Name: بناء Hyperdrive تيترودي متعددة محسنة لتسجيل العصبية على نطاق واسع في التصرف الفئران (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 4 s
Description: تعلم بناء جهاز هايبر درايف متعدد التيترودات لتسجيل نشاط الدماغ في الفئران المتحررة. يتيح هذا الأسلوب تعديل مستقل للأقطاب الكهربائية لدراسة العمليات الإدراكية مثل الملاحة المكانية واتخاذ القرار.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

نشكر المختبر موسر في معهد كافلي لنظم علم الأعصاب ومركز على "حساب العصبية"، والجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا، المزمنة العصبية تسجيل الإجراءات في الفئران. المعاهد الوطنية للصحة منحة R21 NS098146 والبشرية الحدود العلوم البرنامج الطويلة الأجل زمالة LT000211/2016-L للأم لو أيد هذا العمل.

<ol><li>O'Keefe, J., Recce, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).</li>
<li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).</li>
<li>Gothard, K. M., Skaggs, W. E., Moore, K. M., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Binding+of+hippocampal+CA1+neural+activity+to+multiple+reference+frames+in+a+landmark-based+navigation+task%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Binding of hippocampal CA1 neural activity to multiple reference frames in a landmark-based navigation task.</a> J Neurosci. 16 (2), 823-835 (1996).</li>
<li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., Wilson, M., McNaughton, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tetrodes+markedly+improve+the+reliability+and+yield+of+multiple+single-unit+isolation+from+multi-unit+recordings+in+cat+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex.</a> J Neurosci Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).</li>
<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat Neurosci. 7 (5), 446-451 (2004).</li>
<li>Fyhn, M., Hafting, T., Witter, M. P., Moser, E. I., Moser, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grid+cells+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Grid cells in mice.</a> Hippocampus. 18 (12), 1230-1238 (2008).</li>
<li>Skaggs, W. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+sharp+waves+and+sparse+ensemble+unit+activity+in+the+macaque+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">EEG sharp waves and sparse ensemble unit activity in the macaque hippocampus.</a> J Neurophysiol. 98 (2), 898-910 (2007).</li>
<li>Guo, P., Pollack, A. J., Varga, A. G., Martin, J. P., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+wire+tetrode+recording+in+brain+of+freely+walking+insects%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Extracellular wire tetrode recording in brain of freely walking insects.</a> J Vis Exp. (86), (2014).</li>
<li>Knierim, J. J., McNaughton, B. L., Poe, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+spatial+selectivity+of+hippocampal+neurons+during+space+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional spatial selectivity of hippocampal neurons during space flight.</a> Nat Neurosci. 3 (3), 209-210 (2000).</li>
<li>Leutgeb, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independent+codes+for+spatial+and+episodic+memory+in+hippocampal+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Independent codes for spatial and episodic memory in hippocampal neuronal ensembles.</a> Science. 309 (5734), 619-623 (2005).</li>
<li>Lansink, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+split+microdrive+for+simultaneous+multi-electrode+recordings+from+two+brain+areas+in+awake+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A split microdrive for simultaneous multi-electrode recordings from two brain areas in awake small animals.</a> J Neurosci Methods. 162 (1-2), 129-138 (2007).</li>
<li>Kloosterman, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+drive+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: drive fabrication.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li>
<li>McNaughton, B. L. Google Patents. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.google.com/patents/US5928143">https://www.google.com/patents/US5928143</a> (1999).</li>
<li>Redish, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independence+of+firing+correlates+of+anatomically+proximate+hippocampal+pyramidal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Independence of firing correlates of anatomically proximate hippocampal pyramidal cells.</a> J Neurosci. 21 (5), RC134(2001).</li>
<li>Schmitzer-Torbert, N., Redish, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+activity+in+the+rodent+dorsal+striatum+in+sequential+navigation%3A+separation+of+spatial+and+reward+responses+on+the+multiple+T+task%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Neuronal activity in the rodent dorsal striatum in sequential navigation: separation of spatial and reward responses on the multiple T task.</a> J Neurophysiol. 91 (5), 2259-2272 (2004).</li>
<li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+tetrode+assembly%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li>
<li>Chang, E. H., Frattini, S. A., Robbiati, S., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+microdrive+arrays+for+chronic+neural+recordings+in+awake+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice.</a> J Vis Exp. (77), e50470(2013).</li>
<li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> J Vis Exp. (61), e3568(2012).</li>
<li>Siegle, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronically+implanted+hyperdrive+for+cortical+recording+and+optogenetic+control+in+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Chronically implanted hyperdrive for cortical recording and optogenetic control in behaving mice.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011, 7529-7532 (2011).</li>
<li>Brunetti, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+fabrication+of+ultralight+weight%2C+adjustable+multi-electrode+probes+for+electrophysiological+recordings+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Design and fabrication of ultralight weight, adjustable multi-electrode probes for electrophysiological recordings in mice.</a> J Vis Exp. (91), e51675(2014).</li>
<li>Hull, C. W. Google Patents. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.google.com/patents/US4575330">https://www.google.com/patents/US4575330</a> (1986).</li>
<li>Ludvig, N., Potter, P. E., Fox, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+single-cell+recording+and+microdialysis+within+the+same+brain+site+in+freely+behaving+rats%3A+a+novel+neurobiological+method%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Simultaneous single-cell recording and microdialysis within the same brain site in freely behaving rats: a novel neurobiological method.</a> J Neurosci Methods. 55 (1), 31-40 (1994).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

هنا، يمكننا وصف عملية تشييد hyperdrive المطورة حديثا وتتألف من ثمانية عشر تيتروديس منقولة بشكل مستقل. يمكن بناؤها محرك الأقراص من أجزاء معقولة تم شراؤها في العديد من المتاجر المتوفرة، جنبا إلى جنب مع المكونات التي تم إنشاؤها بواسطة الطباعة ستيريوليثوجرافيك. يمكن أن تكون مزمنة مزروع على جمجمة الفئران استخدام معيار العمليات الجراحية hyperdrive وهي قادرة على تسجيل النشاط العصبي خارج الخلية بينما الحيوان بمهام سلوكية مختلفة.
Hyperdrive يحتفظ العديد من الميزات المرغوب فيه من hyperdrive McNaughton ا...

في مجال نظم علم الأعصاب، دراسة العلماء يرتبط العصبية الكامنة وراء العمليات الإدراكية مثل الملاحة الفضائية، والذاكرة، وعملية صنع القرار. لهذه الأنواع من الدراسات، من الضروري مراقبة نشاط العديد من الخلايا العصبية الفردية من خلال سلوك الحيوانات. العقود الماضية، بذلت اثنين تقدما هاما لتلبية احتياجات التجريبية للتسجيل خارج الخلية العصبية في الحيوانات الصغيرة1،،من23. الأول هو وضع تيترودي، مجموعة من أربعة ميكروويريس المستخدمة لتسجيل النشاط العصبي للخلايا العصبية في وقت واحد1،،من24. ستريك إشارة تفاضلية للنشاط عبر أربع قنوات تيترودي يسمح لعزل نشاط الخلايا العصبية الفردية من العديد من الخلايا في وقت واحد مسجل5. وبالإضافة إلى ذلك، يسمح الطابع المرن ميكروويريس قدر أكبر من الاستقرار تيترودي التقليل من تشريد النسبي بين تيترودي وسكان الخلية المستهدفة. تيتروديس الآن تستخدم على نطاق واسع بدلاً من قطب واحد للعديد من الدراسات الدماغ في الأنواع المختلفة، بما فيها القوارض1،،من26،7من الرئيسات، والحشرات8. الثانية كان وضع hyperdrive يحمل تيتروديس المنقولة بصورة مستقلة متعددة، مما يسمح للرصد المتزامن للنشاط العصبي من السكان أكبر من الخلايا العصبية من عدة مواقع تسجيل3، 910،،،من1112.
ويقتصر توافر جهاز تسجيل متعدد تيترودي موثوقة وميسورة للحيوانات الصغيرة. Hyperdrive الكلاسيكية، وضعت في البداية بروس مكناوغتون من13، وقد استخدمت بنجاح لتسجيلات العصبية في التصرف بحرية الفئران في مختبرات كثيرة في الماضي عقدين9،،من1014، 15. بيد لأسباب تقنية، المكونات الأصلية اللازمة لبناء محرك الأقراص مكناوغتون الآن من الصعب جداً الحصول على ولا تتوافق مع واجهات اقتناء البيانات تحسن مؤخرا. يتطلب تصميم جيدا المقبولة الأخرى hyperdrive ميكرودريفيس يكون على حدة يدوياً، مما يمكن أن يسفر عن نتائج غير متناسقة وتستهلك وقتاً كبيرا12. من أجل تسجيل النشاط العصبي من مختلف المناطق من الدماغ في الفئران يتصرف، قمنا بتطوير hyperdrive جديدة باستخدام تقنية ستيريوليثوجرافيك. سعينا لتلبية المتطلبات التالية: (1) يجب أن تسمح التشرد دقيقة من تيتروديس في المخ hyperdrive الجديدة وتوفير تسجيل مستقر من المناطق المستهدفة متعددة؛ (2) hyperdrive الجديدة يجب أن تكون متوافقة مع نظام كويككليب المغناطيسي وضعت مؤخرا للسماح باتصال سهلة؛ و (3) يمكن استنساخها hyperdrive الجديدة بدقة مع مواد متوفرة بسهولة. هنا، نحن نقدم تقنية لبناء hyperdrive 3D-للطباعة التي تحتوي على ثمانية عشر تيتروديس منقولة بشكل مستقل، استناداً إلى تصميم مكناوغتون. في البروتوكول، ويصف لنا تفاصيل عملية تصنيع hyperdrive الجديدة، التي نحن استخدمت بنجاح إلى السجل إمكانات العمل واحد-العصبية والإمكانات الميدانية المحلية من كورتيسيس انتورهينال بوسترهينال والانسي على مدى أسابيع في بحرية تتصرف الجرذان أثناء المهام مساحات العلف الطبيعي.

<table><tbody><tr><td>قضيب لحام</td><td>الأزرق شيطان</td><td>ER308L-035-01T</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، 0.035 بوصة في القطر</td></tr><tr><td>برغي</td><td>McMaster</td><td>91771A060</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، رأس مسطح ، 0-80 & nbsp ؛ الخيط,&nbsp; 5/8 "&nbsp; في طول</td></tr><tr><td>المسمار</td><td>ماكماستر</td><td>91772A051</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، رأس عموم ، 0-80 &nbsp ؛ الخيط,&nbsp; 5/32 "&nbsp; في طول</td></tr><tr><td>المسمار</td><td>ماكماستر</td><td>92196A056</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، رأس المقبس ، 0-80 & nbsp ؛ الخيط,&nbsp; 5/16 "&nbsp; في طول</td></tr><tr><td>المسمار</td><td>McMaster</td><td>92196A055</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، رأس المقبس ، 0-80 & nbsp ؛ الخيط,&nbsp; 1/4 "&nbsp; في طول</td></tr><tr><td>المسمار</td><td>McMaster</td><td>95868A131</td><td>النايلون,&nbsp; رأس المقبس, 2-56&nbsp; الخيط,&nbsp; 3/16 "&nbsp; في الطول ، أسود</td></tr><tr><td>برغي الجوز</td><td>McMaster</td><td>90730A001</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، عرافة ضيقة ، &nbsp ؛ 0-80 &nbsp ؛ برغي</td></tr><tr><td>الكتف</td><td>McMaster</td><td>90298A213</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، 8-32 خيط ، قطره 3/16 بوصة ، 1/4 بوصة في الطول</td></tr><tr><td>برغي كأس</td><td>McMaster</td><td>92313A105</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، 4-40 خيط ، 3/16 بوصة في الطول</td></tr><tr><td>برغي الإبهام</td><td>McMaster</td><td>94323A592</td><td>نايلون ، 8-32 & nbsp ؛ الخيط,&nbsp; 3/8 "&nbsp; في الطول ، أسود</td></tr><tr><td>المغناطيس</td><td>Apex</td><td>M3X1MMDI</td><td>نيوديميوم ، 3 مم × 1 مم قرص</td></tr><tr><td>أنابيب معدنية</td><td>أجزاء صغيرة</td><td>B00137QHNS</td><td>الفولاذ المقاوم للصدأ ، 23 مقياس ، 0.0253 "OD ، 0.013" معرف ، 0.006 "جدار</td></tr><tr><td>أنابيب معدنية</td><td>نيو إنجلاند أنبوب صغير</td> مصنوع <td>حسب الطلب</td><td>من الفولاذ المقاوم للصدأ ، 30 مقياس ، 0.012 / 0.0125 "OD ، 0.007 / 0.008" ID ،</td></tr> أنابيب <tr><td>الانكماش</td> <td>الحراري الصلبة الكاملةماكماستر</td><td>7856K72</td><td>0.09 "معرف قبل الانكماش ، أنابيب سيليكون زرقاء</td></tr> أنظمة <tr><td></td><td>AM</td><td>807300</td><td>0.040 "معرف ، 0.085" OD</td></tr><tr><td>أنابيب بوليميد</td> أنظمة <td>AM</td><td>823400</td><td>0.0045 "معرف ، 0.0005" سلك أرضي للجدار</td></tr><tr><td></td><td>أنظمة AM</td><td>791500</td><td>0.005 "عارية ، 0.008" مطلية ، نصف سلك</td></tr><tr><td>رباعي</td> صلب <td>كاليفورنيا فاين</td>قطر <td></td><td>0.0007 بوصة حسب الطلب ، البلاتين والإيريديوم (90٪ -10٪) ، طلاء HML و VG</td></tr><tr><td>EIB</td><td>Neuralynx</td><td></td><td>EIB-72-QC-دبابيس ذهبية كبيرة</td></tr><tr><td></td><td>Neuralynx</td><td></td><td>دبابيس EIB كبيرة</td></tr><tr><td>صنبور</td><td>Balax</td><td>01302-000</td><td>M1.2 حجم الخيط</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A811</td><td>0-80 حجم الخيط ، قاع</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A771</td><td>0-80 حجم الخيط ، التوصيل</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>26955A94</td><td>3/8 "-24 &nbsp ؛ حجم الخيط ، قاع</td></tr><tr><td>الصنبور</td><td>McMaster</td><td>2522A713</td><td>2-56 &nbsp ؛ حجم الخيط</td></tr><tr><td>اضغط</td><td>McMaster</td><td>2522A715</td><td>4-40&nbsp; حجم الخيط</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A718</td><td>8-32&nbsp; حجم الخيط</td></tr><tr><td>يموت</td><td>ماكماستر</td><td>2576A457</td><td>3/8 "-24 &nbsp; حجم الخيط ، 1 "مثقاب OD</td></tr><tr><td></td><td>McMaster</td><td>30585A82</td><td>مقياس الأسلاك &nbsp ؛ 65،&nbsp; 0.035 "في قطر</td></tr><tr><td>مثقاب</td><td>McMaster</td><td>30585A83</td><td>مقياس الأسلاك &nbsp; 66,&nbsp; 0.033 "في قطر</td></tr><tr><td>مثقاب</td><td>McMaster</td><td>30585A87</td><td>مقياس الأسلاك &nbsp; 70,&nbsp; 0.028 "في قطر</td></tr><tr><td>مثقاب</td><td>McMaster</td><td>30585A88</td><td>مقياس الأسلاك &nbsp; 71,&nbsp; 0.026 "في قطر</td></tr><tr><td>مثقاب</td><td>McMaster</td><td>30585A91</td><td>مقياس الأسلاك&nbsp; 73,&nbsp; 0.024 "في قطر</td></tr><tr><td>مثقاب</td><td>McMaster</td><td>8870A23</td><td>3/16" &nbsp; في قطر</td></tr><tr><td>قرص Dremel</td><td>Wagner</td><td>31M</td><td>مطلي بالماس ، قطره 22 مم ، سمك 0.17 مم</td></tr><tr><td>أسلاك فولاذية</td><td>العلامة التجارية الدقيقة</td><td>21212</td><td>0.012 بوصة ،</td></tr><tr><td>أسلاك فولاذية</td> صلبة كاملة <td>Precision Brand</td><td>21007</td><td>0.007 بوصة في القطر ،</td></tr><tr><td>أسلاك فولاذية</td> صلبة كاملة <td>أنظمة AM</td><td>792700</td><td>0.003 بوصة ، نصف</td></tr><tr><td>صلب سوبر الغراء</td><td>Loctite</td><td>LT-40640</td> <td># 406</td></tr><tr><td>Super Glue</td><td>Loctite</td><td>LT-41550</td> <td># 415</td></tr><tr><td>مسحوق أكريليك الأسنان &nbsp ؛</td><td>Teets</td><td>223-3773</td><td></td></tr><tr><td>سائل أكريليك الأسنان</td> المرجاني <td>Teets</td><td>223-4003</td><td></td></tr></tbody></table>

بناء hyperdrive تيترودي متعددة محسنة لتسجيل العصبية على نطاق واسع في التصرف الفئران

Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

رصد أنماط النشاط لعدد كبير من السكان من الخلايا العصبية على مدى أيام عديدة في الحيوانات مستيقظا أسلوب قيمة في مجال نظم علم الأعصاب. واحد العناصر الرئيسية لهذا الأسلوب يتكون من وضع دقيق لأقطاب متعددة في مناطق الدماغ المنشودة والحفاظ على استقرارها. هنا، يمكننا وصف بروتوكول لتشييد hyperdrive 3D-للطباعة، التي تشمل ثمانية عشر تيتروديس قابل للتعديل بشكل مستقل، ومصممة خصيصا في فيفو خارج الخلية تسجيل العصبية في التصرف بحرية الفئران. تيتروديس يعلق على ميكرودريفيس يمكن أما فردياً متقدمة في مناطق متعددة في الدماغ على طول المسار، أو يمكن استخدامها لوضع مجموعة أقطاب في مساحة أصغر. تيتروديس متعددة تسمح بفحص المتزامن ل action potentials من بين العشرات من الخلايا العصبية الفردية، فضلا عن الإمكانات الميدانية المحلية من السكان من الخلايا العصبية في الدماغ خلال السلوك النشط. وبالإضافة إلى ذلك، يوفر التصميم ل 3D أبسط صياغة البرامج التي يمكن تعديلها بسهولة للاحتياجات التجريبية المختلفة.

كنا hyperdrive مبنية حديثا للحصول على نتائج المحاكمة. كان مزودة بمحرك الأقراص تيتروديس شيدت من ø 17 ميكرومتر (0.0007 ")، الأسلاك المغلفة بوليميد البلاتين الايريديوم (90%-10%). كانت مطلية بالنصائح من تيتروديس في حل البلاتين الأسود للحد من ممانعات القطب إلى بين 100 و 200 kΩ في 1 كيلو هرتز. وكان مزروع hyperdrive 4.6 ملم تركت لخط الوسط و 0.5 مم عرفت الجيوب الأنفية عرضية على جمجمة 550 غ، ذكر لونغ-إيفانز الفئران. تم ربط أسلاك أرضية إضافية الجمجمة مسامير على المخيخ. جميع الإجراءات أجريت كما وافق...

نقدم تشييد hyperdrive 3D-للطباعة مع ثمانية عشر تيتروديس قابل للتعديل بشكل مستقل. ويهدف hyperdrive لتسجيل نشاط الدماغ في التصرف بحرية الفئران على مدى فترة عدة أسابيع.

بناء Hyperdrive تيترودي متعددة محسنة لتسجيل العصبية على نطاق واسع في التصرف الفئران

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو بناء جهاز تسجيل به أقطاب كهربائية متعددة قابلة للتعديل بشكل مستقل لفحص نشاط الدماغ في الفئران التي تتصرف بحرية. لذا فإن هذه الطريقة مثيرة للغاية لأنها ستساعد في الإجابة على العديد من الأسئلة المتعلقة بالملاحة الخاصة واتخاذ القرار والعمليات المعرفية الأخرى. الميزة الرئيسية لهذا المحرك الفائق هي أنه يوفر تسجيلا عصبيا موثوقا به في الدماغ باستخدام مواد يسهل الحصول عليها.على الرغم من أن هذه الطريقة مصممة لاستخدامها على وجه التحديد مع الفئران ، إلا أنه يمكن استخدامها مع أي نوع من أحجام الرؤوس المتشابهة أو الأكبر مثل الرئيسيات غير البشرية ، مما يسمح بإجراء تحقيقات في العديد من الأنواع. قد يعاني أولئك الجدد في هذه الطريقة من الفروق الدقيقة التي ينطوي عليها إعداد الخطوات لأن هناك مستوى معينا من الخبرة والدقة المطلوبة لتطوير هذه الحيل التي يمكن أن تجعل القيادة ناجحة. ابدأ بتوسيع الثقوب الموجودة في النواة المطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام لقم ثقب مختلفة الحجم.استخدم قطرا يبلغ 0.61 ملم للسلك الأرضي 12 من خلال الثقوب. بالنسبة للرباعي 18 من خلال الثقوب ، استخدم أولا بت 0.66 ملم ثم قم بتوسيعها ببت 0.71 ملم. يتم استخدام بت قطره 0.84 ملم ل 18 ثقبا عمياء لقضيب التوجيه.بعد ذلك ، قم بربط الاثنين من خلال الثقوب الموجودة أعلى النواة والثقوب العمياء الثمانية المتبقية بنقرة 0.80. استخدم صنبور القاع للثقوب العمياء. قم بإنشاء خيوط خارجية في قاعدة النواة باستخدام قالب 3 / 8-24.اضبط القالب بشكل صحيح بحيث يتناسب صامولة hyperdrive مع الخيوط الجديدة. اعتمادا على العدد المطلوب من الأسلاك الأرضية ، أدخل عدة أجزاء بطول ستة ملليمترات من أنابيب معدنية عيار 23 في فتحات الأسلاك الأرضية في القلب ولصقها إذا لزم الأمر. قم بحفظ الأطراف الخارجية لقنيات الأسلاك الأرضية حتى يتم شطفها باللب ثم قم بتنظيف القنيات بسلك فولاذي قطره 0.30 ملم.بعد ذلك ، أدخل 18 مسامير مسطحة الرأس بطول 08015.88 ملم بالكامل في الفتحات الموجودة في القلب. لا تقم بثني البراغي أو إتلاف الخيوط أثناء هذه العملية. باستخدام مجمع تحديد موضع القضيب في المحطة الأساسية ، ضع 18 قطعة 17 ملم من قضيب اللحام بقطر 0.89 ملم فوق فتحات قضيب التوجيه في القلب وقم بطقها لأسفل حوالي خمسة ملليمترات حتى يتم شطفها بالبراغي.قم بتصحيح مواضع قضبان اللحام والبراغي إذا لزم الأمر ، ثم شد برغي الكتف المركزي والبراغي الستة المحيطة بها في مجمع تحديد موضع القضيب لتأمين الاتجاهات الخارجية للقضبان في القلب. قم بربط الجوز على القلب باستخدام مركب تحديد موضع القضيب وقم بتركيب النواة في حامل hyperdrive للسماح بوضع أسهل تحت مجسم مجسم. املأ الفتحات بأسمنت الأسنان المخفف لتثبيت البراغي في القلب.املأ فتحتين إلى ثلاث فتحات في المرة الواحدة قبل أن يصبح أسمنت الأسنان سميكا جدا. اكشط أي أسمنت أسنان زائد على القلب للحفاظ على الملاءمة المناسبة للدرع ثم اتركه ليجف في الهواء لمدة 15 دقيقة. بعد ذلك ، قم بلصق البراغي والقضبان في القلب بغراء فائق رقيق واتركه حتى يجف لمدة 15 دقيقة.قم بتنظيف وتوسيع الفتحتين الخارجيتين في المكوك المطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام لقم الحفر. استخدم بت قطره 0.61 ملم للثقب الأصغر وبت 0.89 ملم للثقب الأكبر. أدخل مسمار المكوك في قاعدة حامل الترباس لضمان الاتجاه الصحيح.ثم أغلق غطاء حامل الترباس. أمسك حامل الترباس بإحكام وقم بالتمرير ببطء من خلال الفتحة الموجودة في الغطاء بنقرة 0.80. اضغط مرتين أو ثلاث مرات حتى تصبح ناعمة.ثم أدخل مسمار المكوك في المكوك من الجانب مع الفتحة الأصغر. ضع مجمع المكوك المقلوب رأسا على عقب في قاعدة محطة تجميع محرك الأقراص الصغيرة. بعد ذلك ، قم بتنعيم طرفي مقطع 15 ملم من أنبوب معدني قياس 23 ، ثم ضع الأنبوب فوق الفتحة التي يبلغ قطرها 0.61 ملم مسترشدة بالفتحة الموجودة في غطاء المحطة.دق القنية في الحفرة حتى يتم مسح الطرف العلوي بغطاء المحطة. قم بإزالة النصف الخارجي من الطرف العلوي للقنية بعجلة صنفرة. نظف القنية بسلك معدني قطره 0.30 ملم.ثم قم بلصق القنية على المكوك باستخدام غراء فائق رقيق مع التأكد من عدم لصق مسامير المكوك بالمكوك. قم بإعداد ما لا يقل عن 18 محرك أقراص صغير. اختبر محركات الأقراص الصغيرة على رف محرك الأقراص الصغيرة.تأكد من أن مسمار المكوك يمكن أن يدور بسلاسة في المكوك وأن محرك الأقراص الصغيرة بأكمله يتحرك بحرية على طول القضيب الملولب. لإدخال قنيات التوجيه في قلب محرك الأقراص الفائق ، ابدأ بإزالة أنابيب الانكماش الحراري وحرك قطعة من أربعة ملليمترات من أنابيب السيليكون على طول الحزمة إلى الحدود الملحومة غير الملحومة. قم بتثبيت الشق في فاصل محرك الأقراص الفائق لتوسيع الفتحة المركزية مما يسمح للفاصل بالانزلاق حول أنبوب السيليكون.قم بإزالة الإسفين عندما يجلس الفاصل في وسط أنبوب السيليكون. بعد ذلك ، قم بتنظيم مواضع قنيات التوجيه في الحزمة عن طريق وضع أجزاء بطول 10 سم من سلك معدني قطره 0.18 ملم من خلال كل قنية في ثقب رباعي محدد في قلب محرك الأقراص الفائق يمنع أي تقاطع للأسلاك أو القنيات في هذه العملية. ثني نهاية الأسلاك لتثبيتها في مكانها.ادفع القنيات من خلال الفتحات الخاصة بها في القلب مع الحرص على تجنب الانحناء أو العبور بينها حتى يكون الطرف الحر لكل قنية على بعد ملليمترين على الأقل خارج الطرف العلوي من ثقب رباعي. قم بتأمين الفاصل عن طريق شد الجوز على القلب مع الحرص على منع الفاصل من الدوران. ضع قطرة من الأسمنت السني المخفف جدا من أعلى اللب على تقاطع القنيات لتأمين مواقعها النسبية.قم بقص أسلاك التوجيه من الطرف الملحوم للحزمة وإزالتها من القنيات عن طريق التراجع عن الطرف الحر. قم بتحميل محركات الأقراص الصغيرة ببطء وحذر على كل قضيب ملولب من القلب. تأكد من أن قنية محرك الأقراص الصغيرة قياس 23 تدخل في فتحة رباعي بسلاسة ، وأن قنية التوجيه قياس 30 تنتقل إلى قنية محرك الأقراص الصغيرة قياس 23 بسلاسة ، ويدور مسمار المكوك بسلاسة على طول القضيب الملولب.قم بربط محركات الأقراص الصغيرة لأسفل من واحد إلى 1.5 ملم فوق الطرف السفلي للقضبان الملولبة. ثم قم بتقطيع 18 قطعة من أنابيب البولي أميد إلى شرائح 43 ملم وهو طول حزمة قنية التوجيه بالإضافة إلى سبعة ملليمترات. نظف كل أنبوب بسلك فولاذي قطره 0.8 ملم.اقلب النواة ، وأدخل أنابيب البولي أميد بعناية في قنيات التوجيه من الطرف الملحوم وادفعها على طول الطريق. ثم اقلب اللب في وضع مستقيم وألصق الطرف العلوي من أنبوب البولي أميد على قنية microdrive بغراء فائق سميك. ضع اللب رأسا على عقب واترك الغراء يجف لمدة 15 دقيقة.بعد التجفيف ، قم بقطع أنبوب البولي أميد الإضافي في الطرف العلوي مع ترك 0.5 إلى ملليمتر واحد خارج قنية microdrive. لتجميع الأسلاك الأرضية ، قم أولا بقطع أطوال تتراوح من 25 إلى 30 ملم من الأسلاك الفولاذية المطلية. ثم قم بتجريد ملليمترين من العزل البلاستيكي من طرفي الأسلاك وأدخل أحد طرفي كل منها في كلا جانبي قنية قياس 30 بطول ستة إلى ثمانية ملليمترات.قم بتسطيح هذه النهاية من كل قنية لتأمين الاتصال بالأسلاك الخاصة بها. أخيرا ، أدخل الطرف الدائري للقنية قياس 30 في الطرف العلوي من قنية السلك الأرضي في القلب واضغط لجعل الإدخال ضيقا. ثم أكمل تجميع محرك الأقراص الفائق متعدد الرباعيات وفقا للتعليمات الواردة في البروتوكول المكتوب.يوضح مخطط الانتثار هذا العلاقة بين اتساع الذروة إلى الذروة من المسامير المسجلة من قطبين من رباعي يقع في قشرة ما بعد الأنف. كل نقطة تتوافق مع ارتفاع واحد. من المحتمل أن تنشأ مجموعات المسامير من نفس الخلية.أربع مجموعات مشفرة بالألوان كما هو موضح هنا. يظهر هنا متوسط الأشكال الموجية السنبلية من جميع قنوات رباعية الأربع للخلايا المشفرة بالألوان الموضحة في مخطط التشتت السابق. تظهر هنا آثار إمكانات المجال المحلي في نطاق تردد ثيتا المسجلة في وقت واحد من أربعة رباعيات مختلفة تقع في القشرة المخية الداخلية الإنسية عندما كان الجرذ يبحث عن الطعام بحرية.أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم العمل بدقة طوال الإجراء بأكمله للتأكد من أن جميع الأجزاء تتوافق مع بعضها البعض بشكل صحيح. توخي الحذر أيضا وارتد معدات الوقاية الشخصية المناسبة عند العمل باستخدام الأداة التجريبية لتجنب الإصابة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إنشاء هذه المحركات الفائقة المحسنة التي تحمل عدة رباعيات للتسجيلات العصبية المزمنة في الفئران التي تتصرف.

construction-an-improved-multi-tetrode-hyperdrive-for-large-scale

Research

JoVE Journal

Neuroscience

علم الأعصاب

نحن في هذا البروتوكول لشرح كيفية تلفيق مجموعة صغيرة للتسجيلات محرك الكهربية المزمنة في الفئران.

الجزئي للمحرك صفيف المزمنة في الجسم الحي تسجيل : تصنيع محرك

نحن في هذا البروتوكول لشرح كيفية تلفيق وtetrodes شرط للاستخدام مع مجموعة صغيرة محرك ، الذي تم تصميمه للتسجيلات الكهربية المزمنة في الفئران. بالإضافة إلى ذلك ، نحن لتوضيح المراحل النهائية من التشييد الصغرى صفيف محرك ، والذي يتضمن تركيب الأسلاك الأرضية والمخروط واقية.

الجزئي للمحرك صفيف المزمنة في الجسم الحي تسجيل : الجمعية Tetrode

نقدم طريقة منخفضة التكلفة لتصميم وبناء ضوء headstage قبل نظام مكبر للصوت في وقت واحد مع تسجيل العصبية والقدرة على التحفيز. يمكن استخدام هذا الجهاز صامدة للماء للاستخدام في الحيوانات السباحة.

تصميم وتشييد Headstage فعالة من حيث التكلفة لتحفيز العصبية في وقت واحد والتسجيل في متاهة مائية

ونحن تصف طرق واسعة النطاق من تسجيل واحد وحدات متعددة والمحلية المحتملة في مجال التصرف القوارض مع تحقيقات السيليكون. ويوضح محرك تلفيق، المرفق مسبار إلى محرك وعمليات زرع التحقيق في تفاصيل كافية لتكرارها سهل.

على نطاق واسع التسجيل من الخلايا العصبية بواسطة مجسات سيليكون المنقول في يتصرفون القوارض

يوضح الفيديو التسجيل الفيزيولوجي الكهربي المتزامن من مناطق متعددة من الدماغ في الفئران باستخدام مجموعة محرك صغير تكاملية. يتم وضع أقطاب التسجيل في البصلة الشمية ، والأقطاب الكهربائية المرجعية في القشرة الأمامية ، وأقطاب مصفوفة الدفع الصغير في الحصين. يسمح للفأر بالبحث عن الطعام بحرية ، ويتم تسجيل التسجيل المتزامن من جميع الأقطاب الكهربائية المزروعة باستخدام المصفوفة.

طريقة مصفوفة محرك الأقراص الدقيقة للتسجيل الفيزيولوجي الكهربي من مناطق دماغية متعددة

يوصف تصميم وتجميع ميكرودريفيس لفي التسجيلات الكهربية في الجسم الحي من إشارات الدماغ من الماوس. عن طريق ربط حزم مسرى مكروي لشركات الطيران دريفبل قوي، وهذه التقنيات تسمح للتسجيلات العصبية طويلة الأمد ومستقرة. تصميم خفيف الوزن يسمح للأداء السلوكي غير مقيد من قبل حيوان التالية غرس محرك الأقراص.

بناء صالحة ميكرودريفي للتسجيلات العصبية المزمنة في الفئران يتصرفون استيقظ

يتطلب فهم الركائز العصبية للسلوك تسجيل مجموعة دائرة الدماغ. نظرا لقابليته للتتبع الجيني ، يقدم الفأر نموذجا لتشريح الدائرة وتقليد الأمراض. هنا ، يتم وصف طريقة لتصميم وتصنيع مجسات مصغرة مناسبة لاستهداف بنية الدماغ العميقة في الفأر.

تصميم وتصنيع وخفيفة الوزن، قابل للتعديل تحقيقات متعددة القطب للتسجيلات الكهربية في الفئران

هو عرض الاتصالات لاسلكية، ونظام ثنائي الاتجاه لتسجيلات متعددة القنوات العصبية والتحفيز في التصرف بحرية الفئران. هذا النظام خفيفة وصغيرة الحجم، وبالتالي لها تأثير ضئيل على مرجع السلوكية animal´s. وعلاوة على ذلك، يوفر هذا النظام ثنائية الاتجاه أداة متطورة لتقييم العلاقات السببية بين أنماط تنشيط الدماغ والسلوك.

جهاز لاسلكي، واجهة ثنائية الاتجاه للتسجيل في فيفو وحفز النشاط العصبي في التصرف بحرية الفئران

يصف هذا البروتوكول بناء صفيف محرك صغير هجين يسمح بزرع تسعة تيترودقابل قابل للتعديل بشكل مستقل ومسبار واحد قابل للتعديل للأوبتو-السيليكون في منطقتين من مناطق الدماغ في الفئران المتحركة بحرية. كما تبين طريقة لاسترداد بأمان وإعادة استخدام مسبار السيليكون الأوبتو لأغراض متعددة.

نظام Microdrive الهجين مع مسبار أوبتو السيليكون القابل ة للاسترداد وTetrode لتسجيل الكثافة العالية في الموقع المزدوج في الفئران المتحركة بحرية

هنا ، نصف تصميم محرك الأقراص الصغير ، وإجراء الزرع الجراحي ، واستراتيجية التعافي بعد الجراحة التي تسمح بتسجيلات الحقل المزمن والوحدة الواحدة من مناطق الدماغ المتعددة في وقت واحد في الفئران الأحداث والمراهقين عبر نافذة تنموية حرجة من يوم ما بعد الولادة 20 (p20) إلى يوم ما بعد الولادة 60 (p60) وما بعده.

غرسة محرك خفيفة الوزن لتسجيلات Tetrode المزمنة في الفئران اليافعة

هنا ، نقدم غرسة فريدة من نوعها قابلة للطباعة 3D للفئران ، تسمى TD Drive ، قادرة على تسجيلات قطب سلكي ثنائية متناظرة ، حاليا في ما يصل إلى عشر مناطق دماغية موزعة في وقت واحد.

محرك TD: غرسة بارامترية مفتوحة المصدر للتسجيلات الكهربية متعددة المناطق في الفئران الناقلة والنائمة

تعلم بناء جهاز هايبر درايف متعدد التيترودات لتسجيل نشاط الدماغ في الفئران المتحررة. يتيح هذا الأسلوب تعديل مستقل للأقطاب الكهربائية لدراسة العمليات الإدراكية مثل الملاحة المكانية واتخاذ القرار.

بناء Hyperdrive تيترودي متعددة محسنة لتسجيل العصبية على نطاق واسع في التصرف الفئران

استكشف المزيد من الفيديوهات