Method Article

A-متعدد القطب نظام التصحيح، المشبك بمساعدة الحاسوب

DOI:

10.3791/50630

⸱

October 18th, 2013

 , 
1Laboratory of Neural Microcircuitry - Brain Mind Institute, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

متعدد القطب التسجيلات التصحيح، المشبك يشكل مهمة معقدة. نحن هنا تظهر كيف، من خلال أتمتة العديد من الخطوات التجريبية، فمن الممكن لتسريع عملية تؤدي إلى تحسن نوعي في الأداء وعدد من التسجيلات.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقنية التصحيح، المشبك هو اليوم الأسلوب الأكثر راسخة لتسجيل النشاط الكهربائي من الخلايا العصبية الفردية أو المقصورات الخاصة التحت خلوية. ومع ذلك، فإن تحقيق التسجيلات مستقرة، حتى من الخلايا الفردية، يبقى إجراء تستغرق وقتا طويلا من التعقيد. أتمتة العديد من الخطوات بالتزامن مع عرض المعلومات فعالة يمكن أن تساعد إلى حد كبير التجريبيون في أداء عدد أكبر من التسجيلات مع زيادة الموثوقية وفي وقت أقل. من أجل تحقيق التسجيلات على نطاق واسع استنتجنا النهج الأكثر فعالية هو عدم تلقائية تماما ولكن عملية لتبسيط الخطوات التجريبية وتقليل فرص الخطأ البشري في حين تتضمن بكفاءة تجربة المجرب وردود الفعل البصري. مع هذه الأهداف في الاعتبار وضعنا نظام بمساعدة الحاسوب الذي يركز كل الضوابط اللازمة لمتعدد القطب تجربة التصحيح، المشبك في واجهة واحدة، والمبادلات التجارغمبد اللاسلكية المتوفرة ially، أثناء عرض المعلومات والإرشادات المتعلقة العظة التجربة على شاشة الكمبيوتر. نحن هنا تصف المكونات المختلفة للنظام الذي سمح لنا لتقليل الوقت المطلوب لتحقيق تكوين تسجيل وبشكل كبير زيادة فرص تسجيل أعداد كبيرة من الخلايا العصبية في وقت واحد بنجاح.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

القدرة على تسجيل وتنشيط مواقع متعددة مع الدقة ميكرومتر مفيد للغاية لتحقيق تجريبيا على فهم أفضل للنظم العصبية. وقد تم تطوير العديد من التقنيات لتحقيق هذه الغاية ولكن لا شيء يسمح القرار submillivolt تحقيقه عن طريق تقنية التصحيح، المشبك، من الضروري لدراسة النشاط دون العتبي والإمكانات الفردية بعد المشبكي. نحن هنا تغطية تطوير نظام التصحيح، المشبك بمساعدة الحاسوب اثني عشر القطب تهدف إلى تسجيل في وقت واحد وتحفيز عدد كبير من الخلايا الفردية بدقة كافية لدراسة الربط العصبية. بينما العديد من التطبيقات الأخرى يمكن تصورها لمثل هذا النظام، فإنه يفسح المجال بشكل خاص لدراسة الربط متشابك بالنظر إلى أن عدد الاتصالات الممكنة ضمن مجموعة من الخلايا....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. تحضير المعدات

  1. المتلاعبين التحكم من جهاز كمبيوتر
    1. ربط كل مربع تحكم مياداة مجهرية إلى الكمبيوتر من خلال المنافذ التسلسلية (RS-232).
    2. تنفيذ الأوامر لتحديد المواقع، والاستعلام عن ضبط إعدادات ليتم إرسالها عبر المنفذ التسلسلي. السرعة والتوافق الأجهزة القضايا نظرا ينصح C / C + + كلغة البرمجة.
    3. توحيد النظام المرجعي من المتلاعبين بحيث الصفر هو أ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وفقا للأساليب المذكورة أعلاه نجحنا في أداء تسجيل خلية كاملة لمدة تصل إلى اثني عشر الخلايا العصبية في وقت واحد، ومضاعفة تقريبا على أكبر عدد من الخلايا العصبية في وقت واحد حتى الآن، فرضت التصحيح. وترد أمثلة على شبكات الاتصالات متشابك مباشرة بين الخلايا العصبية الهرمية سجلت في طبقة الخامس من القشرة الحسية الجسدية من الفئران في الشكل 6.

تحديد ملامح احتمال اتصال بوصفها وظيفة من المسافة بين جسدية لإعطا.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

سؤال يطرح نفسه على الفور عادة بشأن معدل نجاح العملية وصفنا. بالنسبة لمعدلات نجاح عالية إعداد أمر ضروري. يجب أن يكون ماصات الفتحات التي هي غيض كافية لخلايا الكائنات المسجلة. تصفية الحل داخل الخلايا لتجنب انسداد ماصات مهم أيضا. نظيفة للغاية الماصات، وسحبت حديثا هي شرط آخر. A توزيع ذي الحدين هو أبسط نموذج التي يمكن استخدامها لفهم كيف تؤثر هذه القضايا العائد النهائي. فمن المعقول أن نتوقع مجرب من ذوي الخبرة والمعدات المناسبة لتحقيق نسبة نجاح 80٪ أو أكثر في تسجيل الخلايا العصبية الفردية.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نود أن نشكر جلعاد سيلبيربيرج، ميشيل بغناتيلي، توماس K. بيرغر، لوكا Gambazzi، وسونيا جارسيا لمشورة قيمة بشأن التحسينات لأتمتة إجراءات التصحيح، المشبك. نشكر راجنيش رانجان للحصول على المشورة والمساعدة في تنفيذ برامج قيمة. وقد تم تمويل هذا العمل في جزء من مشروع الاتحاد الأوروبي المشبك وجزئيا من قبل برنامج العلوم حدود الإنسان.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
المجهرأوليمبوسBX51WI40X الغمر
Luigs NeumannSM-5البروتوكول التسلسلي المستخدم
مكبراتAxon InstrumentsMultiClamp 700BSDK المستخدمة
الكاميراحتى الضوئياتVS 55BNC الإخراج التناظري
Framegrabberترجمة البياناتDT3120SDK المستخدمة
راسمات الذبذباتTektronixTDS 2014الاتصال التسلسلي
الحصول على البياناتInstruTECHITC 1600
الحصول على البياناتالوطنيةمكتبة PCI-6221المستخدمة (.dll)
صمام الضغطSMCSMC070C-6BG-32
مستشعر الضغطغشاء هانيويل24PCDFA6G
مضخةSchegoOptimal
الموضوعية المعالجات الصوت الأدوات

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Perin, R., Berger, T. K., Markram, H. A synaptic organizing principle for cortical neuronal groups. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 5419-5424 (2011).
  2. Berger, T. K., Silberberg, G., Perin, R., Markram, H. Brief Bursts Self-Inhibit and Correlate the Pyramidal Network. PLoS ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Patch ClampMulti electrode RecordingComputer assisted SystemWhole Cell ModeNeuronal Network AnalysisPipette PositioningGiga Seal FormationSynaptic Connectivity MappingWireless Gamepad ControlVisual Feedback Interface

Related Articles