I de siste årene har mobilelektro utviklet seg fra den tradisjonelle åpne sløyfe paradigmet ansatt i spenning og strøm klemme eksperimenter til moderne lukket-sløyfe-protokoller. Den mest kjente closed-loop teknikken er kanskje den dynamiske klemme ^6,7, noe som gjorde at den syntetiske injeksjon av kunstige spenningsstyrte ionekanaler å bestemme nevronale membranspenning ^8, i inngående studie av effekten av ikke-determinis flimring på ionekanaler på nerve dynamikk ^9, samt rekreasjon in vitro av realistisk i vivo- som synaptisk bakgrunn aktivitet ^10.

Andre lukket-sløyfe paradigmer som er foreslått inkluderer reaktiv klemme ^11, for å studere in vitro generering av selv vedvarende vedvarende aktivitet, og responsen klemme ^4,12, for å undersøke de cellulære mekanismene bak nevronale eksitabilitet.

ontent "> Her beskriver vi et kraftig rammeverk som gjør det mulig å bruke en rekke av lukket-sløyfe elektro protokoller i sammenheng med hel-celle patch clamp opptak utført i akutte hjerneskiver. Vi viser hvordan du tar opp somatisk membran spenning ved hjelp av patch clamp opptak i pyramidale nevroner fra somatosensoriske cortex av unge rotter og bruke tre forskjellige lukket sløyfe protokoller ved hjelp av LCG, et kommandolinjebasert programvare verktøykasse utviklet i laboratoriet for teoretisk nevrobiologi og Neuroengineering.

Kort fortalt, de beskrevne protokoller er først den automatiserte injeksjon av en rekke nåværende klemme stimulansebølgeformer, relevante for karakterisering av et stort sett med aktive og passive egenskaper membran. Disse har blitt foreslått å fange elektro fenotype av en celle i form av sine responsegenskaper til en stereotyp rekke stimulansebølgeformer. Kjent som e-kode i en celle (f.eks se & #160; ^13,14), blir en slik samling av elektriske responser benyttes av flere laboratorier til objektiv klassifisere nerveceller på basis av deres elektriske egenskaper. Dette omfatter analyse av den stasjonære kryssløpsoverføringsforhold (Fi kurve), ved en innovativ teknikk som innebærer lukket sløyfe, sanntids styring av raten av avfyring ved hjelp av en proporsjonal-integral-derivat (PID) regulatoren , andre rekreasjon av realistisk in vivo-lignende bakgrunn synaptisk aktivitet i de vitro forberedelser ¹⁰ og, tredje kunstig tilkobling i sanntid av to samtidig registrert pyramidale nevroner ved hjelp av en virtuell GABAergic interneuron, som er simulert ved datamaskinen.

I tillegg implementerer LCG den teknikk som er kjent som aktiv elektrode Compensation (AEC) ^15, som gjør det mulig å implementere dynamisk klem protokoller ved hjelp av en enkelt elektrode. Dette gjør at kompenserende uønskede effekter (enrtifacts) av opptakselektrode som oppstår når den brukes for å levere intracellulære stimuli. Metoden er basert på en ikke-parametrisk estimat av de ekvivalente elektriske egenskapene til opptakskretsen.

Teknikker og eksperimentelle protokollen beskrevet i denne artikkelen kan lett brukes i konvensjonell åpen sløyfe spenning og strøm klemme eksperimenter og kan utvides til andre preparater som ekstracellulære ^4,16 eller intracellulære opptak in vivo ^17,18. Den forsiktige montering av oppsettet for hele cellen patch clamp elektrofysiologi er et svært viktig skritt for stabile, høye kvalitet opptak. I det følgende antar vi at en slik eksperimentelle oppsettet er allerede tilgjengelig for eksperimentator, og fokusere på å beskrive bruken av LCG. Leseren blir pekt på ^19-22 for flere tips om optimalisering og feilsøking.