单机在体内录音

Summary

视网膜神经节细胞传递视觉信息从眼睛到大脑与动作电位的序列。在这里，我们将演示如何记录单个神经节细胞动作电位

Abstract

视觉世界的信息传递到大脑，使视神经视网膜神经节细胞轴突的动作电位序列。

Protocol

第一部分：钨在玻璃电极的制备

1. 石墨环是放置在一个烧杯中充满了一个集中硝酸钠（0.71g/mL）和氢氧化钾（0.34g/mL）溶解于水¹的解决方案，是根据修改后的缝纫机缝制的手臂放在烧杯。
2. 钨丝（直径0.5mm，长度6厘米）录音缝制的手臂，使其部分浸泡在溶液（1 - 2cm的）。
3. 2V适用于整个钨丝附加了积极的带头缝制一只胳膊和一条负导致石墨环。
4. 缝纫机是开启和钨丝成溶液浸泡2分钟，电解蚀刻金属尖锐点〜4Hz的速率在反复。
5. 蚀刻线放置在手动显微操作和微观指导下，用一个玻璃吸管（0.25毫米OD，0.175毫米ID）拉1毫米提示与玻璃拉马轴（40倍的放大倍率）对齐点。为了防止在导线插入的运动，玻璃是暂时担保显微镜用腻子阶段。
6. 丝仔细先进的玻璃unpulled，上下轴，并通过1μm的开放一小片玻璃被视为断绝在视频的提示，表明了在玻璃钨紧密配合。线应延长为5 - 10mm左右，超出大鼠光纤录音提示。
7. 氰基丙烯酸酯应用于玻璃unpulled和硬化后的电阻抗测量，1MΩ电极一般工作最好。

第二部分：立体定向设置和穗列车录音

1. 在视频说明刺激显示系统，以及立体定位仪，定位和降低进入大脑的电极的微型硬盘。
2. 要执行视网膜穗列车录音大鼠麻醉后瘫痪。 （无插图）的标准程序是用于为药物输送和在麻痹（Y型管），机械通气气管插管股静脉插管手术插入。实验动物的终端。
3. 准备程序后，动物放在加热毯，进入立体的位置是固定的头部，耳朵和牙齿酒吧定义大鼠脑图谱^2，。
4. 插入直肠的探头，它控制加热毯通过一个homeothermic控制单元，体温保持在37 ° C。
5. 金属针是用来作为导线测量心电图监测心率。
6. 皮肤是打开的头骨上，暴露颅骨板的交点（前囟）。定制设计的交叉帧设置到位，一个圆圈标记begma周围的头骨上，通过在了横梁上的孔，和暂时删除了横梁。
7. 超过前囟定位导针，脑立体定位系统校准。在显着位置一个5毫米的洞钻入颅骨和骨头去掉，露出了大脑。一个薄薄的腻子环周围放置在颅骨开放横梁，这是到位复位孔周围形成一个密封。
8. 如果动物在一段时间稳定的麻醉平面，这是为了防止数据收集过程中眼球运动注入与麻痹。动物是机械通气后呼吸停止。自定义程序跟踪整个实验过程中的通风和生理参数，并通知实验者如果任何参数超出正常水平，代偿性的行动是必要的。
9. 导针与钨电极是backloaded降低到大脑。经过大脑的渗透，交叉孔填充用琼脂（未显示）和微型硬盘大会钳位机械稳定性横。钨电极，然后慢慢地先进了导针（2μm/sec），直到提示视交叉位于下面的头骨，约8 - 9mm的。
10. 穗列车属于视网膜神经节细胞识别视觉输入的响应。记录细胞的感受野是一个单一的光纤隔离后映射在视觉空间，其反应特性与漂流格栅或其他感兴趣的视觉模式的特点。 ³几个小时的单机录音系统的稳定性，允许。

材料

从商业的供应商购买成人棕色挪威大鼠（250 - 400G）和受规管（12/12）光/暗周期下之内。腹腔注射盐酸氯胺酮和甲苯噻嗪（70％和2毫克/公斤，分别亨利施恩公司），麻醉诱导维持exper时间iment公司与葡萄糖，生理盐水混合静脉滴注氯胺酮和甲苯噻嗪（30和1毫克/公斤/小时），并通过导管gallamine triethiodide（40毫克/公斤/小时，菲舍尔公司）（0.13毫米外径，小部件在右股静脉）。 Gallamine包括在眼球运动瘫痪的混合物。输液泵（WPI的公司）的利率调整，需要保持一个稳定的平面麻醉心率和血压变异性评估。后瘫痪，动物是机械通气（哈佛仪器，型号683）通过必要的调整，以保持率在60-80次/ min（2CC量）气管插管，呼气末_二氧化碳测量行capnometer（型号710Sp Novametrix公司）30％。体温调节通过homeothermic毯控制系统（哈佛仪器公司）。连续监测体温，呼气末_二氧化碳 ，心率，血压在整个实验由LabVIEW程序。视觉刺激了索尼Multiscan 17E CRT显示器，分辨率为800x600像素在100赫兹运行（平均30 CD / ^M 2的亮度）。数据采集和监控输出分别控制在MATLAB和LabVIEW编写定制软件结合的视频图像处理器（剑桥研究系统公司，位+ +）和心理物理学工具箱^4。动物通过隐形眼镜（眼科仪器公司）的距离观看的16.5厘米刺激显示器（40.4 x 30.2厘米），并定期眼科解决方案应用在实验过程中保持眼睛湿润。安装在立体定位仪（Stoelting合作）升高14厘米以上浮动表（以下简称丰田公司）表面的动物和设置显示器上定制设计的雪橇，在桌子上沿着反向刺激视野最大化一个± 100度弧对鼻子。这提供了一个重新定位的显示领域，扩展60度以上和35度低于眼水平± 42度横向监控中心。钨electodes是捏造的小部件公司和定制的高硼硅玻璃从弗里德里希和Dimmock公司标准micropippete拉马（萨特仪器，模型P - 97）获得获得丝，是用来塑造玻璃尖。电极阻抗测试仪是从朴电子购买。电极先进的机动微型硬盘系统（新港公司，StepperMike）。心电图及视神经信号放大和滤波与高输入阻抗的多极放大器（金控公司，X细胞3X4）。心跳检测一个窗口鉴别器（WPI的公司，型号121）。神经动作电位进行检测，并与数字穗鉴别（金控公司，APM）0.1ms的决议时间戳记。穗鉴别门控触发信号从视频图像处理器，使尖峰时间被锁定的刺激。

Discussion

光纤录音是一个有吸引力的方法，为解决有关视网膜的信息编码和传输，需要一个完整的眼的实验问题。此外，两只眼睛的信号属性，可以在几乎相同的生理状态研究中，如果电极定​​位在视交叉或道交叉和非交叉的视神经纤维的活性，可以用一个电极渗透记录。光纤录音常见于猫，但不是在其他流行的视觉研究中使用的动物模型，如啮齿类动物，也许是由于其体积小，。我们已经尝试了各种商业电极类似的阻抗和材料，其中没有拿起大鼠的单纤维活动的成功，更遑论几个小时，就像我们的电极可以记录。这意味着，我们的电极，它有一个长期的，尖锐的尖端，而不是广泛的典型的商业的先端钝，特别是几何是非常重要的可靠和稳定的神经节细胞轴突穗列车的隔离。除了 ​​显示如何制造这些电极，我们说明了我们的定制设计的立体定位系统 ，在体内的视觉神经生理学研究。该系统的构造，以保护环境振动和电磁噪声的高阻抗微电极。这是录制轴突（胞体相比）为长时间的生产潜力的小行动，特别是与电脑显示器附近的一个定位的关键。它具有优异的稳定性和信号噪声比，与典型的录音时间，一个小时或更长时间，为了几十微伏的噪音水平。这些特点使安装，特别是远景，旨在记录视网膜或其他脑区的神经纤维在体内研究人员的有用。