Using serial tachograms to measure the evoked impulseactivity of isolated hippocampal neurons

Abstract

Використання серійних тахограм для дослідження викликаної імпульсної активності ізольованих нейронів гіпокампа При тривалому відведенні мембранного потенціалу від ізольованих нейронів гіпокампа, досліджувалися зміни їх генераційної активності у часі. Описано використання тахограм для оцінки електричної активності та запропоновано використання серійних тахограм, аналіз яких дає змогу підвищити достовірність результатів. Виділено три фази зміни імпульсної активності ізольованого нейрона в процесі експериментальної реєстрації: фаза посилення активності, фаза стабільної активності і фаза спаду активності. Встановлено, що в умовах перфорованого patch-clamp фаза стабільної активності починається через 10÷15 хв після отримання щільного контакту та має середню тривалість 30 хв. Показано, що використання серійних тахограм та фаз розвитку активності підвищує якість оцінки значень міжімпульсних інтервалів при вимірюванні імпульсної генерації нейронів. Ключові слова: нейрони гіпокампа, перфорований patch-clamp, потенціал дії, гіпокамп, акомодація, міжімпульсний інтервал.

Influence of amyloid beta on impulse spiking of isolated hippocampal neurons

“…At the same time, under the condition of Aβ1–42 withdrawal, we observed impairment in the vitality of neurons with a decrease in the threshold of inhibition of generation and a general decrease in the rhythmicity of the pulse. Arrhythmia of AP generation can be a marker of irreversible degradation of neurons’ impulse activity and is always observed before the loss of the neuronal ability to fire, according to our previous experiments ( Iavors’kyi and Luk”ianets’, 2013 ). The study suggests that the high concentrations of Aβ1-42 can partially reverse its effect on neurons.…”

“…The neuronal firing activity was studied based on the frequencies of firing rate, the ability to generate APs at low and high amplitudes of the testing current, and the rhythmicity of firing, as was described previously ( Yavorskii et al, 2006 ; Yavorsky and Lukyanetz, 2009 , 2015 ; Iavors’kyi and Luk”ianets’, 2013 ). APs firing of isolated hippocampal CA1 neurons were obtained in the “ramp” protocol, the records from the fast-spiking neuron shown on Figure 1A .…”

“…All animal treatment and care procedures were conducted following the National Academy of Sciences of Ukraine and Bogomoletz Institute of Physiology guidelines for the care and use of laboratory animals. The method of obtaining isolated neurons of the rat hippocampus generally corresponded to the method described in our previous works ( Iavors’kyi and Luk”ianets’, 2013 ; Yavorsky and Lukyanetz, 2015 ). Animals (30 rats of 14-day-old) were decapitated after anesthesia with ether; the brain was quickly removed and transferred to a cold (4°C) solution A.…”

“…Transmembrane currents and potentials were measured using standard patch-clamp techniques under conditions of perforation of the membrane region under the action of amphotericin-B ( Korn et al, 1991 ; Iavors’kyi and Luk”ianets’, 2013 ; Yavorsky and Lukyanetz, 2015 ). Briefly, patch pipettes were filled with the pipette solution containing 5mg/ml amphotericin-B, previously dissolved in DMSO.…”

“…Reproducibility of APs generation was achieved by selecting cells with stable characteristics, unique tuning of stimulation protocols, and constant monitoring of the resting potential in neurons with stabilization of the latter at the same level. Toward the selection of protocols that characterize the regular pulse generation and control the pulsing degradation, we proposed serial testing of cells by rectangular and “ramp”-like stimuli ( Iavors’kyi and Luk”ianets’, 2013 ; Yavorsky and Lukyanetz, 2015 ). Test stimulation with a rectangular waveform consisted of a series of 12 rectangular stimuli at a holding resting potential of membrane −80 mV, with a duration of a single stimulus of 1 s. Neurons responded to stimulation by generating APs, which made it possible to estimate neuronal accommodation properties.…”