| Ex vivo Whole-cell Recordings in Adult Drosophila Brain
|
|
Author:
Date:
2018-07-20
[Abstract] Cost-effective and efficient, the fruit fly (Drosophila melanogaster) has been used to make many key discoveries in the field of neuroscience and to model a number of neurological disorders. Great strides in understanding have been made using sophisticated molecular genetic tools and behavioral assays. Functional analysis of neural activity was initially limited to the neuromuscular junction (NMJ) and in the central nervous system (CNS) of embryos and larvae. Elucidating the cellular mechanisms underlying neurological processes and disorders in the mature nervous system have been more challenging due to difficulty in recording from neurons in adult brains. To this aim we developed an ex vivo preparation in which a whole brain is isolated from the head capsule of an adult ...
[摘要] 果蝇（ Drosophila melanogaster ）具有成本效益和效率，已被用于在神经科学领域进行许多重要发现并模拟许多神经疾病。使用复杂的分子遗传工具和行为测定已经在理解方面取得了很大进展。神经活动的功能分析最初仅限于神经肌肉接头（NMJ）和胚胎和幼虫的中枢神经系统（CNS）。阐明成熟神经系统中神经过程和病症潜在的细胞机制由于难以从成人大脑中的神经元记录而更具挑战性。为此目的，我们开发了一种离体制剂，其中从成年蝇的头部胶囊中分离出全脑并将其置于记录室中。通过这种制备，可以将成年大脑中鉴定的神经元的全细胞记录与遗传，药理学和环境操作相结合，以探索神经元功能和功能障碍的细胞机制。它还作为评估通过用于治疗神经疾病的行为测定法鉴定的新疗法的作用机制的重要平台。在这里，我们提出了成人 Drosophila 脑中离体制剂和全细胞记录的方案。
【背景】果蝇（ Drosophila melanogaster ）已被用于在神经科学的各个基本领域（包括学习和记忆）中取得重要发现（Bolduc et al。，2008; Cervantes- Sandoval et al。，2016），突触形成和调节（Genç et al。，2017）和昼夜节律（Allada et al。 ，1998; Guo et ...
|
|
|
| Optogenetic Stimulation and Recording of Primary Cultured Neurons with Spatiotemporal Control
|
|
Author:
Date:
2017-06-20
[Abstract] We studied a network of cortical neurons in culture and developed an innovative optical device to stimulate optogenetically a large neuronal population with both spatial and temporal precision. We first describe how to culture primary neurons expressing channelrhodopsin. We then detail the optogenetic setup based on the workings of a fast Digital Light Processing (DLP) projector. The setup is able to stimulate tens to hundreds neurons with independent trains of light pulses that evoked action potentials with high temporal resolution. During photostimulation, network activity was monitored using patch-clamp recordings of up to 4 neurons. The experiment is ideally suited to study recurrent network dynamics or biological processes such as plasticity or homeostasis in a network of neurons ...
[摘要] 我们研究了文化中的皮层神经元网络，并开发了一种创新的光学装置，以空间和时间精确度激发大量神经元。 我们首先描述如何培养表达channelorhodopsin的原代神经元。 然后，我们将根据快速数字光处理（DLP）投影机的工作原理来详细说明光遗传设置。 该设置能够用独立的光脉冲训练数十到数百个神经元，以高时间分辨率诱发动作电位。 在光刺激期间，使用多达4个神经元的膜片钳记录监测网络活动。 该实验非常适合研究复杂的网络动力学或生物过程，如神经元网络中的可塑性或体内平衡，当子群体由其特征（相关性，速率和大小）进行精细控制的不同刺激激活时。
【背景】光致遗传学提供以毫秒精度控制神经元活动的平均值。然而，神经元通常通过同时激活整个群体的光的闪光或通过在整个视野上的时间调制强度的光同时激活（Boyden等人，2005）。然而，存在几种空间调节光并已被用于使谷氨酸不起作用的方法（Nawrot等人，2009）或激活表达神经元的通道视紫质（ChR2）（Guo等人，2009）（用于审查刺激神经元的可用方法具有空间和时间分辨率参见Anselmi等人，2015）。
为了获得刺激的空间控制，第一种可能性是使用激光并将其光束快速移动到不同位置。例如，通过用声光偏转器偏转激光束已经实现了在不同树枝状位置处的谷蛋白解冻（Shoham等人，2005）。只有我们在有限的区域内足够缓慢地调节光强度，这个策略才可能是可行的。或者，可以使用相位或强度的光调制器来实现光的空间图案。基于相位调制的全息技术允许以三维空间精度获得图像，但是可以以仅100Hz的速率显示图案（Papagiakoumou等人，2010）。如果二维图案是足够的，则可以通过将投影仪或阵列的LED放置在样品的共轭平面中来简单地获得强度调制（Farah等人，2007; ...
|
|
|