Trillingen zijn fundamentele netwerk-eigenschappen en worden gemoduleerd door ziekte en drugs. Studeren brain-slice oscillaties laat karakterisering van geïsoleerde netwerken onder gecontroleerde omstandigheden. Protocollen zijn voorzien voor de voorbereiding van acute hersenen plakjes voor het oproepen van CA1 γ oscillaties.
Neuronale netwerk oscillaties zijn belangrijke kenmerken van hersenactiviteit bij gezondheid en ziekte en kan worden gemoduleerd door een aantal klinisch gebruikte geneesmiddelen. Een protocol wordt geleverd aan een model voor de studie CA1 γ trillingen genereren (20-80 Hz). Deze γ oscillaties zijn stabiel gedurende tenminste 30 minuten en afhankelijk prikkelende en remmende synaptische activiteit naast activatie pacemaker stromen. Tetanically gestimuleerd oscillaties hebben een aantal reproduceerbare en gemakkelijk meetbare kenmerken, zoals spike telling, oscillatie duur, latency en frequentie dat melden op het netwerk staat. De voordelen van de elektrisch gestimuleerde oscillaties omvatten stabiliteit, reproduceerbaarheid en episodische acquisitie mogelijk robuust karakterisering van netwerkfunctie. Dit model van CA1 γ oscillaties kunnen worden gebruikt om cellulaire mechanismen bestuderen en systematisch te onderzoeken hoe neuronale netwerkactiviteit wordt veranderd ziekte en drugs.Ziektetoestand farmacologie kan gemakkelijk worden opgenomen door het gebruik van hersenschijfjes genetisch gemodificeerde of interventionele diermodellen selectie van specifieke medicijnen die ziektemechanismen schakelen.
Brain netwerk oscillaties optreden binnen verschillende frequentiebanden die correleren met gedrags staten. Bij knaagdieren hippocampus θ oscillaties – worden (5 10 Hz) waargenomen tijdens de verkennende gedrag 1,2, terwijl de γ oscillaties (20 – 80 Hz) associëren met verschillende cognitieve processen, waaronder perceptie en aandacht 3,4. Synchrone γ netwerkactiviteit is ook geïmpliceerd in de pathologie van aandoeningen zoals epilepsie en schizofrenie 5,6. Zo worden γ oscillaties verondersteld overeen te komen gebieden van corticale epileptische foci 5,7,8 en kan worden gebruikt als markers van pharmacosensitivity of weerstand, twee belangrijke gebieden van onderzoek epilepsieonderzoek 9.
De hippocampus slice brein is een model dat is op grote schaal gebruikt om de netwerkactiviteit 10-12 te onderzoeken. Verschillende protocollen ontwikkeld γ oscillaties in hersencoupes die typisch genereren involve farmacologische modulatie zoals lage Mg 2+, 4-aminopyridine (4AP), bicuculline en kainzuur 12-17. Tekortkomingen van farmacologisch geactiveerd oscillaties zijn dat ze zich voordoen na willekeurig drug toepassing en zijn niet betrouwbaar gegenereerd of stabiel in de tijd. Elektrisch aangestuurde γ oscillaties overwinnen veel van deze problemen en hebben ook het voordeel dat tijdelijk vergrendeld aan de stimulerende gebeurtenis waardoor episodische registratie en analyse. Hier wordt een protocol wordt beschreven voor het genereren CA1 γ oscillaties door een op tetanische stimulatie van de stratum Oriens in de hippocampus slice.
Een robuuste methode om CA1 γ oscillaties in acute hersenen plakjes te genereren wordt beschreven. De gegenereerde trillingen ontstaan uit een lokale circuit waardoor een betere gelegenheid voor de controle en het begrip van de neurofysiologische basis van netwerk oscillaties 12. AMPA receptoren GABA A-receptoren, Ih en T-type Ca2 + kanalen zijn aangegeven voor γ oscillaties in dit model. Terwijl de lokale CA1 oscillaties beschreven robuust kan worden opgewekt is afhankelijk zoda…
The authors have nothing to disclose.
Supported by APA to RJH, NHMRC program grant 400121 to SP, and NMHRC fellowship 1005050 to SP. CAR acknowledges the support of the ARC (FT0990628) and the DOWD fellowship scheme. The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health is supported by Victorian State Government infrastructure funds.
4-(N-Ethyl-N-phenylamino)-1,2- dimethyl-6-(methylamino) pyrimidinium chloride (ZD7288) | Sigma-Aldrich | Z3777 | |
Biuculline | Sigma-Aldrich | 14340 | |
6-cyano-7-nitroquinoxa- line-2,3-dione (CNQX) | Sigma-Aldrich | C127 | |
Nickel | Sigma-Aldrich | 266965 | |
Carbamazepine | Sigma-Aldrich | C4024 | |
(2R)-amino-5-phosphonopentano-ate (APV) | Tocris Bioscience | 0105 | |
Retigabine | ChemPacific | 150812-12-7 | |
Choline-Cl | Sigma Aldrich | C1879-5KG | |
KCl | Sigma Aldrich | P9333-500G | |
NaH2PO4 | Sigma Aldrich | S9638-250G | |
NaHCO3 | Sigma Aldrich | S6297-250G | |
NaCl | Sigma Aldrich | S7653-5KG | |
Glucose | Sigma Aldrich | G8270-1KG | |
CaCl2.2H2O | Sigma Aldrich | 223506-500G | |
MgCl2.6H2O | Sigma Aldrich | M2670-500G | |
Electrode glass | Harvard Apparatus | GC150F-10 | |
Concentric bipolar stimulating metal electrode | FHC | CBBPF75 | |
Digital Isolator | Getting Instruments | Model BJN8-9V1 | |
Model 1800 amplifier | A-M systems | Model 1800 amplifier | |
Digitizer | National Intruments | NI USB-6211 | |
Vibrotome | Leica | VT1200s |