הכנת פרוסות Parasagittal לחקירת ארגון הגבי-הגחוני של הקורטקס המדיאלי מכרסמים entorhinal
Summary
אנו מתארים הליכי הכנה הקלטה אלקטרו מן פרוסות המוח השומרים על הציר הגבי-הגחוני של הקורטקס המדיאלי entorhinal (MEC). בגלל קידוד עצבי של מיקום כדלקמן הארגון הגב, הגחון בתוך MEC, נהלים אלה להקל על החקירה של מנגנונים תאיים חשובים לניווט וזיכרון.
Abstract
חישוב במוח מתבסס על הנוירונים ותגובה הולמת לכניסות הסינפטיים שלהם. נוירונים נבדלים המשלים שלהם והפצה של יון ערוצי קרום שקובעים איך הם מגיבים תשומות סינפטיים. עם זאת, הקשר בין מאפיינים אלה סלולריים תפקוד עצבי של התנהגות בעלי החיים אינה מובנת היטב. גישה אחת לבעיה זו הוא לחקור מעגלים עצביים המאורגנים טופוגרפית שבה עמדת מפות נוירונים בודדים על גבי המידע שהם לקודד או חישובים שהם נושאים את 1. ניסויים בגישה זו מצביעים על עקרונות כוונון של תגובות סינפטיים שבבסיס קידוד המידע מעגלים חושיות קוגניטיביות 2,3.
ארגון טופוגרפי של ייצוגים מרחביים לאורך הציר הגבי-הגחוני של הקורטקס המדיאלי entorhinal (MEC) מספקת הזדמנות ליצור קשרים בין מנגנוני זמן מחשב הסלולר אניmportant על קוגניציה מרחבית. הנוירונים בשכבה השנייה של MEC מכרסם לקודד המיקום באמצעות הרשת, כמו ירי שדות 4-6. עבור נוירונים שנמצאו בעמדות הגב ב MEC המרחק בין שדות ירי בודדים היוצרים ברשת היא בסדר גודל של 30 ס"מ, ואילו נוירונים ב עמדות בהדרגה הגחון יותר מרחק זה עולה ל מ גדול מ 1. מספר מחקרים גילו תכונות הסלולר של הנוירונים בשכבה השנייה של MEC, שכמו המרווח בין שדות הרשת ירי, גם משתנים בהתאם למיקום שלהם הגבי-הגחון, טוען כי נכסים אלה הסלולר חשובים לצורך חישוב מרחבי 2,7-10.
כאן נתאר את הליכי הכנה הקלטה אלקטרו מן פרוסות המוח השומרים על מידת הגבי-הגחון החקירה המאפשר MEC של ארגון טופוגרפי של נכסים biophysical ו האנטומי של נוירונים MEC. עמדה הגב, הגחון של n מזוההeurons יחסית ציוני דרך אנטומיים קשה לקבוע במדויק עם פרוטוקולים המשתמשים פרוסות אופקיות של MEC 7,8,11,12, שכן קשה לקבוע נקודות התייחסות המיקום הגבי-הגחון המדויק של הפרוסה. הנהלים אנו מתארים לאפשר מדידה מדויקת ועקבית של מיקום של תאים שנרשמו לאורך הציר הגבי-הגחון של MEC, כמו גם להדמיה מולקולרית של הדרגתיים 2,10. הנהלים שפותחו לשימוש עם עכברים בוגרים (> 28 יום) ואת כבר מצליחים עם עכברים עד 1.5 שנים. עם התאמות ניתן לעשות בהם שימוש עם עכברים צעירים יותר או מינים מכרסמים אחרים. מערכת סטנדרטית של הכנה ומדידה יסייעו חקירה שיטתית של תכונות הסלולר microcircuit של אזור זה.
Protocol
Discussion
כדי להקל על החקירה של נכסים MEC מעגלים הבאים הארגון הגב, הגחון שתיארנו כאן בפירוט תהליך ייצור הכנת פרוסת parasagittal שמשמר את מידת הגבי-הגחון של MEC.
צעדים קריטיים
הסרת המוח של החיה. לטפל בפרט, …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנחנו מודים הבאים על תמיכתם: חבר העמים ועדת מלגות בבריטניה מימון (HP), EPSRC (HP), BBSRC (MFN) והאיחוד האירופי מארי קירי פעולות (MFN).
Materials
| Cutting ACSF(mM) | Standard ACSF(mM) | Internal solution (mM) | CASNumber | Supplier Catalogue Number | |
| NaCl | 86 | 124 | 7647-14-5 | Sigma S9888 | |
| NaH2PO4 | 1.2 | 1.2 | 13472-35-0 | Sigma 71505 | |
| KCl | 2.5 | 2.5 | 10 | 7447-40-7 | Sigma P3911 |
| NaHCO3 | 25 | 25 | 144-55-8 | Fischer S/4240 | |
| Glucose | 25 | 20 | 50-99-7 | Sigma G5767 | |
| Sucrose | 75 | 57-50-1 | Sigma S5016 | ||
| CaCl2 | 0.5 | 2 | 10043-52-4 | VWR 190464K | |
| MgCl2 | 7 | 1 | 2 | 7786-30-3 | Sigma 63020 |
| K Gluconate | 130 | 299-27-4 | Sigma G4500 | ||
| HEPES | 10 | 7365-45-9 | Sigma H3375 | ||
| EGTA | 0.1 | 67-42-5 | Sigma E4378 | ||
| Na2ATP | 2 | 34369-07-8 | Sigma A7699 | ||
| Na2GTP | 0.3 | 36051-31-7 | Sigma G8877 | ||
| NaPhospho-Creatine | 10 | 19333-65-4 | Sigma P7936 | ||
| Biocytin (optional) | 2.7 | 576-19-2 | Sigma B4261 |
Table 1. Cutting ACSF, standard ACSF and K-Gluconate internal solution recipes.
References
- O’Donnell, C., Nolan, M. F. Tuning of synaptic responses: an organizing principle for optimization of neural circuits. Trends Neurosci. 34, 51-60 (2011).
- Garden, D. L. F., Dodson, P. D., O’Donnell, C., White, M. D., Nolan, M. F. Tuning of synaptic integration in the medial entorhinal cortex to the organization of grid cell firing fields. Neuron. 60, 875-889 (2008).
- Kuba, H., Yamada, R., Fukui, I., Ohmori, H. Tonotopic specialization of auditory coincidence detection in nucleus laminaris of the chick. Journal of Neuroscience. 25, 1924-1934 (2005).
- Hafting, T., Fyhn, M., Molden, S., Moser, M. -. B., Moser, E. I. Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature. 436, 801-806 (2005).
- Sargolini, F. Conjunctive representation of position, direction, and velocity in entorhinal cortex. Science. 312, 758-762 (2006).
- Fyhn, M., Hafting, T., Witter, M. P., Moser, E. I., Moser, M. -. B. Grid cells in mice. Hippocampus. 18, 1230-1238 (2008).
- Giocomo, L. M., Zilli, E. A., Fransén, E., Hasselmo, M. E. Temporal frequency of subthreshold oscillations scales with entorhinal grid cell field spacing. Science. 315, 1719-1722 (2007).
- Giocomo, L. M., Hasselmo, M. E. Time constants of h current in layer II stellate cells differ along the dorsal to ventral axis of medial entorhinal cortex. Journal of Neuroscience. 28, 9414-9425 (2008).
- Burgalossi, A. Microcircuits of functionally identified neurons in the rat medial entorhinal cortex. Neuron. 70, 773-786 (2011).
- Dodson, P. D., Pastoll, H., Nolan, M. F. Dorsal-ventral organization of theta-like activity intrinsic to entorhinal stellate neurons is mediated by differences in stochastic current fluctuations. J. Physiol. (Lond). 589, 2993-3008 (2011).
- Nolan, M., Dudman, J., Dodson, P., Santoro, B. HCN1 channels control resting and active integrative properties of stellate cells from layer II of the entorhinal cortex. Journal of Neuroscience. 27, (2007).
- Boehlen, A., Heinemann, U., Erchova, I. The range of intrinsic frequencies represented by medial entorhinal cortex stellate cells extends with age. Journal of Neuroscience. 30, 4585-4589 (2010).
- Klink, R., Alonso, A. Morphological characteristics of layer II projection neurons in the rat medial entorhinal cortex. Hippocampus. 7, 571-583 (1997).
- van Groen, T. Entorhinal cortex of the mouse: cytoarchitectonical organization. Hippocampus. 11, 397-407 (2001).
- Dolorfo, C. L., Amaral, D. G. Entorhinal cortex of the rat: organization of intrinsic connections. The Journal of Comparative Neurology. 398, 49-82 (1998).
