Dilim yama klemp tekniği öğrenme kaynaklı plastisite analiz etmek için

Biz son zamanlarda7açıklandığı gibi rotor çubuk eğitim (şekil 1A) dinamik değişiklikleri M1 Katman II/III piramidal nöronların içsel plastisite indüklenen. Fareler–dan dönen rod düşmek kadar gecikme süresi ölçme sıçan yetenekli öğrenme performansını tahmin etmek için bize izin verir. Uzun gecikme süresi daha iyi motor performansı gösterir. Duruşma sona erdi kadar eğitim günü 1, fareler rotor çubuk performanslarını geliştirmek. Ortalama oturum elde gün 2, fareler neredeyse asimptotik düzeyde (şekil 1B) puanları. İlk duruşmada, gecikme süresi ile karşılaştırıldığında post-hoc analizi önemli gelişmeler son denemeler eğitim günleri (şekil 1 c) gösterdi. Şekil 4A nöronal özellikleri motor beceri öğrendikten sonra değişti akım tipi kelepçe analiz bir örneği gösterilir. Enjeksiyonları 400 pA ve 500 pA akımlar aksiyon potansiyelleri eğitimsiz grubunda ve 1 günlük eğitimli Sıçanlarda sırasıyla ikna etmek için ihtiyaç vardı. Buna ek olarak, enjeksiyon sadece 150 PA geçerli aksiyon potansiyelleri 2 günlük eğitimli Sıçanlarda temin yeterliydi. Geçerli yoğunluğu ve aksiyon potansiyelleri sayısı arasındaki ilişki şekil 4B’ gösterilir. Kadar az 50 pA geçerli sivri 2 günlük eğitimli Sıçanlarda temin yeterli; Buna ek olarak, 1 günlük eğitimli fareler daha eğitimsiz fareler daha az aksiyon potansiyelleri ile 350 pA ve daha yüksek akımlar için cevap verdi. Ayrıca, daha düşük dinlenme 1 günlük eğitimli fareler potansiyel gösterdi şekil 4 c gösterir, 2 günlük eğitimli fareler daha yüksek istirahat potansiyeli (şekil 4 c) ve membran direnç (gösterdi, ancak daha yüksek eşik ve daha derin afterhyperpolarization, spike Şekil 4 d). Biz daha önce11açıklandığı gibi IA eğitim (şekil 1 d) postsinaptik plastisite eksitatör ve inhibitör sinapslarda Hipokampal CA1 nöronların, indüklenen. Işık kutusunu gecikme ölçerek, fareyi bağlamsal öğrenme performansını tahmin. Şekil 1E IA görev sonuçlarını gösterir. Sonra eşleştirilmiş elektrik çarpması, fareler kutusunun karanlık tarafında önlemek ve genellikle onlar değil tercih ederdim ışıklı Side’de kalmak öğrenmek. Karanlık tarafa kaçınmak eğilimi bu nedenle bağlamsal anılar Alım gösterir. Şekil 5 hangi minyatür postsinaptik akımları önemli ölçüde bağlamsal öğrendikten sonra değiştirilmiş olan gerilim tipi kelepçe analiz bir örneği gösterilir. Öğrenme kaynaklı plastisite, spontan AMPA aracılı mEPSCs ve GABAAaraştırmak için-aracılı mIPSCs ardışık olarak 0.5 µM Tetradotoksin (şekil 5A ve B) huzurunda kaydedildi. İki boyutlu araziler (şekil 5C) üzerinde gösterildiği gibi her CA1 nöron mEPSCs ve mIPSCs için farklı ortalama genlikleri vardı. Her ne kadar genlikleri düşüktü ve içindeki dar dağıtım aralığına gösterdi eğitimsiz, unpaired, ve gözden geçirme fareler, IA eğitimli Rat (tablo 5) çeşitli bunlardı. ANOVA Post-hoc analizi tarafından takip içinde IA eğitimli rats (şekil 5E), öğrenme kaynaklı postsinaptik plastisite CA1 nöronlar içinde düşündüren mEPSC ortalama genlikleri önemli bir artış ve mIPSC gösterdi. Ayrıca, her CA1 nöron farklı mEPSC ve mIPSC Frekanslar (şekil 5 d) sergilenmektedir. Her ne kadar frekansları düşüktü ve içindeki dar dağıtım aralığına gösterdi eğitimsiz, unpaired, ve gözden geçirme fareler, IA eğitimli Rat (tablo 6) çeşitli bunlardı. ANOVA Post-hoc analizi tarafından takip içinde IA eğitimli rats (şekil 5F) mEPSC ve mIPSC olayları frekanslarda önemli bir artış gösterdi. Bu sonuçlar iki muhtemel yorumları vardır. Bağlamsal öğrenme fonksiyonel sinapslarda nöronların sayısı arttı ilkidir. Diğer bağlamsal öğrenme presynaptic yayın olasılığını Glutamat ve GABA artış olduğunu. Biz de eşleştirilmiş-nabız daha da presynaptic plastisite incelemek için yürütülen elektrodlar, daha önce10,11bildirildiği gibi. Resim 1 : Eğitim sonrası performans öğrenme. A: rotor çubuk eğitim ve koronal beyin dilim deneysel tasarım gösterir. B: hızlanan rotor çubuk namlu düşmeye ortalama gecikmesi. C: ilk ve son denemeler gün 1 ve 27eğitim kapalı çubuk düşmeye ortalama gecikmesi. P< 0,01 vs ilk deneme. D: şema inhibitör kaçınma (IA) görev ve koronal beyin dilimin. E: koyu kutu önce ve IA eğitim11′ den sonra girmek için ortalama gecikme süresi. P< 0,01 vs IA eğitim önce. Koronal bölümleri sayıları anterior bregma mm mesafe gösterir. Hayvan sayısı çubukları alt kısmında gösterilir. Hata Çubuklarõn SEM Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız. Resim 2 : Dilim yordamlar. A: fotoğrafları göster: Akut beyin dilimleri hazırlanması. Diseksiyon araçları kullanmadan içinde ezilmiş buz önce soğutmalı. B: beyin diseksiyon ve düzeltme. Not Düzeltme açısını arka tarafında dendritik yönlü paralel odaklı gerekir. C: beyin vibratome odasında dilimleme. Beyin diseksiyon arabellekte banyo ve sürekli bir % 5 CO2/95% O2 gaz karışımı ile bubbled. D: iki plastik saklama kapları ve silikon tüp bir arayüz odası yapılmış. Oda yapay CSF ile dolu ve sürekli gaz karışımı ile bubbled. E: beyin dilimleri odasında ıslak filtre kağıdı üzerine yerleştirildi.Çubuk 5 mm. = Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız. Şekil 3 : Yama kelepçe yordamlar. A: elektrik sinyalleri bir nöron kaydetmek için kullanılan yama-kelepçe sistemi. Uyarıcı ve Katman II/III nöronlarda elektrotlar kayıt konumunu sıçan motor korteks içinde gösterilir. B: CA1 piramit nöron Schaffer sinapslarda analiz etmek için bir uyarıcı elektrot stratum radiatum yerleştirildi. Temporoammonic sinapslar analiz etmek için bir uyarıcı elektrot stratum moleculare yerleştirildi. Temsilcisi uyarılmış AMPA izler ve NMDA reseptör aracılı eksitatör postsinaptik akımlar aynı CA1 nöron gösterilir. C: bir dilim çapa kayıt odası dilimi dengelemek için kullanılmıştır. D: bir temsil harita üzerinde yayımlanmış belgeleri15,16,17dayalı motor korteks. ML orta çizgi =. E: IR-DIC Filmler M1, Katman II/III nöronlar daha önce (üst) ve (alt) kayıt sırasında. Çubuk 10 µm. F=: değişiklikleri geçerli touch (üst) önce ve membran Rüptürü (alt), pipet. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız. Şekil 4 : Geçerli-kelepçe analiz7 ‘ nin temsilcisi sonuçları . A: Aksiyon potansiyelleri temsilcisi izleri kaydedilen indüksiyon geçerli enjeksiyonları ile sonra. B: ortalama geçerli giriş (pA) aksiyon potansiyeli çıktıda beyin dilimleri (sivri sayısı) vs eğitimsiz (açık bar), 1 günlük eğitimli (gri çubuklar) ve 2 günlük eğitimli rats (doldurulmuş çubuğu) arasındaki ilişkiler. C: potansiyeli, eşik ve afterhyperpolarization Katman II/III nöronların dinleniyor. D: membran direnci ve seri direnç nöronların. Her grupta 9-10 fareler kullanılır. Hücre sayısı her çubuk içinde gösterilir. Hata Çubuklarõn SEM *P< 0,05, **P< eğitimsiz 0,01 vs . Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız. Şekil 5 : Gerilim Tipi Kelepçe analiz11 temsilcisi sonuçları .Minyatür eksitatör ve inhibitör postsinaptik akımlar (mEPSCs ve mIPSCs) eğitimsiz (A) ve inhibitör kaçınma (IA) temsilcisi izleri-eğitimli fareler (B). mEPSCs-60 mV ve mV ölçülen sırayla aynı CA1 piramit nöron Tetradotoksin (0.5 µM) huzurunda 0, mIPSCs. Dikey çubuk 20 pA, yatay bar = 200 = MSN. C: iki boyutlu ortalamasını bana (ı) PSC Arsalar genlikleri içinde eğitimsiz, IA eğitimli unpaired ve gözden geçirme fareler. D: (I) PSC bana ve iki boyutlu araziler 4 grup frekansları. Not her CA1 nöron farklı sergilenen demek bana (ı) PSC genlikleri ve frekansları. IA eğitim sadece ortalama genlikleri güçlendirilmiş (E) ama aynı zamanda bana (ı) frekansları PSC olayları arttı (F). Her grupta 4-6 fareler kullanılır. Hücre sayısı çubukları alt kısmında gösterilir. Kırmızı artı işaretlerini (C, D) ve (E, F) dikey çizgiler ile barlar belirtmek ortalama ± SEM **P< 0,01 vs eğitimsiz fareler. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız. Diseksiyon arabellek (Toplam 1L) NaH2PO4 • 2 H2O 0.195 g 1,25 mmol/L KCl 0,188 g 2.5 mmol/L CaCl2 0,074 g 0.5 mmol/L MgCl2 • 6 H2O 1.423 g 7.0 mmol/L Kolin klorür 12.579 g 90 mmol/L Askorbik asit 2.340 g 11,6 mmol/L Pirüvik asit 0.342 g 3.1 mmol/L NaHCO3 2,100 g 25 mmol/L Glikoz 4.500 g 25 mmol/L Tablo 1: Diseksiyon arabelleği için bir reçete Yapay CSF (Toplam 1L) KCl 0,186 g 2.5 mmol/L NaCl 6.700 g 114,6 mmol/L NaH2PO4 •2H2O 0,156 g 1 mmol/L Glikoz 1.800 g 10 mmol/L NaHCO3 2.184 g 26 mmol/L 1M MgCl2 4 mL 4 mmol/L 1M CaCl2 4 mL 4 mmol/L Tablo 2: Yapay beyin-omurilik sıvısı (bos) için bir reçete Hücre içi çözüm için geçerli kelepçe (Toplam 200 mL) KCl 0.0746 g 5 mmol/L K-glukonat 6.089 g 130 mmol/L HEPES 0.476 g 10 mmol/L EGTA 0.0456 g 0.6 mmol/L 1M MgCl2 500 ΜL 2.5 mmol/L Na2 ATP 0.4408 g 4 mmol/L Na3 GTP 0.0418 g 0,4 mmol/L Na phosphocreatine 0.510 g 10 mmol/L Tablo 3: Geçerli kelepçe için hücre içi bir çözüm için bir reçete kayıt Hücre içi çözüm için gerilim kelepçe (Toplam 200 mL) CsMeSO3 5.244 g (5.814) * 115 mmol/L (127.5) * CsCl 0.672 g (0,252) * 20 mmol/L (7,5) * HEPES 0.476 g 10 mmol/L EGTA 0.0456 g 0.6 mmol/L 1M MgCl2 500 ΜL 2.5 mmol/L Na2 ATP 0.4408 g 4 mmol/L Na3 GTP 0.0418 g 0,4 mmol/L Na phosphocreatine 0.510 g 10 mmol/L * düşük Cl- konsantrasyonu minyatür kayıtları için Tablo 4: Gerilim kelepçe için hücre içi bir çözüm için bir reçete kayıt Parametreleri eğitimsiz Eğitimli IA unpaired yürümek-den geçerek mEPSC genlik Varyans 5.8 32,1 4.7 5,9 Standart sapma 2.4 5,7 2.2 2.4 Varyasyon katsayısı 0.189 0.326 0.177 0.190 mIPSC genlik Varyans 17,1 56.7 31,8 20,7 Standart sapma 4.1 7.5 5.6 4.5 Varyasyon katsayısı 0.279 0.387 0.367 0.286 Tablo 5: Minyatür eksitatör ve inhibitör postsinaptik geçerli (mEPSC ve mIPSC) genlikleri inhibitör kaçınma (IA) içinde çeşitlilik-eğitimli fareler Parametreleri eğitimsiz Eğitimli IA unpaired yürümek-den geçerek mEPSC frekans Varyans 278 2195 188 195 Standart sapma 17 47 14 14 Varyasyon katsayısı 0.902 1.198 0.893 0.874 mIPSC frekans Varyans 3282 27212 1385 5135 Standart sapma 57 165 37 72 Varyasyon katsayısı 1.195 1.006 0.955 0.836 Tablo 6: Minyatür eksitatör ve inhibitör postsinaptik geçerli (mEPSC ve mIPSC) frekansları inhibitör kaçınma (IA) çeşitliliği-eğitimli fareler