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检查本地网络处理采用多接触层电极记录

DOI:

10.3791/2806

September 8th, 2011

In This Article

Summary

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我们了解皮质电路中的一个根本的问题是,如何在不同的皮质层的网络感官的信息进行编码。在这里,我们描述了利用多接触层电极的电生理技术记录单单位和地方领域的潜力和目前的分析,以确定皮质层。

Abstract

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皮质层是无处不在整个大脑皮层1-4高度经常性的本地网络的组成结构。近年来,已取得了重大进展,我们的理解差异,在应对不同皮质层5-8神经元属性,但仍然是一个伟大的左了解神经元的人群是否,以及如何在特定层的信息进行编码处理方式。

现有的多电极阵列技术,虽然测量皮质空间沿皮层表面的许多毫米的反应信息,是不适宜的做法层皮质电路问题。在这里,我们提出我们的方法,为建立和记录单个神经元和跨越的初级视觉皮层(V1)皮质层局部场电位(LFPs),利用多接触电极层(图1; Plextrode U型探头,Plexon公司公司)。

的方法包括录音设备建设,皮质层的识别,并确定单个神经元的感受野。要找出皮质层,我们衡量LFP使用满场闪现刺激时间序列诱发反应电位(ERPs)。然后,我们执行的电流源密度(CSD)分析,以确定在基地的第4层(第4层的水槽内,后来被称为颗粒 9-12)片源配置的陪同下极性反转。电流源密度是有用的,因为它提供了一个索引的位置,方向,和跨膜电流流过密度,使我们能够准确定位电极记录在一个单一的渗透层6,11,12。

Protocol

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1。南Microdrive微型建设

南电极驱动系统相结合,我们使用的U型探头。建立这个系统需要2-3个小时,但一旦建成,这是非常简单的修改。我们开始组装,其中包括一个4通道的基础(图2a)南塔,南腔(图2b),网格间距1毫米(图2c),1-4螺钉微型硬盘(图2d),1 -4导管(图2E,直径为500微米,并削减约5-7厘米),和1-4微型硬盘塔(图2F)。为方便起见,我们将描述为建设有一个塔和一个U - Probe公司南系统过程。一些训练后,此过程通常需要2-3个小时,如果所有材料都可用。

  1. 要兴建南电极驱动器组装,第一项措施是大会的所有工具和您需要的件(如导管,导丝,完整dremil设置,南工具和零件和U型探头)。测量导管连接到录音设备时,他们足够长的时间不损害硬脑膜上休息。
  2. 要兴建南电极驱动器组装,第一项措施是录音室的深度。然后,切断与测量长度约5-7厘米的导管。在切割导管,需要,以确保没有金属碎片进入管内。使用硬线小于直径的导管内管内删除任何金属碎片。
  3. 下一步,放置到南基地南电网。拧紧的紧固螺钉和电网螺杆。一旦基地和电网的安全,确定录制地区利益,并事先通过导管南电网的底部。
  4. 通过电网的,直到它是南腔外约1-2毫米的导管。一旦导管在所需的位置,开始组装南Microdrive微型硬盘塔。
  5. 南Microdrive微型硬盘塔在每个有两个夹子 - 电机驱动器的顶部钳位,可以是固定到位或松动而....

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Discussion

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多单元的录音已经成为分析皮层中的神经网络是如何刺激信息进行编码的标准。执行层电极由于电极技术的最新进展,使局部皮层电路前所未有的特性。虽然多电极记录提供了有关神经种群动态的有用信息,使多个层电极更高的分辨率和更多的神经元的具体位置信息。由于皮层与解剖不同的输入和输出层的组织,这引起了在这些层disparately感觉信息是如何处理的问题。

我们已经提出了一个新的记录方法,利用多接触层的电极记录在初级视觉皮层(V1),皮质层的功能本地网络的活动。重要的是,我们还实施了分析过程中诱发的响应模式的局部领域的潜力,以确定皮质层的方法。我们还提供了从接受实地测绘程序和尖峰波形分析的详细结果。

我们承认,不是没有限制,最引人注目的是录制的稳定层电极。我们奉劝那些使用这种技术,耐心地推进电极,并允许的时间足够数量的大脑后进步定居(我们通常记录45分钟至1小时后,最后提前)。在这段时间内,我们将运行无数眼球校准,接受映射,和诱发反应的潜在范例。

我们能够提高我们的录音,使用导管固定用螺丝.......

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Disclosures

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没有利益冲突的声明。

Acknowledgements

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我们感谢王晔讨论和行为训练索林Pojoga。由美国国立卫生研究院尤里卡计划,国家眼科研究所,皮尤学者奖励计划,詹姆斯S ·麦克唐纳基金会(VD),以及美国国立卫生研究院视力训练津贴(BJH)支持。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
设备名称 公司 目录编号 评论
南微硬盘系统南仪器南S4 图2。定制的夹具需要使用U - Probe公司。 U型探头异常提到的一切是由南仪器。
螺丝微型硬盘 MIT机械厂凡是能够争取到一个导管南电网应是适当的。
不锈钢导管小零件 B00137QHNS(1)或B00137QHO2(5) 这些都是在长60,并在实验室使用DREMEL手电钻切割的大小
Plexon公司ü探头 Plexon公司,公司 PLX - UP - 16 - 25ED - 100 - SE - 360 - 25T - 500 U型探头规格请www.plexon.com见图1。

表1。五金。

软件名称 公司 网站 评论
南软件 http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm 计算机接口需要一个额外的的串行端口,以适应Plexon公司系统及南硬件
离线浏览",FPAlign,PlexUtil,MATLAB程序 Plexon公司 http://www.plexon.com/downloads.html#软件 在"安装软件包"
NeuroExplorer NeuroExplorer http://www.neuroexplorer.com/ 在"资源"
CSDplotter版本0.1.1 克拉斯阁下Petterson http://arken.umb.no/〜klaspe / user_guide.pdf

表2。软件。

References

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  1. Hubel, D. H., Wiesel, T. N. Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. J Physiol. 195, 215-243 (1968).
  2. Mountcastle, V. B. Modality and topographic properties of single neurons of cat's somatic sensory cortex. J Neurophysiol

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