Registros extracelulares duales en el hipocampo y la corteza prefrontal del ratón
Summary
Este protocolo describe el uso de un dispositivo de registro y electrodos diseñados a medida para registrar los potenciales de campo local e investigar el flujo de información en el hipocampo y la corteza prefrontal del ratón.
Abstract
La técnica de registro de potenciales de campo local (LFPs) es un método electrofisiológico utilizado para medir la actividad eléctrica de poblaciones neuronales localizadas. Sirve como una herramienta crucial en la investigación cognitiva, particularmente en regiones del cerebro como el hipocampo y la corteza prefrontal. Las grabaciones de LFP dual entre estas zonas son de particular interés, ya que permiten explorar la comunicación interregional de señales. Sin embargo, los métodos para realizar estas grabaciones rara vez se describen, y la mayoría de los dispositivos de grabación comerciales son caros o carecen de adaptabilidad para adaptarse a diseños experimentales específicos. Este estudio presenta un protocolo completo para realizar registros de LFP de doble electrodo en el hipocampo del ratón y la corteza prefrontal para investigar los efectos de los fármacos antipsicóticos y los moduladores de los canales de potasio sobre las propiedades de la LFP en estas áreas. La técnica permite medir las propiedades de la LFP, incluidos los espectros de potencia dentro de cada región del cerebro y la coherencia entre ambas. Además, para estos experimentos se ha desarrollado un dispositivo de grabación de bajo coste y diseño personalizado. En resumen, este protocolo proporciona un medio para registrar señales con una alta relación señal-ruido en diferentes regiones del cerebro, lo que facilita la investigación de la comunicación de información interregional dentro del cerebro.
Introduction
Los potenciales de campo local (LFP) se refieren a la actividad eléctrica registrada desde el espacio extracelular, que refleja la actividad colectiva de un grupo localizado de neuronas. Exhiben una amplia gama de frecuencias, que van desde ondas lentas a 1 Hz hasta oscilaciones rápidas a 100 Hz o 200 Hz. Bandas de frecuencia específicas se han asociado con funciones cognitivas como el aprendizaje, la memoria y la toma de decisiones 1,2. Los cambios en las propiedades de la LFP se han utilizado como biomarcadores para diversos trastornos neurológicos, como la demencia y la esquizofrenia 3,4. El análisis de los registros de LFP puede ofrecer información valiosa sobre los mecanismos patológicos subyacentes asociados con estas afecciones y las posibles estrategias terapéuticas.
El registro dual de LFP es una técnica utilizada para medir la actividad eléctrica localizada dentro y entre dos regiones específicas del cerebro. Esta técnica ofrece una valiosa oportunidad para investigar la intrincada dinámica neuronal y la comunicación de señales que se producen dentro y entre las distintas regiones del cerebro. Estudios previos han revelado que la detección de alteraciones en las propiedades neuronales de regiones cerebrales individuales puede ser compleja, pero se pueden observar cambios en la comunicación cortical interregional 5,6. Por lo tanto, la utilización de la grabación LFP dual ofrece un medio potente para abordar este problema.
La conectividad hipocampo-prefrontal juega un papel crucial en la modulación de las funciones cognitivas, y la disfunción se ha relacionado con diversos trastornos neurológicos 7,8. Los registros de electrodos duales de estas regiones pueden proporcionar información sobre estas interacciones. Desafortunadamente, hay poca información disponible sobre los métodos para realizar registros de LFP de doble electrodo entre estas áreas. Además, los dispositivos de grabación disponibles en el mercado son generalmente caros y carecen de adaptabilidad a diseños experimentales específicos. El método convencional para registrar las LFP consiste en utilizar un cable blindado para conectar el dispositivo de grabación a los electrodos implantados en el cerebro de un animal. Sin embargo, este enfoque es susceptible a los artefactos de movimiento y al ruido ambiental, lo que afecta a la calidad y fiabilidad de las señales grabadas.
Este protocolo describe un procedimiento exhaustivo para realizar registros de LFP de doble electrodo en el hipocampo y la corteza prefrontal del ratón, utilizando una plataforma de cabeza de bajo costo diseñada a medida que se puede colocar en la cabeza del animal. Estos métodos permiten a los investigadores investigar los patrones oscilatorios específicos de la región dentro de dos regiones cerebrales discretas y explorar el intercambio de información interregional y la conectividad entre estas áreas.
Protocol
Representative Results
Discussion
El protocolo presentado aquí describe el procedimiento para construir una cabecera personalizada diseñada específicamente para el registro simultáneo de potenciales de campo local (LFP) duales en el hipocampo (HIP) y la corteza prefrontal (PFC). Los pasos detallados proporcionados en este protocolo ofrecen suficiente información para que los investigadores examinen a fondo la comunicación de señales tanto dentro de cada región como entre el HIP y el PFC.
La cabecera diseñada a medida …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo contó con el apoyo de la Fundación de Neurociencia del Royal Melbourne Hospital (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 |
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