Células de purkinje

Introducción

El cerebelo contiene aproximadamente la mitad de todas las neuronas en el cerebro, sin embargo, tiene una arquitectura de circuito relativamente simple, lo que hace que sea un modelo manejable para estudiar la función de los circuitos neuronales. El cerebelo tiene funciones tanto cognitivas y motoras. Sus funciones motoras se estudian con frecuencia usando oculomotores, como el reflejo vestíbulo-ocular (VOR). El VOR es un reflejo que estabiliza las imágenes en la retina mediante la generación de un movimiento de los ojos en la dirección opuesta de movimiento de la cabeza. Estudios de la VOR en una variedad de especies, han producido numerosos puntos de vista sobre el procesamiento de señales sensoriales y motores en el circuito del cerebelo durante la inducción y la expresión del aprendizaje motor. Con la explosión de los enfoques moleculares genéticos para el análisis de los circuitos neuronales, el VOR está siendo estudiado en ratones también. Los ratones exhiben robusta aprendizaje VOR. Un complemento fundamental para el uso de enfoques molecular genéticos en ratones es la comprensión de procesamiento de la señal en el circuito VOR.

En otras especies, el contenido de la señal de las neuronas del cerebelo durante la VOR ha sido ampliamente analizado. Tanto las señales vestibulares y no vestibulares están codificadas por las neuronas en la parte pertinente del cerebelo, el flóculo. Las señales no vestibulares están correlacionadas con la velocidad del ojo, y podría reflejar una copia de eferencia del comando del movimiento ocular, las señales visuales de imagen de codificación de movimiento en la retina  o ambos. Células de Purkinje, que son las neuronas de salida de la corteza cerebelosa y sus respuestas durante el VOR parecen reflejar una combinación lineal de las dos señales. Por lo tanto, el contenido de la señal de estas neuronas puede no ser completamente entendido.

Aquí, aplicamos los métodos que se han utilizado en otras especies para evaluar la contribución de señales y a las respuestas de las células individuales de Purkinje en ratones durante el VOR. Grabaciones anteriores a partir de células de Purkinje en el flóculo de los ratones han demostrado que estas células responden durante la estimulación vestibular. Sin embargo, estas grabaciones anteriores se realizaron en ratones paralizados que no fueron realmente realizando el comportamiento VOR. Aquí, extendemos estos estudios previos mediante el análisis del contenido de la señal de las respuestas picos simples de células de Purkinje en ratones, a través de una comparación de sus respuestas durante un conjunto de paradigmas diseñados para aislar la contribución de señales no vestibulares y  vestibular  para las respuestas de estas neuronas.

Materiales y METODOS

Preparación Animal

Los experimentos se realizaron en ratones adultos (≥ 8 semanas de edad). Los ratones fueron implantados por primera vez con un puesto de cabeza y bobina escleral. Mientras que el ratón estaba bajo anestesia, un puesto de cabeza hecha a la medida se une a la parte superior del cráneo con tornillos de anclaje y acrílico dental, y una bobina con un peso ~ 50 mg fue implantado en el lado temporal del ojo derecho por debajo de la conjuntiva. Los cables de la bobina de búsqueda se realizaron por vía subcutánea a un conector de dos pines. Después de varios días de recuperación, se realizó una craneotomía de diámetro 1 mm, bajo anestesia, en la cápsula izquierda, que se superpone a la compleja floculada, utilizando un enfoque a través de la pinna. Una cánula de teflón se colocó en el orificio en un ángulo paralelo a la tierra y 25 ° posterior al eje interaural, y se fija con acrílico dental. La cánula no obstruye el campo visual del ratón. Los ratones se les permitió recuperarse de la cirugía durante 5-7 días antes de la prueba oculomotor. Todos los animales protocolos fueron aprobados por IACUC.

Grabaciones simultáneas de los movimientos oculares y la actividad de una sola unidad se realizaron una a cuatro veces en un solo ratón. Cada sesión de grabación duró de 10 a 60 min. Las sesiones de grabación en un solo ratón fueron separados por al menos 48 h, y nos registraron en la mayoría de cuatro células de Purkinje desde un único ratón. La actividad de una sola unidad extracelular se registró usando una micropipeta de borosilicato lleno de 2 mol / L de NaCl, que se inserta en el flóculo para cada sesión de grabación a través de la implantado cánula. La señal se amplificó, y de paso de banda filtra entre 0,3 y 3 kHz. Los potenciales de acción se detectaron con un discriminador de ventana de hardware, y los tiempos de los pulsos resultantes se registran con una precisión de 10 mu s. Además, la señal desde el electrodo se grabó a una velocidad de muestreo de 50 kHz para su uso en fuera de línea pico de clasificación. Las células de Purkinje se identificaron utilizando criterios previamente establecidos. La presencia de picos de complejos ayudó en la identificación de las células de Purkinje, sin embargo, las condiciones experimentales se optimizaron para analizar el contenido de la señal de las simples respuestas pico de células de Purkinje, por lo tanto, las respuestas pico complejos no se analizaron adicionalmente. Las células de Purkinje se incluyeron en el análisis si su tasa de disparo sencilla pico se moduló significativamente por al menos uno de los tres estímulos de prueba.

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