离子导入过程中细胞外的神经激动剂和拮抗剂<em在体内</em>录音是一个功能强大的方式来操作一个神经细胞的微环境。最轻松地完成这些操作可以通过背驮式多管电极。在这里,我们描述了如何制造和使用它们在听录音。
从单个神经元在体内的录音,让调查员审查的神经元发射性能,例如,在对感官刺激的反应。神经元通常会收到多个传入和/或传出兴奋性和抑制性输入,相互融合,并最终测得的响应特性的神经元的神经整合这些投入驱动。为了研究在神经系统中的信息处理,它是必要理解的一个神经细胞或神经系统的各种输入,这些输入的特定属性。一个强大的和技术上相对简单的方法来评估一个给定的神经元接收的职能作用,一定的投入是动态的和可逆的抑制或消除这些投入,并测量这种操作所造成的神经元的输出的变化。这可以通过药理学改变神经元的直接环境与背叠多管ELECTR赞歌。这些电极由一个单一的筒记录电极和多管可携带多达4个不同的突触的激动剂或拮抗剂的药物电极。药物可以用于离子电渗疗法在所希望的时间,在实验过程中,允许时间控制送货和可逆的重新配置的突触输入。因此,药物的微环境是一个功能强大,无与伦比的操作方法来测试特定的假设有关的神经回路的功能。
在这里,我们描述,如何背驮式电极的制造,以及它们是如何在体内实验过程中使用的。背驮式系统允许研究者结合了单管的任意属性(电阻,针尖大小,形状等)的记录电极与多管药物电极。这是一个标准的多电极,所有的桶都或多或少类似的形状和性能的主要优势。多管Ë首次推出了超过lectrodes 40年前的1-3,经历了一些设计上的改进2,3,直到背驮式在20世纪80年代4,5。在这里,我们提出了一系列重要的改进,使脑深部渗透在动物体内制剂由于比较薄电极轴,使损害最小的完整的背驮式电极在实验室中生产。此外,这些电极,其特征在于由低噪声录音,并具有低电阻桶所需的药物非常有效的离子电渗疗法的药物。
我们描述了一种技术,它允许一个单一的神经元的微电路体内操纵,而在相同的时间,从而可以用于记录的实验操作过程中的神经元的响应。神经电路操纵通过突触的激动剂和拮抗剂的iontophoretical应用。过压喷射离子电渗疗法的主要优点是,离子电渗疗法不要求流体从所述电极到神经组织的物理运动,并因而不存在关注,通过所施加的压力或流体体积引起组织损伤。这种技术的主要限制是缺乏有关下列内容的信息的绝对药物在组织中的浓度,与受影响的组织体积。然而,由于喷射离子电渗疗法的药物制剂的量更小的和更精确的可控性比与压力喷射,从药物的应用的恢复通常是快得多的ð更完整的。在神经系统的感觉和其他一些微电泳已成功地被使用,并且很少或没有内在处理的脑区中最成功的应用。其原因是,喷出的药理活性剂中的一些内容可能从应用程序站点扩散到相邻的神经元,并也可以操纵的相邻神经元的响应特性。
单和多桶电极的单独制造的允许的组合,电极具有任意和无关的特性。拉出电极桶在一起并使用一些用于记录和一些用于离子电渗疗法的目的,会产生非常相似的性质与电极尖端,使得电极尖端是过大的单细胞记录,或过小的药物的应用。另外,有单管尖超出约20微米的多管电极尖端大大降低了噪音的录音,ð消除可能的干扰电流的影响,从保留或喷射电流的神经元发射3。
背驮式多管电极的第一个超过30年的前4-6,已经非常成功地用于解剖的神经回路7-18 19-29。因此,该方法本身并不新颖或独特的。然而,电极的制备和使用的特定细节已经被修改多年来,这里描述的指令集已被证明是特别容易和成功的,并没有被详细发表在其他文献中。特别地,弯曲的单管电极尖端允许最终小费的小猪背面电极相对苗条( 图3),因此,允许以最小的损伤到大脑从深核录音;单筒突出在多管电极的电极删除几乎所有的CURREN吨的影响,这通常被认为是该技术的缺点3。这里提出的新的细节,如具有制造背叠电极时,电极尖端朝上在涂胶过程中和休息的多管电极的槽的单桶将确保高的成功率。该技术是相对容易的,通常可以在几天之内所掌握的新手。
The authors have nothing to disclose.
这项工作是支持R01 DC 011582(AK)和RO1 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. |