Verrouillage dynamique

Le logiciel Signal pour Windows de CED est connu pour le large éventail de ses fonctionnalités d’enregistrement et d’analyse par verrouillage de tension et patch-clamp. Dans la toute dernière version de Signal (version 5), nous avons ajouté la prise en charge complète du verrouillage dynamique, de façon à élargir encore davantage les possibilités de ce programme très flexible.

Avec la technique du verrouillage dynamique¹, un système de feedback typiquement non linéaire délivre du courant à une cellule afin de représenter les actions de canaux ioniques virtuels, ce qui permet de simuler des canaux ou synapses ioniques ou encore d’annuler les actions de canaux existants².

La dernière version de l’application Signal pour Windows de CED inclut un système de verrouillage dynamique haute performance, totalement intégré et très simple à configurer. Cette fonctionnalité avancée met la technique à la portée des chercheurs qui n’ont pas accès à un équipement (matériel/logiciel) complexe et personnalisé, en proposant une solution conçue, maintenue et supportée de façon professionnelle, utilisable par tous et à un prix abordable.

Les équipements matériels avec verrouillage dynamique intégré permettent un feedback rapide et synchronisé de façon précise, mais ils sont souvent chers et manquent parfois de flexibilité. Les systèmes basés sur PC permettent quant à eux un feedback plus complexe, mais ils sont souvent déficients au niveau de la performance en temps réel³.

Le système de verrouillage dynamique Signal de CED vous donne le meilleur des deux mondes. Tous les aspects ‘’temps réel’’ du système sont exécutés par le processeur intégré très rapide du Power140, cela à l’aide de tables de conversion précalculées et d’une arithmétique en virgule flottante optimisée, les calculs de feedback étant déclenchés par l’échantillonnage CAN pour une stabilité optimale. La conception logicielle de la solution garantit à la fois rapidité et une grande flexibilité. Les aspects ‘’ non temps réel’’ du système sont pris en charge par un PC, à des fins de simplicité et de convivialité. Le résultat : un système de verrouillage dynamique, intégré (en version standard) au logiciel d’acquisition de données Signal, dont la performance surpassera la majorité des systèmes de verrouillage dynamique disponibles, cela à un coût très abordable.

Génération de stimulus

• Modèles applicables : Appliquer les modèles Hodgkin/Huxley (standard ou Alpha/Beta), Destexhe, exponentielle simple, différence exponentielle, synapse chimique, synapse électrique et fuite
• Exécutez jusqu’à 15 modèles pour générer des sorties sur jusqu’à 8 CNA ; les modèles multiples alimentant un même CNA sont automatiquement additionnés
• Rapidité d’actualisation : 100 kHz avec un modèle Hodgkin/Huxley, 60 kHz avec 4 modèles et 30 kHz avec 15 modèles
• La détection de surcharge matérielle vous garantit des résultats fiables
• Dialogues ergonomiques pour faciliter la consultation et l’édition des paramètres des modèles
• Modifiez les paramètres de modèle et appliquez vos changements durant l’échantillonnage
• Basculez automatiquement entre différents états à paramètres multiples durant l’échantillonnage
• Les sorties d’impulsion et de forme d’onde définies par l’utilisateur peuvent être ajoutées au sein des sorties générées par verrouillage dynamique
• Le séquenceur de sortie peut activer et désactiver dynamiquement des modèles individuels durant un passage d’échantillonnage
• Utilise le Power1401 mk II CED et votre amplificateur de verrouillage de tension existant ; aucun matériel spécial n’est requis

Il a été démontré³, par simulations et expérimentations, que la performance des systèmes de verrouillage dynamique est fortement affectée par la vitesse d’actualisation et la latence des actualisations. Les méthodes à très haute vitesse utilisées par CED garantissent des taux d’actualisation extrêmement élevés avec des latences faibles. Tout cela vous permet de prendre en charge les expériences les plus exigeantes. Le mécanisme utilisé intègre un détecteur de dépassement de capacité matériel, vous permettant ainsi d’avoir l’assurance que les taux d’actualisation requis ont bien été obtenus et que les données générées sont fiables.

¹ Sharp AA, O'Neil MB, Abbott LF, Marder E (1993) Dynamic Clamp: Computer-Generated Conductances in Real Neurons. J Neurophysiol 69: 992-995 †

² Prinz AA, Abbot LF and Marder E. The dynamic clamp comes of age. Trends Neurosci. 2004 Apr;27(4):218-24 †

³ Bettencourt JC, Lillis KP, Stupin LR and White JA. Effects of Imperfect Dynamic Clamp: Computational and Experimental results. J Neurosci Methods. 2008 April 30; 169(2):282-289 †

Fonctionnalités de verrouillage de tension et de patch-clamp
Au-delà des fonctionnalités intégrées de verrouillage dynamique, Signal prend également en charge les méthodologies d’expérience de verrouillage standard :
 
Verrouillage de tension ou courant Signal génère tous les stimuli nécessaires aux protocoles de verrouillage de tension et de courant, y compris les formes d'onde de potentiel d'action préenregistrées. Des ensembles multiples de stimuli peuvent être sauvegardés dans une configuration d'échantillonnage, puis sélectionnés manuellement ou séquencés de façon automatique. Mesures en ligne de la résistance de seal et de membrane. Soustraction de fuite et tracés I/V en ligne et hors-ligne. Ajustements de courbe appliqués aux données de forme d’onde et aux tracés I/V.
 
Patch-clamp canal isolé Signal génère des traces de courant idéalisées à partir de données de patch montrant les évènements de transition détectés (par seuillage ou analyse SCAN). La trace idéalisée est éditable en faisant glisser les temps et les amplitudes d’ouverture/fermeture avec la souris ; ou encore en séparant ou combiner des évènements. Des histogrammes d'amplitude et de temps de passage peuvent également être générés.

Configuration requise
La fonctionnalité Signal de verrouillage dynamique nécessite une interface intelligente de laboratoire CED Power1401 mk II et un PC équipé de Windows NT 2000, Windows XP, Windows Vista ou Windows 7. Les versions 64 et 32 bits du SE sont toutes deux prises en charge. Nous recommandons une RAM d’au moins 2 Go.