Valutazione della lateralizzazione dell'emisfero con la registrazione del potenziale sul campo locale bilaterale nella corteccia motoria secondaria dei topi
Summary
Presentiamo la registrazione elettrofisiologica in vivo del potenziale di campo locale (LFP) nella corteccia motoria secondaria bilaterale (M2) dei topi, che può essere applicata per valutare la lateralizzazione dell’emisfero. Lo studio ha rivelato livelli alterati di sincronizzazione tra l’M2 sinistro e destro nei topi APP/PS1 rispetto ai controlli WT.
Abstract
Questo articolo illustra procedure complete e dettagliate sia per la registrazione bilaterale in vivo che l’analisi del potenziale sul campo locale (LFP) nelle aree corticali dei topi, utili per valutare possibili deficit di lateralità, nonché per la valutazione della connettività cerebrale e l’accoppiamento delle attività di rete neurale nei roditori. I meccanismi patologici alla base del morbo di Alzheimer (AD), una malattia neurodegenerativa comune, rimangono in gran parte sconosciuti. Alterato lateralità cerebrale è stato dimostrato in persone di invecchiamento, ma se la lateralizzazione anormale è uno dei primi segni di AD non è stato determinato. Per indagare su questo, abbiamo registrato l’LFP bilaterale in topi modello AD di 3-5 mesi, APP/PS1, insieme acontrolli di tipo selvaggio (WT) di littermate. Gli LFP della corteccia motoria secondaria sinistra e destra (M2), in particolare nella banda gamma, erano più sincronizzati nei topi APP/PS1 che nei controlli WT, suggerendo una declineta asimmetria emisferica dell’M2 bilaterale in questo modello murino AD. In particolare, i processi di registrazione e analisi dei dati sono flessibili e facili da eseguire, e possono anche essere applicati ad altri percorsi cerebrali quando conducono esperimenti che si concentrano sui circuiti neuronali.
Introduction
Il morbo di Alzheimer (AD) è la forma più comune di demenza1,2. La deposizione extracellulare di beta amiloide (proteina amiloide, amiloide, az) deposizione e i grovigli neurofibrillari intracellulari (NFT) sono le principali caratteristiche patologiche di AD3,4,5, ma i meccanismi alla base di AD patogenesi rimangono in gran parte poco chiare. La corteccia cerebrale, una struttura chiave nella cognizione e nella memoria, è compromessa nel6adD e i deficit motori come la camminata lenta, la difficoltà di navigazione nell’ambiente e i disturbi dell’andatura si verificano con l’avanzare dell’etàdi 7anni. La deposizione di aecuzazione e i grovigli neurofibrillari sono stati osservati anche nella corteccia premotoria (PMC) e nell’area motoria supplementare (SMA) nei pazienti affetti da AD8 e negli adulti anziani con impatto cognitivo9, indicando il coinvolgimento di un nella patogenesi AD.
Il cervello è formato da due distinti emisferi cerebrali che sono divisi da una fessura longitudinale. Un cervello sano presenta asimmetrie strutturali e funzionali10, che si chiama “lateralizzazione”, permettendo al cervello di affrontare in modo efficiente più attività e attività. L’invecchiamento si traduce in un deterioramento della cognizione e della locomozione, insieme a una riduzione della lateralità cerebrale11,12. Le capacità motorie dell’emisfero sinistro sono immediatamente evidenti nel cervello sano13, ma nel cervello AD lalateralità aberrone si verifica come conseguenza del fallimento del dominio dell’emisfero sinistro associato all’atrofia corticale sinistra14, 15,16. Pertanto, la comprensione di una possibile alterazione della lateralizzazione cerebrale nella patogenesi delle AD e dei meccanismi sottostanti può fornire nuove informazioni sulla patogenesi dell’AD e portare all’identificazione di potenziali biomarcatori per il trattamento.
La misurazione elettrofisiologica è un metodo sensibile ed efficace per valutare i cambiamenti nelle attività neuronali degli animali. La riduzione dell’asimmetria emisferica negli anziani (HAROLD)17 è stata documentata dalla ricerca elettrofisiologica con il tempo di trasferimento interhemispheric sincronizzato, che mostra l’indebolimento o l’assenza di asimmetria emisferica a presentata mostaucolorata stimoli vocali negli anziani18. Utilizzando APP/PS1, uno dei modelli murini AD più comunemente utilizzati19,20,21,22, in combinazione con la registrazione extracellulare bilaterale in vivo di LFP in entrambi i M2 sinistro e destro, abbiamo ha valutato i possibili deficit di lateralità in AD. Inoltre, con semplici impostazioni dei parametri, la funzione integrata del software di analisi dei dati (vedi Tabella dei materiali) fornisce un modo più veloce e più semplice per analizzare la sincronizzazione dei segnali elettrici rispetto matematicamente complesso linguaggio di programmazione, che è amichevole per i principianti con elettrofisiologia de vivo.
Protocol
Representative Results
Discussion
Riportiamo qui la procedura per la registrazione extracellulare bilaterale de vivo, insieme all’analisi della sincronizzazione dei segnali LFP a doppia area, che è flessibile e facile da condurre per stimare la lateralizzazione dell’emisfero cerebrale, così come connettività, direzionalità o accoppiamento tra attività neurali di due aree cerebrali. Questo può essere ampiamente utilizzato per rivelare non solo attività neuronali di gruppo, ma anche alcune proprietà di base dell’elettrofisiologia interregi…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (31771219, 31871170), della Divisione Scienza e Tecnologia del Guangdong (2013KJCX0054) e della Fondazione di Scienze Naturali della Provincia di Guangdong (2014A030313418, 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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