בסרטון זה אנו מדגימים כיצד להחיל המוליכות לתוך נוירון דופאמין רשמה בתצורת תא שלם פרוסות המוח עכברוש. טכניקה זו נקראת מהדק דינמי.
מדעני מוח ללמוד את תפקוד המוח על ידי חוקרת כיצד הנוירונים במוח מתקשרים. חוקרים רבים להסתכל על שינויים בפעילות החשמלית של אחד או יותר נוירונים בתגובה קלט בניסוי מבוקר. הפעילות החשמלית של הנוירונים יכול להיות מוקלט פרוסות המוח מבודד באמצעות מהדק טכניקות תיקון עם micropipettes זכוכית. באופן מסורתי, הנסיינים יכולים לחקות קלט עצביים בהזרקה ישירה של זרם דרך גירוי פיפטה, חשמל של תאים אחרים או קשרים axonal שנותרו פרוסה, או מניפולציה תרופתי על ידי קולטנים הממוקמים בקרום התא של הנוירונים המוקלט.
הזרקה ישירה הנוכחי יש את היתרונות של העברת צורת הגל הנוכחי מראש עם דיוק גבוה הזמני באתר של ההקלטה (בדרך כלל סומה). עם זאת, זה לא משנה את ההתנגדות של הקרום עצביים כמו תעלות יונים לא נפתחים פיזית. הזרקת נוכחי בדרך כלל מעסיקה פולסים מלבני ולכן אינו מודל קינטיקה של תעלות יונים. לבסוף, הזרקת הנוכחי לא יכול לחקות את השינויים הכימיים בתא המתרחשת עם פתיחת תעלות יונים.
רצפטורים יכול להיות מופעל באופן פיזי על ידי גירוי חשמלי או תרופתי. הנסיין יש דיוק טוב הזמני של הפעלת קולטן עם גירוי חשמלי של הפרוסה. הדיוק המרחבי עם זאת, אין הוא מוגבל של הפעלת קולטן ואת האופי המדויק של מה מופעל על הגירוי אינו ידוע. בעיה זו האחרונה ניתן להקל באופן חלקי על ידי סוכני תרופתי ספציפי. למרבה הצער, במהלך תקופה של הפעלת סוכנים תרופתי הוא איטי בדרך כלל ואת הדיוק המרחבי של תשומות על התא שנרשם אינו ידוע.
הטכניקה מהדק דינמי מאפשר הנסיין לשנות הנוכחי עבר ישירות אל תוך התא על סמך משוב בזמן אמת של פוטנציאל הממברנה של התא (רובינסון Kawai 1993, שארפ et al, 1993a, b;. לבדיקה, לראות פרינץ et al. 2004). זה מאפשר הנסיין לחקות את השינויים החשמליים המתרחשים באתר ההקלטה בתגובה הפעלת הקולטן. בזמן אמת שינויים הנוכחית להחיל נקבעים על ידי משוואה מתמטית מיושם בחומרה.
השתמשנו לאחרונה את הטכניקה מהדק דינמי לחקור את הדור של פרצי הפוטנציאלים לפעולה על ידי הפעלת phasic של קולטני NMDA בנוירונים דופאמינרגיים של nigra substantia Pars compacta (Deister et al, 2009;. Lobb et al, 2010).. בסרטון הזה, אנחנו מדגימים את ההליכים הדרושים כדי להחיל מוליכות הקולטן NMDA לתוך נוירון דופאמין.
הטכניקה מהדק דינמי הפגינו כאן משפר עם הטכניקה המסורתית של הזרקת זרם ישר על ידי מתן הנסיין לחקות את ההשפעות החשמלית של הפעלת הקולטן. בסרטון הזה, אנו הראו כי ניתן להוסיף את ההשפעות של הפעלת הקולטן NMDA לפעילות ספונטנית של נוירון דופאמין, כלומר פרץ של פוטנציאל הפעולה הם מעוררים.
בשל הגמישות של יישום חומרה / תוכנה, מגוון רחב של הרחבות ניתן להשתמש. השלט של הזרם המוזרק ניתן להעביר משלילי לחיובי, המייצג תרחיש שבו את ההשפעות של הקולטן מופעל יוסר נוירון. נוירונים דגם, המיוצגת בדמות סדרה של משוואות דיפרנציאליות, ניתן לפתור מספרית ולאפשר הנסיין לחקור רשתות קטנות.
The authors have nothing to disclose.
עבודה זו נתמכה על ידי MH084494 (CJL), ו MH079276 ו NS060658 (CAP).
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
K-gluconate anhydrous | Reagent | Sigma-Aldrich | ||
HEPES | Reagent | Fisher Scientific | ||
CaCl2 X 2H2O | Reagent | Fisher Scientific | ||
Ethylene glycol-bis(B-aminoethyl ether)-N,N,N’,N’-tetraacetic acid | Reagent | EGTA; Sigma-Aldrich | ||
MgATP | Reagent | MP Biomedicals | ||
NaGTP | Reagent | MP Biomedicals | ||
MgCl2 | Reagent | Sigma-Aldrich | ||
NaHCO3 | Reagent | Sigma-Aldrich | ||
KCl | Reagent | Fisher Scientific | ||
NaH2PO4, Anhydrous | Reagent | Fisher Scientific | ||
Glucose | Reagent | Acros Organics | ||
NaCl | Reagent | Fisher Scientific | ||
CholCl | Reagent | Sigma-Aldrich | ||
Sodium Pyruvate | Reagent | Fisher Scientific | ||
Ascorbic Acid | Reagent | Acros Organics | ||
Glutathione | Reagent | Sigma-Aldrich | ||
Olympus BX51WI Microscope (with 40x objective) | Microscope | Olympus | ||
2 A/D converters | Equipment | e.g. Heka Instruments Inc. ITC-18, National Instruments BNC-2090A | ||
Multiclamp 700B with CV-7B headstage | Equipment | Molecular Devices | ||
P-97 Flaming/Brown Micropipette Puller | Equipment | Sutter Instrument Company | ||
Microfil syringe needles | Equipment | World Precision Instruments | ||
Micromanipulator | Equipment | Siskiyou, Inc. | ||
Monitor | Equipment | Triview |