2.2 Регистрация и анализ полевых потенциалов
При всей своей неспецифичности метод регистрации потенциалов от целых групп нейронов (популяционный спайк) или синапсов (полевой ВПСП) является важным подходом для изучения процессов, которые вовлекают в свое развитие синхронизацию ответов клеток, таких как нормальная ритмическая и эпилептиформная активности.
Внеклеточные регистрирующие электроды заполнялись раствором Рингера и устанавливались в поле str.radiatum для регистрации полевых возбуждающих постсинаптических потенциалов (пВПСП) и/или в str.pyramidale для регистрации популяционных спайков (ПС) (Рис. 2.3а,б). Амплитуда пВПСП достигала 1,5 мВ, а ПС – 3 мВ.
Для описания возбудимости глутаматергических терминалей, эффективности глутаматергической синаптической передачи и возбудимости внесинаптической мембраны пирамидных клеток был использован метод построения "передаточных функций" (transferfunctionsилиinput-outputrelationships) в широком диапазоне интенсивностей стимулов. В соответствии с исследуемым участком передачи сигнала строились зависимости амплитуды потенциала волокон (пВ, мВ) от силы тестирующего стимула (А), наклона пВПСП (мВ/мс) от амплитуды потенциала волокон (мВ) и амплитуды популяционного спайка (мВ) от наклона пВПСП (мВ/мс).
Для исследования особенностей развития пачечной активности (Рис. 2.3в) в поле СА1 гиппокампа использовались кратковременные периодические повышения внеклеточной концентрации калия (20 мМ). Они приводили к генерации пачечных популяционных спайков в str.pyramidaleв ответ на одиночный электрический стимул. Для оценки пачечной активности исследовалась динамика изменения числа популяционных спайков после окончания калиевых эпизодов.
Рис. 2.3 Регистрация полевых потенциалов из идентифицированных областей гиппокампа и оценка развития пачечной активности
а, Расположение стимулирующего (стим. эл.) и внеклеточных регистрирующих (рег1 ирег2) электродов в поле СА1 среза гиппокампа. Стимулирующий электрод был расположен в str.radiatum и активировал как возбуждающие, так и тормозные аксоны.рег1– регистрирующий электрод, расположенный вstr.radiatum. С его помощью записывается суммарный потенциал, возникающий при активации группы возбуждающих синапсов (пВПСП) и потенциал пресинаптических волокон (пВ) в ответ на электрическую стимуляцию.рег2– регистрирующий электрод, расположенный вstr.pyramidale. С его помощью записывается синхронный разряд пирамидных нейронов, популяционный спайк (ПС).
б, Типичные формы ответов, получаемые при регистрации с помощьюрег1 ирег2. Наклон пВПСП измерялся как тангенс угла α (мВ/мс). А - амплитуда ПС. Амплитуду пВ получали таким же образом, как и амплитуду ПС.
в, Генерация пачечного разряда вstr.pyramidaleв ответ на одиночный стимул. При базовых условиях дополнительные спайки возникали только при высоких интенсивностях электрической стимуляции (в1). После эпизодов повышения калия (20 µМ; 3 эпизода с интервалом 10 минут) при той же самой амплитуде стимула генерировалась более выраженная пачечная активность (в2). Оригинальные записи до и через 1 час после окончания калиевого воздействия.