Inducing Long-Term Plasticity of Intrinsic Neuronal Excitability in Neurons of the Dorsal Lateral Geniculate Nucleus

私たちの研究は、脳疾患の機能的可塑性におけるイオンチャネルの役割に焦点を当てています。特に、視床からのニューロンが内因性ニューロンの興奮性の可塑性を受けることができるかどうかを研究しています。私たちは、外側膝状核からのニューロンが、単眼の剥奪後または局所入力の刺激後の内因性神経興奮性の可塑性を発現することを初めて確立しました。

私たちは、in vitroでラットの視覚視床ニューロンにニューロン興奮性の長期にわたる可塑性を誘導する簡単な方法を提供します。この目的のために、パッチクランプ電気物理記録とex vivo脳組織に対する薬理学的ツールを使用します。私たちの結果は、脳の他の皮質下視覚核の固有の可塑性を探求する可能性を提起します。

まず、解剖ツールと2つの氷のプラットフォームを準備します。外側のタンクに氷を入れ、ビブラトームのスライスチャンバーに氷冷した切断液を入れます。安楽死させたラットの頭を最初の氷のプラットフォームに置き、小さなはさみを使用して、頭皮を尾方向に切り、続いて頭蓋骨を両側に切ります。

鈍い鉗子とへらで頭蓋骨を開き、頭蓋骨から脳をすばやく抽出し、2番目の氷のプラットフォームに置きます。前頭葉を切開して前皮質と嗅球を切除し、続いて下丘レベルで2回目の切開を行い、後皮質と小脳を切除します。吻側を上にして、脳ブロックをビブラトームのプレートに貼り付けます。

手術中は、脳が完全にスライスチャンバーに沈むまで、定期的に脳に水をやります。ビブラトームを使用して、背側外側膝状核を含む350マイクロメートルのスライスをカットします。次に、鉛筆で、中脳から皮質と海馬をそっと取り除きます。

まず、背側外側膝状核(dLGN)を含むラット脳切片を入手し、直立顕微鏡の水中チャンバーにマウントします。U字型のプラチナワイヤーをスライスに置きます。微分干渉コントラスト赤外ビデオ顕微鏡を使用して、パッチクランプ記録のためにdLGN内の健康なニューロンを特定します。

マイクロマニピュレータを使用して、パッチピペットを選択したニューロンに一定の正圧で配置します。アンプをVCモードに設定し、10ミリボルトの電圧ステップを注入します。電圧をマイナス 65 ミリボルトに設定します。

次に、アンプをCCモードに設定し、ブリッジのバランスを取ってアクセス抵抗を補償し、ニューロンをマイナス65ミリボルトに保持します。データ取得には、0.1ヘルツの周波数で正の電流パルスで約10分の制御期間を設定し、ニューロンの興奮性を監視します。次に、ニューロン全体の入力抵抗を、短い負の電流パルスで観察します。

制御期間の後、2〜5ミリ秒の脱分極電流の15の短いステップによって誘発される15のスパイクの列を誘発し、40ヘルツで10分間送達します。電流パルスの振幅を選択して、毎回 1 つの活動電位を引き出します。最後に、導入プロトコル後のニューロンの興奮性をテストします。

dLGNニューロンは全細胞構成で記録され、LTP-IEは、イオノトロピックグルタミン酸およびGABA受容体拮抗薬の存在下で40ヘルツで10分間活動電位発火することにより誘導されました。LTP-IEの誘導後20〜30分で、入力抵抗に変化が見られず、活動電位の数が3倍に増加しました。