Microinjection האינסולין היפוקמפוס ו<em> בחי</em> Microdialysis במהלך בדיקת זיכרון המרחבי
Summary
אפנון של זכרון עבודה המרחבי hippocampally תלוי על ידי microinjection intrahippocampal הישיר, מלווה ואחרי<em> In vivo</em> Microdialysis למטבוליטים ב, בעלי חיים מודעים מתנהגים.
Abstract
חילוף חומרים של הגלוקוז הוא סמן שימושי לפעילות עצבית מקומית, ויצר את הבסיס של שיטות כגון הדמיה בתהודה מגנטית 2 deoxyglucose ופונקציונלית. עם זאת, שימוש בשיטות כאלה במודלים של בעלי חיים דורש הרדמה ומכאן גם משנה את מצב המוח ומונע באמצעים התנהגותיים. שיטה חלופית היא השימוש בmicrodialysis vivo לקחת מדידה רציפה של ריכוזי נוזל תאיים מוח של סוכר, חומצת חלב, וקשורים בבעלי חי מטבוליטים ערים, חסרי רסן. טכניקה זו שימושית במיוחד בשילוב עם משימות שנועדו להסתמך על אזורים ספציפיים במוח ו / או מניפולציה תרופתית חריפה, לדוגמה, מדידות היפוקמפוס במהלך משימת זכרון עבודה המרחבי (לסירוגין ספונטני) להראות לטבול בסוכר תאי ועלייה בחומצת חלב שהם רמיזות של 1,2 המשופר הגליקוליזה, וממשל האינסולין intrahippocampal גם משפרת את הזיכרון ומגבירה גליקול היפוקמפוסיסיס 3. חומרים כגון אינסולין יכולים להיות מועברים ליפוקמפוס באמצעות אותה בדיקת microdialysis משמשת למדידת המטבוליטים. השימוש בהתחלפות ספונטנית כמדד לתפקוד היפוקמפוס נועד כדי למנוע כל בלבול ממניעים מלחיצים (footshock למשל), ריסון, או כפרס (למשל מזון), שכולם יכולים לשנות את שני ביצועי משימה ואת חילוף חומרים; משימה זו גם מספקת מדד של פעילות מוטורית שמאפשרת שליטה לתופעות לא ספציפיות של טיפול. משולב, שיטות אלו מאפשרות מדידה ישירה של משתני neurochemical וחילוף חומרי ויסות התנהגות.
Protocol
Representative Results
Discussion
כל פתרונות המשמשים בmicrodialysis יש לסנן מייד לפני שימוש, באמצעות מיקרומטר .2 מסנן. לאחר ההחדרה של החללית למדריך הצינורית, להתבונן כדי לאשר שזרימה בלתי מופרעת ואיסוף דגימה מתרחש. אם זרימה מפסיקה אחרי החדרה, הסיבה הסבירה ביותר היא פגיעה בקרום החללית הנגרם על ידי טיפול מספיק …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי NIH / NIDDK (DK077106 לECM).
Materials
The majority of reagents are standard laboratory grade and can be obtained from a supplier of choice. Similarly, equipment such as syringe pumps and tubing can be used from any of several manufacturers. Specific items used here for which details are important include: |
|||
| CMA 12 microdialysis probes | CMA/ Microdialysis | CMA-12-XXX | These are available in various membrane lengths and cutoffs, indicated by specific codes in the ‘XXX.’ |
| Human insulin (Humulin) | Eli Lilly | N/a | |
| Liquid swivel | Instech | 375/D/22QM | This specific swivel has very low torque and internal volume, as well as a nonreactive quartz lining. |
References
- McNay, E. C., Fries, T. M., Gold, P. E. Decreases in rat extracellular hippocampal glucose concentration associated with cognitive demand during a spatial task. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (6), 2881 (2000).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Age-related differences in hippocampal extracellular fluid glucose concentration during behavioral testing and following systemic glucose administration. J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. 56 (2), 66 (2001).
- McNay, E. C., McCarty, R. C., Gold, P. E. Fluctuations in brain glucose concentration during behavioral testing: dissociations between brain areas and between brain and blood. Neurobiol. Learn. Mem. 75 (3), 325 (2001).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Extracellular glucose concentrations in the rat hippocampus measured by zero-net-flux: effects of microdialysis flow rate. 72 (2), 785 (1999).
- McNay, E. C., Sherwin, R. S. Effect of recurrent hypoglycemia on spatial cognition and cognitive metabolism in normal and diabetic rats. Diabetes. 53 (2), 418 (2004).
- McNay, E. C., et al. Hippocampal memory processes are modulated by insulin and high-fat-induced insulin resistance. Neurobiology of Learning and Memory. 93 (4), 546 (2010).
- McNay, E. C., McCarty, R. C., Gold, P. E. Fluctuations in brain glucose concentration during behavioral testing: dissociations between brain areas and between brain and blood. Neurobiology of Learning & Memory. 75 (3), 325 (2001).
- McNay, E. C., Williamson, A., McCrimmon, R. J., Sherwin, R. S. Cognitive and neural hippocampal effects of long-term moderate recurrent hypoglycemia. Diabetes. 55 (4), 1088 (2006).
- McNay, E. C., Sherwin, R. S. From artificial cerebro-spinal fluid (aCSF) to artificial extracellular fluid (aECF): microdialysis perfusate composition effects on in vivo brain ECF glucose measurements. Journal of Neuroscience Methods. 132 (1), 35 (2004).
- McNay, E. C., et al. Hippocampal memory processes are modulated by insulin and high-fat-induced insulin resistance. Neurobiology of Learning and Memory. 93 (4), 546 (2010).
- Benveniste, H., Drejer, J., Schousboe, A., Diemer, N. H. Regional cerebral glucose phosphorylation and blood flow after insertion of a microdialysis fiber through the dorsal hippocampus in the rat. Journal of Neurochemistry. 49 (3), 729 (1987).
- Benveniste, H., Diemer, N. H. Cellular reactions to implantation of a microdialysis tube in the rat hippocampus. Acta Neuropathologica. 74 (3), 234 (1987).
- McNay, E. C., Fries, T. M., Gold, P. E. Decreases in rat extracellular hippocampal glucose concentration associated with cognitive demand during a spatial task. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (6), 2881 (2000).
- McNay, E. C., et al. Hippocampal memory processes are modulated by insulin and high-fat-induced insulin resistance. Neurobiol. Learn Mem. 93 (4), 546 (2010).
- Lonnroth, P., Jansson, P. -. A., Smith, U. A microdialysis method allowing characterization of intercellular water space in humans. American Journal of Physiology. 1987, E228 (1987).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Extracellular glucose concentrations in the rat hippocampus measured by zero-net-flux: effects of microdialysis flow rate. 72 (2), 785 (1999).
- Lalonde, R. o. b. e. r. t. The neurobiological basis of spontaneous alternation. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 26 (1), 91 (2002).
- Richman, C., Dember, W., Kim, P. Spontaneous alternation behavior in animals: A review. Current Psychology. 5 (4), 358 (1986).
- McNay, E. C., Canal, C. E., Sherwin, R. S., Gold, P. E. Modulation of memory with septal injections of morphine and glucose: effects on extracellular glucose levels in the hippocampus. Physiol. Behav. 87 (2), 298 (2006).
- McNay, E. C., Gold, P. E. Memory modulation across neural systems: intra-amygdala glucose reverses deficits caused by intraseptal morphine on a spatial task but not on an aversive task. Journal of Neuroscience. 18 (10), 3853 (1998).
- Rex, A., Bert, B., Fink, H., Voigt, J. P. Stimulus-dependent changes of extracellular glucose in the rat hippocampus determined by in vivo microdialysis. Physiol. Behav. 98 (4), 467 (2009).
