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Neurosciences

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

Published: July 31, 2019
doi:
10.3791/59310
, , ,
1School of Life Sciences,Guangzhou University, 2Institute for Brain Research and Rehabilitation,South China Normal University, 3School of Life Sciences,South China Normal University

Summary

マウスの二次運動皮質(M2)における局所電位電位(LFP)の生体内電気生理学的記録を提示し、半球横化を評価するために適用することができる。今回の研究では、WTコントロールと比較して、APP/PS1マウスにおける左右のM2間の同期レベルの変化が明らかになった。

Abstract

この記事では、マウスの皮質領域における生体内二国間の記録と局所視野電位(LFP)の分析の両方に関する完全で詳細な手順を示し、横質欠損の可能性を評価するのに有用であり、げっ歯類における脳の接続性とニューラルネットワーク活動の結合を評価する。一般的な神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)の根底にある病理学的メカニズムは、ほとんど知られていない。脳の横質の変化は高齢者で実証されているが、異常な横振りがADの初期徴候の一つであるかどうかは決定されていない。これを調べるために、3~5ヶ月前のADモデルマウスAPP/PS1に、リメイトワイルドタイプ(WT)コントロールを含む両側LFPを記録した。ガンマバンドにおける左右二次運動皮質(M2)のLFPは、WTコントロールよりもAPP/PS1マウスにおいてより同期性が高く、このADマウスモデルにおける両側M2の半球非対称性の低下を示唆した。特に、記録およびデータ解析プロセスは柔軟で簡単に実行でき、ニューロン回路に焦点を当てた実験を行う際に他の脳経路にも適用できます。

Introduction

アルツハイマー病(AD)は、認知症1、2の最も一般的な形態です。細胞外βアミロイドタンパク質(β-アミロイドタンパク質、Aβ)沈着および細胞内神経線維性もつれ(NOF)は、AD3、4、5の主な病理学的特徴であるが、ADの根底にあるメカニズムである病因はほとんど不明のままである。認知と記憶の重要な構造である大脳皮質は、AD6で障害を受け、歩行が遅いなどの運動障害、環境のナビゲートが困難、歩行障害が7歳に伴って起こる。Aβ沈着および神経線維性もつれは、AD患者8および認知的影響を受けた高齢者9の前運動皮質(PMC)および補助運動領域(SMA)においても観察され、障害を持つ運動の関与を示す。AD病因のシステム。

脳は縦割れで分割された2つの異なる大脳半球によって形成される。健康な脳は、構造的および機能的な非対称性10の両方を示し、「横化」と呼ばれ、脳が複数のタスクや活動を効率的に処理できるようにします。老化は認知および移動の悪化をもたらす, 脳の横数の減少と一緒に11,12.左半球の運動能力は健康な脳13で容易に明らかであるが、AD脳異常横性は左皮質萎縮に関連する左半球支配の失敗の結果として起こる14、 15、16.したがって、AD病因における脳横形成の起因性変化の可能性を理解することは、AD病因に関する新たな洞察を提供し、治療のための潜在的なバイオマーカーの同定につながる可能性がある。

電気生理学的測定は、動物の神経活動の変化を評価する敏感で効果的な方法です。高齢者における半球非対称性の減少(HAROLD)17は、同期した半球間移動時間を伴う電気生理学的研究によって文書化されており、これは、半球非対称性の弱体化または不在を示す。高齢者18の発話刺激.APP/PS1を利用して、最も一般的に使用されるADマウスモデルの19、20、21、22、左右両方のM2におけるLFPの生体内両側細胞外記録と組み合わせて、ADで可能な横割り赤字を評価した。さらに、単純なパラメータ設定により、データ解析ソフトウェア(材料表を参照)の組み込み機能により、数学的によりも電気信号の同期をより速く、より簡単に分析できます。生体内電気生理学で初心者に優しい複雑なプログラミング言語。

Protocol

中国科学技術省の実験動物ガイドラインと実験によると、すべての動物は標準的な条件(12時間の光/暗い、一定の温度環境、食物と水への自由なアクセス)の下でペアで収容されました。広州大学の地元の倫理委員会によって。これは非生存の手順です。 注:代表的な結果に示すデータについては、APP/PS1(B6C3-Tg(ApPswe,PSEN1dE9)85Dbo/J)の二重トランスジェニックマウスおよびリタ?…

Representative Results

早期AD病理が半球横化の能力を損なうかどうかを調えるために、APP/PS1マウスおよびWTコントロールの左右M2における両側細胞外LFP記録(3~5ヶ月)を実施し、これらの左の相互相関を解析し、右の LFP。WTマウスでは、正のタイムラグにおける左右のLFP間の平均相関が負のタイムラグと有意に異なり、WTコントロールのM2領域における半球非対称性の存在を示す結果が示された(図4)</stro…

Discussion

ここでは、生体内の二国間細胞外記録の手順を報告するとともに、脳半球の横向きの推定に柔軟かつ容易に行える二重領域LFP信号の同期を分析し、2つの脳領域の神経活動間の接続性、指向性または結合。これは、グループニューロン活動だけでなく、特にシステムを持たない振動活動やラボのスクリーニングに興味を持っている研究室のために、地域間電気生理学のいくつかの基本的…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、中国国立自然科学財団(31771219、31871170)、広東省科学技術部(2013KJCX0054)、広東省自然科学財団(2014A030313418)の助成金によって支援されました。2014A030313440)。

Materials

AC/DC Differential Amplifier A-M Systems Model 3000
Analog Digital converter Cambridge Electronic Design Ltd. Micro1401
Glass borosilicate micropipettes Nanjing spring teaching experimental equipment company 161230 Outer diameter: 1.0mm
Microelectrode puller Narishige PC-10
NaCl Guangzhou Chemical Reagent Factory 7647-14-5
Pin microelectrode holder World Precision Instruments, INC. MEH3SW10
Spike2  Cambridge Electronic Design Ltd.
Stereomicroscope Zeiss 435064-9020-000
Stereotaxic apparatus  RWD Life Science 68045
Urethane Sigma-Aldrich 94300
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Citer Cet Article
Chen, Y., Li, M., Zheng, Y., Yang, L. Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice. J. Vis. Exp. (149), e59310, doi:10.3791/59310 (2019).
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