Mapeo de los circuitos neuronales inhibitorios por Laser Scanning fotoestimulación

Neuronas inhibidoras son cruciales para la función cortical. Que comprenden un 20% de toda la población de neuronas corticales y puede subdividirse en diversos subtipos sobre la base de sus propiedades inmunoquímicas, morfológicas, fisiológicas y ^1-4. Aunque investigaciones previas han revelado mucho sobre las propiedades intrínsecas de los distintos tipos de neuronas inhibitorias, el conocimiento acerca de sus conexiones en el circuito local sigue siendo relativamente limitada ^3,5,6. Teniendo en cuenta que la función de cada neurona individual está marcada por su entrada de excitación e inhibición sináptica dentro de los circuitos corticales, que hemos estado usando escaneo láser fotoestimulación (LSP) a las conexiones mapa del circuito local para tipos específicos de células inhibitorias. En comparación con la estimulación eléctrica convencional o la estimulación de hojaldre glutamato, LSP tiene ventajas únicas permitiendo para el mapeo de amplia y el análisis cuantitativo de los insumos locales funcionales registrados individualmente neuronas ^3,7-9. Fotoestimulación con láser a través de uncaging glutamato activa selectivamente las neuronas perisomatically, sin necesidad de activar los axones de paso o dendritas distal, lo que garantiza una resolución de asignación de sub-laminar. La sensibilidad y la eficiencia de los proveedores de servicios lingüísticos para las entradas de mapeo de los sitios de estimulación muchos sobre una gran región son muy adecuadas para el análisis de circuitos corticales.

Aquí se introduce la técnica de la LSP en combinación con células enteras patch clamp para la asignación de locales del circuito inhibitorio. Grabaciones objetivo de tipos específicos de células inhibidoras se ven facilitadas por el uso de ratones transgénicos que expresan proteínas verde fluorescente (GFP) en poblaciones de neuronas inhibidoras limitan la corteza ^3,10, lo que permite el muestreo constante de los tipos de células específicas y la identificación inequívoca de los tipos celulares registrados . En cuanto a la asignación de LSP, se describe la instrumentación del sistema, se describe el procedimiento experimental y de adquisición de datos, y se presentan ejemplos de los mapas del circuito en el ratón corteza somatosensorial primaria. Como se ilustra en nuestros experimentos, el glutamato enjaulados se activa en una región espacialmente restringida de los cortes de cerebro por fotólisis láser UV; simultánea fijación de voltaje, las grabaciones permiten la detección de fotoestimulación-evocó las respuestas sinápticas. Mapas de cualquiera de las entradas sinápticas excitadoras o inhibidoras de la neurona objetivo se generan mediante el escaneo del rayo láser para estimular a cientos de posibles sitios presináptica. Por lo tanto, LSP permite la construcción de mapas detallados de las entradas sinápticas que inciden en los tipos específicos de neuronas inhibitorias a través de repetidos experimentos. En conjunto, la técnica basada en la fotoestimulación ofrece neurocientíficos una herramienta poderosa para la determinación de la organización funcional de los circuitos corticales locales.