Gravações extracelulares duplas no hipocampo de camundongos e córtex pré-frontal
Summary
Este protocolo descreve o uso de um dispositivo de gravação personalizado e eletrodos para registrar potenciais de campo locais e investigar o fluxo de informações no hipocampo e no córtex pré-frontal do camundongo.
Abstract
A técnica de registro de potenciais de campo local (LFPs) é um método eletrofisiológico usado para medir a atividade elétrica de populações neuronais localizadas. Ele serve como uma ferramenta crucial na pesquisa cognitiva, particularmente em regiões do cérebro como o hipocampo e o córtex pré-frontal. As gravações LFP duplas entre essas áreas são de particular interesse, pois permitem a exploração da comunicação de sinais inter-regionais. No entanto, os métodos para realizar essas gravações raramente são descritos, e a maioria dos dispositivos de gravação comerciais são caros ou carecem de adaptabilidade para acomodar projetos experimentais específicos. Este estudo apresenta um protocolo abrangente para realizar gravações de LFP de eletrodo duplo no hipocampo de camundongos e no córtex pré-frontal para investigar os efeitos de drogas antipsicóticas e moduladores de canais de potássio nas propriedades de LFP nessas áreas. A técnica permite a medição das propriedades do LFP, incluindo espectros de potência dentro de cada região do cérebro e coerência entre os dois. Além disso, um dispositivo de gravação personalizado e de baixo custo foi desenvolvido para esses experimentos. Em resumo, este protocolo fornece um meio de registrar sinais com altas relações sinal-ruído em diferentes regiões do cérebro, facilitando a investigação da comunicação de informações inter-regionais dentro do cérebro.
Introduction
Os potenciais de campo local (LFPs) referem-se à atividade elétrica registrada no espaço extracelular, refletindo a atividade coletiva de um grupo localizado de neurônios. Eles exibem uma gama diversificada de frequências, abrangendo desde ondas lentas em 1 Hz até oscilações rápidas em 100 Hz ou 200 Hz. Bandas de frequência específicas têm sido associadas a funções cognitivas, como aprendizado, memória e tomada de decisão 1,2. Alterações nas propriedades da LFP têm sido usadas como biomarcadores para vários distúrbios neurológicos, incluindo demência e esquizofrenia 3,4. A análise dos registros de LFP pode oferecer informações valiosas sobre os mecanismos patológicos subjacentes associados a essas condições e possíveis estratégias terapêuticas.
A gravação LFP dupla é uma técnica usada para medir a atividade elétrica localizada dentro e entre duas regiões cerebrais específicas. Essa técnica oferece uma oportunidade valiosa para investigar a intrincada dinâmica neural e a comunicação de sinais que ocorrem dentro e entre regiões cerebrais distintas. Estudos anteriores revelaram que a detecção de alterações nas propriedades neuronais de regiões cerebrais individuais pode ser complexa, mas mudanças na comunicação cortical inter-regional podem ser observadas 5,6. Portanto, a utilização da gravação LFP dupla oferece um meio potente para resolver esse problema.
A conectividade hipocampo-pré-frontal desempenha um papel crucial na modulação das funções cognitivas, e a disfunção tem sido associada a vários distúrbios neurológicos 7,8. Gravações de eletrodos duplos dessas regiões podem fornecer informações sobre essas interações. Infelizmente, há informações limitadas disponíveis sobre métodos para realizar gravações LFP de eletrodo duplo entre essas áreas. Além disso, os dispositivos de gravação disponíveis comercialmente são geralmente caros e carecem de adaptabilidade a projetos experimentais específicos. O método convencional para registrar LFPs envolve o uso de um cabo blindado para conectar o dispositivo de gravação a eletrodos implantados no cérebro de um animal. No entanto, essa abordagem é suscetível a artefatos de movimento e ruído ambiental, impactando a qualidade e a confiabilidade dos sinais registrados.
Este protocolo descreve um procedimento abrangente para realizar gravações LFP de eletrodo duplo no hipocampo e córtex pré-frontal de camundongos, usando um headstage personalizado de baixo custo que pode ser colocado na cabeça do animal. Esses métodos permitem que os pesquisadores investiguem padrões oscilatórios específicos da região dentro de duas regiões cerebrais discretas e explorem a troca de informações inter-regionais e a conectividade entre essas áreas.
Protocol
Representative Results
Discussion
O protocolo aqui apresentado descreve o procedimento para a construção de um headstage personalizado projetado especificamente para o registro simultâneo de potenciais de campo local duplo (LFPs) no hipocampo (HIP) e no córtex pré-frontal (PFC). As etapas detalhadas fornecidas neste protocolo oferecem informações suficientes para os pesquisadores examinarem minuciosamente a comunicação do sinal dentro de cada região e entre o HIP e o PFC.
O headstage projetado sob medida utiliza um c…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pela Royal Melbourne Hospital Neuroscience Foundation (A2087).
Materials
| Brass tube | Albion Alloys, USA | Inside diameter of 0.45 mm |
| Carprofen | Rimadyl, Pfizer Animal Health | |
| Commercial amplifier chip | Intantech | RHD 2132 |
| Control board | Intantech | RHD recording system |
| Dental cement | Paladur | |
| Heat shrinks | Panduit | 0.8 mm diameter |
| M1.2 stainless steel screw | Watch tools | Clock and watch screw |
| Multichannel socket connector | Harwin, AU | 1.27 mm pitch, PCB socket |
| PFA-coated tungsten wires | A-M SYSTEMS, USA | Inside diameter of 150 µm |
| Phosphoric acid-based flux | Chip Quik | CQ4LF-0.5 |
| Recording software | Intantech | RHX recording software |
| Stereotactic Frame | World Precision Instruments | Mouse stereotactic instrument |
| Super glue | UHU | Ultra fast |
References
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