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

Nossa pesquisa se concentra no papel dos canais iônicos na plasticidade funcional em distúrbios cerebrais. Em particular, estudamos aqui se os neurônios do tálamo visual podem sofrer plasticidade de excitabilidade neuronal intrínseca. Estabelecemos pela primeira vez que os neurônios do núcleo geniculado lateral expressam a plasticidade da excitabilidade neural intrínseca após a privação monocular ou após a estimulação de entradas regionais.

Fornecemos uma maneira simples de induzir plasticidade duradoura da excitabilidade neuronal em neurônios talâmicos visuais do rato in vitro. Para isso, usamos registros eletrofísicos patch-clamp e ferramentas farmacológicas no tecido cerebral ex vivo. Nossos resultados levantam a possibilidade de explorar a plasticidade intrínseca de outros núcleos visuais subcorticais do cérebro.

Para começar, prepare as ferramentas de dissecação e duas plataformas de gelo. Coloque gelo no tanque externo e encha a câmara de corte do vibratomo com uma solução de corte gelada. Coloque a cabeça do rato eutanasiado na primeira plataforma gelada e, usando uma tesoura pequena, corte o couro cabeludo no sentido caudal, seguido do crânio bilateralmente.

Com pinças e espátulas rombas, abra o crânio, extraia rapidamente o cérebro do crânio e coloque-o na segunda plataforma de gelo. Faça uma incisão no plano frontal para remover o córtex anterior e os bulbos olfatórios, seguido de um segundo corte no nível do colículo inferior para remover o córtex posterior e o cerebelo. Fixe o bloco cerebral na placa do vibratomo com o lado rostral para cima.

Regue regularmente o cérebro durante o procedimento até que esteja totalmente submerso na câmara de corte. Usando o vibratome, corte fatias de 350 micrômetros contendo o núcleo geniculado lateral dorsal. Em seguida, com um lápis, remova suavemente o córtex e o hipocampo do mesencéfalo.

Para começar, obtenha a fatia de cérebro de rato contendo o núcleo geniculado lateral dorsal, ou dLGN, e monte-a em uma câmara submersa em um microscópio vertical. Coloque o fio de platina em forma de U na fatia. Usando microscopia de vídeo infravermelho de contraste de interferência diferencial, identifique um neurônio saudável no dLGN para gravação de patch-clamp.

Usando o micromanipulador, posicione a pipeta de remendo no neurônio selecionado com pressão positiva constante. Coloque o amplificador no modo VC e injete um passo de tensão de 10 milivolts. Defina a tensão para menos 65 milivolts.

Em seguida, coloque o amplificador no modo CC, equilibre a ponte para compensar a resistência de acesso e mantenha o neurônio em menos 65 milivolts. Para aquisição de dados, defina um período de controle de cerca de 10 minutos com um pulso positivo de corrente a uma frequência de 0,1 hertz e monitore a excitabilidade neuronal. Em seguida, observe a resistência de entrada do neurônio com um breve pulso negativo de corrente.

Após o período de controle, elimine trens de 15 picos evocados por 15 passos curtos de dois a cinco milissegundos de corrente despolarizante, entregues a 40 hertz por 10 minutos. Escolha a amplitude do pulso de corrente para obter um único potencial de ação a cada vez. Finalmente, teste a excitabilidade neuronal após o protocolo de indução.

Os neurônios dLGN foram registrados em configuração de células inteiras, e LTP-IE foi induzido por potencial de ação disparando a 40 hertz por 10 minutos na presença de glutamato ionotrópico e antagonistas do receptor GABA. Um aumento de três vezes no número de potenciais de ação foi observado 20 a 30 minutos após a indução de LTP-IE sem qualquer alteração na resistência de entrada.