Ионофорез нейронных агонистов и антагонистов во внеклеточной<em> В естественных условиях</em> Записи является мощным средством для управления микроокружения нейронов. Эти манипуляции легче всего сделать с помощью контрейлерные multibarrel электродов. Здесь мы расскажем, как изготовить их и использовать их во время слуховых записи.
В естественных условиях записей с отдельных нейронов позволяет следователю изучить стрельбы свойств нейронов, например, в ответ на сенсорные стимулы. Нейроны обычно получают несколько возбуждающих и тормозных афферентных и / или эфферентные входов, которые интегрируются друг с другом, и окончательный ответ измерять свойства нейронов приводятся в нейронной интеграции этих входов. Для изучения обработки информации в нейронных системах, необходимо, чтобы понять различные входы нейрона или нервной системы, а также конкретных свойств этих материалов. Мощный и технически относительно простой метод оценки функциональной роли отдельных входа, что данный нейрон получает это динамично и обратимо подавляют или устранить эти входы, и измерить изменения в выходной нейрон, вызванных этой манипуляции. Это может быть достигнуто путем фармакологически изменения ближайшего окружения нейрона с контрейлерные multibarrel электроды. Эти электроды состоят из одного электрода записи баррель, а электрод multibarrel препарат, который может перевозить до 4-х различных синаптических агонистов или антагонистов. Фармакологические препараты могут быть применены iontophoretically в нужное время в ходе эксперимента, что позволяет временем контролируемые поставки и обратимым реконфигурации синаптических входов. Таким образом, фармакологические манипуляции микросреда представляет собой мощный и уникальный метод для проверки конкретных гипотез о нейронных функций цепи.
Здесь мы расскажем, как контрейлерные электроды изготавливаются, и как они используются во время экспериментов в естественных условиях. Контрейлерные система позволяет следователю объединить одним электродом записи баррель произвольного свойства (сопротивление, чаевые размера, формы и т.д.) с электродами наркотиков multibarrel. Это является важным преимуществом по сравнению со стандартными мульти-электродами, где все бочки имеют более или менее одинаковую форму и свойства. Multibarrel электроннойlectrodes впервые были введены более 40 лет назад 1-3, и претерпел ряд конструктивных усовершенствований 2,3 до контрейлерные тип был введен в 1980-х годах 4,5. Здесь мы приводим ряд важных улучшений в лаборатории производства контрейлерные электроды, которые позволяют для глубокого проникновения в мозг нетронутыми в естественных условиях животные препаратов в связи с относительно тонкими электродами вал, который вызывает минимальные повреждения. Кроме того, эти электроды характеризуются низким записи шумов, и имеют низкое сопротивление наркотиков бочках очень эффективным ионофорез нужного фармакологических агентов.
Мы опишем метод, который позволяет для манипуляций микросхемы одного нейрона в естественных условиях, и в то же время позволяя для записи ответов нейронов в ходе экспериментальных манипуляций. Нейронных цепей манипулировать через iontophoretical применения синаптических агонистов и антагонистов. Основным преимуществом ионофорез избыточное давление выброса в том, что ионофорез не требует физического перемещения жидкости из электрода в нервной ткани, и, следовательно, нет никакой озабоченности вызывают повреждение тканей через приложенного давления или объема жидкости. Основным недостатком этого метода является отсутствие информации об абсолютной концентрации препарата в ткани, и объем ткани влияет. Однако, поскольку количество фармакологических средств выбрасывается с ионофорез намного меньше и гораздо точнее, чем с управляемым давлением выброса, восстановление после применения препарата, как правило, гораздо быстрее,D гораздо более полным. Microiontophoresis была успешно использована в ряде нейронных систем, сенсорных и других, и применяется наиболее успешно в областях мозга, практически без внутренней обработки. Причина в том, что некоторые из выброшенных фармакологического агента может диффундировать из веб-приложение в соседний нейрон, а также манипулировать ответ свойств соседних нейронов.
Отдельные производства одно-и многолетних электродов ствола позволяет комбинация электродов с произвольными и не связаны свойства. Тяговая электрода баррелей вместе и, используя некоторые записи, а некоторые для ионофореза целей будет производить электродом советы с очень похожими свойствами, такими, что электроды советов будет либо слишком большим для одной записи ячейки, или слишком малы для применения препарата. Кроме того, наличие одного наконечника ствола выходит за рамки советы multibarrel электрода примерно на 20 микрометров значительно снижает шум в записях,D исключает возможной роли текущего эффект от сохранения или выброс тока на стрельбу нейрона 3.
Контрейлерные multibarrel электродов впервые были описана более 30 лет назад и 4-6 были использованы весьма успешно препарировать нейронных цепей 7-18 19-29. Таким образом, метод сам по себе не является новым или уникальным. Тем не менее, конкретные детали подготовки электродов и использования были изменены на протяжении многих лет, и набор инструкций, описанных здесь оказалась особенно легко и успешно, и не было опубликовано подробно в другом месте в литературе. В частности, изгиб одним концом электрода ствола позволяет окончательного кончик контрейлерные электрод, относительно тонкий (рис. 3) и, таким образом, позволяет записей с глубоким ядер с минимальными повреждениями мозга, выступающие из одного ствола Электрод над несколькими баррель электрода удаляет практически во всех валютахт эффекты, которые часто приводят в качестве недостаток техники 3. Новые подробности представлены здесь, такие как имеющий кончик электрода направлен вверх во время процесса склеивания и отдыха одного ствола в паз multibarrel электрод позволит обеспечить высокий уровень успеха при производстве контрейлерные электродов. Этот метод является относительно легким и как правило, может быть освоена новичка в течение нескольких дней.
The authors have nothing to disclose.
Работа выполнена при поддержке R01 DC 011582 (АК) и 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. |