Iontophoresis של אגוניסטים ואנטגוניסטים עצביים במהלך תאי<em> In vivo</em> הקלטות הן דרך רבה עצמה כדי לתפעל microenvironment של תא עצב. מניפולציות אלו בקלות ניתן לעשות זאת באמצעות קופת חיסכון, גב multibarrel אלקטרודות. כאן אנו מתארים כיצד לייצר אותם ולהשתמש בם במהלך הקלטות קוליות.
בהקלטות מתא עצב בודד vivo מאפשר לחוקר לבחון את מאפייני הירי של נוירונים, לדוגמה בתגובה לגירויים חושיים. נוירונים בדרך כלל לקבל תשומות מעוררות ומעכבות מרובות הביא ו / או efferent המשתלבים אחד עם השני, ואת מאפייני התגובה נמדדו האולטימטיביים של נוירון מונעים על ידי את האינטגרציות העצביות של תשומות אלה. ללמוד עיבוד מידע במערכות עצביות, יש צורך להבין את הכניסות השונות לתא עצב או במערכת עצבית, ואת המאפיינים הספציפיים של תשומות אלה. שיטה חזקה וטכני יחסית פשוטה כדי להעריך את התפקיד הפונקציונלי של תשומות מסוימות שנוירון נתון שקבל היא דינמי והפיך לדכא או לבטל תשומות אלה, ולמדוד את השינויים בתפוקה של תא העצב הנגרמים על ידי מניפולציה זו. ניתן להשיג זאת על ידי שינוי הסביבה המיידית של תא העצב עם חזירון גב multibarrel אלקטרונ פרמקולוגיתשירי הלל. אלקטרודות אלו כוללות אלקטרודה אחת חבית הקלטה והאלקטרודה תרופת multibarrel שיכול לשאת עד 4 אגוניסטים סינפטיים שונים או יריבים. הסוכנים התרופתיים ניתן ליישם iontophoretically בזמנים רצויים במהלך הניסוי, המאפשרים אספקה הזמן בשליטה ושינוי תצורה הפיך של תשומות הסינפטי. כמניפולציה כזו, תרופתית של microenvironment מייצגת שיטה חזקה ואין כמותו כדי לבחון השערות באופן ספציפי על תפקוד מעגלים עצבי.
כאן אנו מתארים כיצד אלקטרודות חזירון גב מיוצרות, וכיצד משתמש בם בעת בניסויי vivo. מערכת חזירון הגב מאפשרת חוקר לשלב האלקטרודה אחת חבית הקלטה של כל נכס שרירותי (התנגדות, גודל טיפ, וכו 'צורה) עם אלקטרודה תרופת multibarrel. זה יתרון גדול על פני אלקטרודות רבות סטנדרטיות, שבו כל החביות פחות או יותר צורות ומאפיינים דומים. Multibarrel דוארlectrodes הוצגו לראשונה לפני יותר מ 40 שנים 1-3, ועבר מספר השיפורים בעיצוב 2,3 עד סוג חזירון הגב הוצג בשנת 1980 4,5. כאן אנו מציגים סדרה של שיפורים חשובים בייצור המעבדה של אלקטרודות חזירון גב המאפשרים חדיר עמוק במוח שלם בהכנות בעלי חי vivo עקב פיר אלקטרודה דקה יחסית שגורם לניזק מינימאלי. יתר על כן אלקטרודות אלו מאופיינות הקלטות רעש נמוכות, ויש לי חביות סמי התנגדות נמוכות לiontophoresis יעיל מאוד של הסוכנים התרופתיים הרצויים.
אנו מתארים טכניקה שמאפשרת המניפולציה של Microcircuit של נוירון הבודד in vivo, ואילו באותו הזמן המאפשר הקלטה של התגובות של נוירון במניפולציה הניסויית. מעגלים עצביים הם מניפולציה באמצעות יישום iontophoretical של אגוניסטים ואנטגוניסטים הסינפטי. היתרון העיקרי של iontophoresis על פליטת לחץ הוא iontophoresis שאינו דורש תנועה הפיסית של נוזל מהאלקטרודה לתוך רקמה עצבית, ולכן אין חשש לגרימת ניזק לרקמות בעזרת לחץ שהפעיל או נפח נוזל. המגבלה העיקרית של שיטה זו היא חוסר מידע על הריכוז המוחלט תרופה ברקמות, ונפח של רקמה נגועה. עם זאת, מאחר והכמויות של סוכנים תרופתיים נפלטו עם iontophoresis הם הרבה יותר קטנות והרבה יותר מדויקת לשליטה מאשר עם פליטת לחץ, ההתאוששות מיישום התרופה היא בדרך כלל הרבה יותר מהרד הרבה יותר מלא. Microiontophoresis בהצלחה בשימוש במספר המערכות עצביות, חושיים ואחרים, ומיושמת בהצלחה רבה באזורים במוח עם מעט או ללא עיבוד פנימי. הסיבה היא שחלק מהתרופתי עשוי לנטרל נפלטו מאתר הבקשה לנוירון השכן וגם לתפעל את מאפייני התגובה של תא העצב הסמוך.
הייצור הנפרד של אלקטרודות חבית האחת ורבה מאפשר שילוב של אלקטרודות עם מאפיינים שרירותיים ולא קשורים. מושך חביות אלקטרודה יחד ובעזרת כמה להקלטה וכמה למטרות iontophoresis יפיק טיפי אלקטרודה עם תכונות דומות מאוד, כך שטיפי אלקטרודה אחת יהיו גדולים מדי להקלטת תא בודדה, או קטנה מדי ליישום תרופה. כמו כן, בעל קצה חבית האחת להרחיב מעבר לטיפים אלקטרודה multibarrel של כ 20 מיקרומטרים מקטין מאוד רעש בהקלטות,ד מבטל השפעות נוכחיות מבלבלות אפשריות מזרמי השמירה או פליטה על הירי של נוירון 3.
פיגי גב multibarrel אלקטרודות ש1 תוארו לפני 30 שנים ויש לי 4-6 מיושמות בהצלחה רבה לנתח מעגלים עצביים 7-18 19-29. לכן, שיטת כשלעצמה אינה רומן או ייחודית. עם זאת, פרטים המסוימים של הכנה ושימוש באלקטרודה שונו במשך השנים, והקבוצה של הוראות המתוארות כאן הוכיחה להיות קל ומוצלחת במיוחד, ולא פורסמו בהרחבה במקומות אחר בספרות. במיוחד, הכיפוף של קצה האלקטרודה חבית האחת מאפשר הקצה הסופי של האלקטרודה קופת חיסכון, חזרה להיות דק יחסית (איור 3) ובכך, מאפשר להקלטות מגרעינים עמוקים עם ניזק מינימאלי למוח; בולט של חבית האחת האלקטרודה על האלקטרודה רבה החבית מסירה כמעט כל currenהשפעות לא, שלעתים קרובות היו מצוטטות כמו חסרון של השיטה 3. פרטים חדשים שהוצגו כאן כמו שיש קצה האלקטרודה מצביע כלפי מעלה במהלך תהליך ההדבקה ונח חבית אחת בחריץ של האלקטרודה multibarrel יבטיח שיעור הצלחה גבוהה כאשר ייצור אלקטרודות חזירון גב. הטכניקה היא קלה יחסית ובדרך כלל יכולה להיות השתלטה על ידי טירון בתוך ימים ספורים.
The authors have nothing to disclose.
העבודה נתמכה על ידי R01 DC 011582 (AK) וRO1 DC011555 (DJT).
Item name | Manufacturer | Comment | Cat. # |
Bunsen burner | Available from: VWR | 17928-027 | |
Two-component dental cement: “Cold cure” dental material | Co-oral-ite Dental Mfg. Co | Available from: A-M Systems, Inc | 525000 |
Two-component dental cement: Denture material crosslinking Liquid Compound | Co-oral-ite Dental Mfg. Co | Available from: A-M Systems, Inc | 525000 |
Liquid glue | Henkel | Available from: Loctite Super Glue | 01-06849 |
Micro-Iontophoresis Unit: Neurophore BH-2 | Harvard Apparatus | Available from: Harvard Apparatus | 65-0200 & 65-0203 |
Insulated silver wire | AM-Systems | Available from: AM-Systems | 785500 |
Horizontal puller | Zeitz DMZ-Universal Puller | Available from: AutoMate Scientific | NA |
Micro-manipulator pieces: electrode holder | WPI | Available from: WPI | M3301EH |
Micro-manipulator pieces: linear stage | Newport 423 Series | Available from: Newport | 423 |
Micro-manipulator pieces: rotation stage | Newport RSP-2 | Available from: Newport | RSP-2 |
Micro-manipulator pieces: z translation | Newport 433 Series | Available from: Newport | 433 |
Micro-manipulator pieces: angle bracket 90 ° to assemble z and xy axis | Newport 360-90 | Available from: Newport | 360-90 |
Micro-manipulator pieces: x translation / linear stage | Newport 423 Series | Available from: Newport | 423 |
Micro-manipulator pieces: y translation / linear stage | Newport 423 | Available from: Series Newport | 423 |
Microscope | Leitz Laborlux 11 | ||
Microscope: objective | Leitz Wetzlar 10x, NA 0.25 | 519760 | |
Microscope: eypieces | Leitz Wetzlar, Periplan 10x/18 | 519748 | |
Microscope: stage | Leitz Wetzlar | 513544 | |
Multibarrel capillary | N/A | Available from: A-M systems, Inc | 612000 |
Sinlge barrel capillary (GC 150F-10) | Harvard Apparatus | Available from: Harvard Apparatus | 30-0057 |
Vertical puller | Narishige model PE-2 | ||
Custom made elements of the Micro-manipulator (marked light blue in Figure 1) | |||
steel plate | |||
tilting base | |||
attachment for electrode holder | |||
Table 2. Manufacturers and item numbers of all equipment and supplies used in the procedure. |