細胞外の間に神経アゴニストおよびアンタゴニストのイオントフォレー<em生体内で></em>録音は、ニューロンの微小環境を操作するための強力な手段です。これらの操作は、最も容易にピギーバックmultibarrel電極を介して行うことができます。ここでは、それらを製造および聴覚の録音中にそれらを使用する方法について説明します。
単一ニューロンからin vivoでの録音では 、調査員が感覚刺激に応答して、例えば、ニューロンの発火特性を調べることができます。ニューロンは、通常、相互に統合複数の興奮性と抑制性の求心性および/または遠心性入力を受信し、ニューロンの究極の測定された応答特性は、これらの入力の神経統合によって駆動される。神経系の情報処理を勉強するためには、ニューロンや神経系への様々な入力を理解することが必要であり、これらの入力の特定のプロパティ。与えられたニューロンが受信している特定の入力の機能的役割を評価するための強力かつ技術的に比較的単純な方法は、動的かつ可逆的にこれらの入力を抑制または排除することであり、この操作によって生じるニューロンの出力の変化を測定する。これは、薬理学的にピギーバックmultibarrelあるelectrとニューロンの身近な環境を変化させることによって達成することができるオード。これらの電極は、シングルバレル記録電極と4種類のシナプスのアゴニストまたはアンタゴニストまで運ぶことができるmultibarrel薬の電極で構成されています。薬理作用のある物質は、時間制御された送達とシナプス入力の可逆的再構成を可能にする、実験の間に望ましい時間にイオン泳動適用することができます。このように、微小環境の薬理学的操作は、神経回路の機能に関する具体的な仮説をテストするための強力な、比類のないメソッドを表します。
ここでは、ピギーバック電極が製造されている方法を説明し、そしてどのようにそれらはin vivo実験の際に使用されます。ピギーバックシステムは、治験責任医師がmultibarrel薬の電極を任意のプロパティ(抵抗、チップの大きさ、形状等)のシングルバレル記録電極を組み合わせることができます。これは、すべての樽は、多かれ少なかれ似たような形や性質を持っている標準的なマルチ電極上の主要な利点です。 Multibarrel電子lectrodesは最初、40年以上前の1月3日に導入された、とピギーバックタイプは1980年に導入された4,5まで設計改良2,3の数を受けています。ここでは、最小限の損傷を引き起こす比較的薄い電極軸に起因するインビボ動物製剤で無傷の脳深部への浸透を可能にピギーバック電極の実験室での生産において重要な改善点のセットを提示。さらに、これらの電極は、低ノイズの録音を特徴とし、所望の薬理作用物質の非常に効果的なイオントフォレーシス用低抵抗薬物バレルを持っています。
実験操作中に、ニューロンの応答の記録を可能にすると同時に、我々は、in vivoでの単一ニューロンのマイクロ回路の操作を可能にする手法を説明します。神経回路がシナプスのアゴニストおよびアンタゴニストのiontophoreticalアプリケーションを介して操作されます。圧力駆上トフォレーシスの主な利点は、イオントフォレーシスは、神経組織への電極からの流体の物理的な動きを必要としないということです、したがって、印加された圧力や流体体積を通して組織の損傷を引き起こす心配がありません。この手法の主な制限は、組織内の絶対的な薬物濃度、および組織の影響を受けたボリュームに関する情報の欠如である。イオントフォレーシスと排出薬理作用のある物質の量ははるかに小さいですし、圧力排出よりもはるかに正確に制御できるので、しかし、、薬物アプリケーションからの回復がはるかに速く、典型的にはdははるかに完全な。 Microiontophoresisが正常神経系、感覚と他人の数が使用されており、ほとんど、あるいはまったく本質的な処理をする脳領域で最も正常に適用されています。その理由は、排出薬剤のいくつかが適用部位から隣接ニューロンに拡散し、また、隣接ニューロンの応答特性を操作することができるということです。
シングルおよびマルチバレル電極の別の製造は任意と無関係のプロパティを持つ電極の組み合わせを可能にします。一緒に電極バレルを引っ張ってくるとイオントフォレーシスの目的のために記録し、いくつかのいくつかを使用すると、電極の先端が、いずれかの薬物のアプリケーションに対して単一細胞記録には大きすぎる、または小さすぎるであろうと、このような非常に類似の特性を有する電極チップを生産するでしょう。また、単一のバレル先端を持つことは約20マイクロメートルでmultibarrel電極先端を越えては大きく、録音でノイズを低減dは、ニューロンの発火3の保持または放出電流から可能交絡電流の影響を排除します。
ピギーバックmultibarrel電極は第4月6日 30年以上前に記載されており、神経回路7から18 19から29を解剖することは非常に成功裏に使用されていることにより、 それ自体の方法は小説やユニークではありません。しかし、電極の調製および使用の特定の詳細は、長年にわたって変更されており、ここで説明する一連の指示は、特に簡単で成功することが証明されていて、他の場所で文献に詳細に公開されていません。シングルバレルの突出であり、特に、シングルバレル電極先端の曲がりは、ピギーバックの最後のヒントは比較的スリムされる電極( 図3)、その結果、脳への最小限のダメージとの深い核からの録音を可能にすることができますマルチバレル電極上に電極は、事実上すべてのカレンを削除しばしば技術3の欠点として挙げられトン効果。新しい詳細は、電極チップ接着プロセスの間に上向きとピギーバック電極を製造する際にmultibarrel電極の溝内の単一のバレルは高い成功率を保証します休憩を持つものとしてここに提示した。技術は比較的簡単で、通常は数日以内に初心者でマスターすることができます。
The authors have nothing to disclose.
仕事はR01のDC 011582(AK)とRO1 DC011555(DJT)によってサポートされていました。
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. |