientos) de grabaciones antes de cualquier efecto detectables fototóxicas ^{4, 6, 12, 13.} En la actualidad, se toma ventaja de la excelente brillo y la estabilidad de una fuente de luz láser a la longitud de onda casi óptimo para maximizar la sensibilidad de la V _m técnica de imagen. La sensibilidad actual permite realizar varias grabaciones sitio ópticas de V _m transitorios de todas partes de una neurona, incluyendo los axones y colaterales del axón, ramas terminales dendríticas, y las espinas dendríticas individuales. La información adquirida en las interacciones de la señal puede ser analizada cuantitativamente, así como visualizar directamente en la forma de una película.