Untersuchen Local Network Processing mit Multi-Contact-Laminar Electrode Recording

Summary

Ein grundlegendes Problem in unserem Verständnis der kortikalen Schaltung ist, wie Netzwerke in verschiedenen kortikalen Schichten kodieren sensorische Informationen. Hier beschreiben wir elektrophysiologische Techniken unter Verwendung von Multi-Contact-laminar Elektroden an Single-Einheiten und lokale Feld Potenziale und vorliegenden Analysen Datensatz kortikalen Schichten zu identifizieren.

Abstract

Kortikalen Schichten sind allgegenwärtig Strukturen im gesamten Neokortex ^1-4, dass der hochgradig rezidivierendem lokalen Netzwerken bestehen. In den letzten Jahren wurden erhebliche Fortschritte in unserem Verständnis der Unterschiede wurden in Reaktion Eigenschaften von Neuronen in verschiedenen kortikalen Schichten ^5-8 gemacht, aber es gibt noch viel zu links, ob und wie neuronale Populationen kodieren Informationen in einer Laminar-spezifischen lernen Art und Weise.

Bestehende Multi-Elektroden-Array-Techniken, obwohl informative zur Messung Antworten auf viele Millimeter der kortikalen Raum entlang der kortikalen Oberfläche, sind ungeeignet, um das Problem der laminaren kortikalen Schaltkreisen Ansatz. Hier präsentieren wir unsere Methode für den Aufbau und die Aufnahme einzelner Neurone und lokale Feld-Potentiale (LFPs) über kortikale Schichten der primären Sehrinde (V1) unter Verwendung von Multi-Contact-laminar Elektroden (Abbildung 1; Plextrode U-Probe, Plexon Inc).

Die Methoden enthalten sind Aufnahmegerät Konstruktion, die Identifizierung von kortikalen Schichten und die Identifizierung der rezeptiven Felder von einzelnen Neuronen. Zur Identifizierung kortikalen Schichten, messen wir die evozierte Potentiale (EKP) des LFP Zeitreihen mit Full-Field geflasht Reize. Wir führen Sie dann Strom-Quelle Dichte (CSD) Analyse auf die Umpolung von der sink-source-Konfiguration an der Basis der Schicht 4 (die Spüle ist in Schicht 4, nachfolgend als Körnerschicht ^9-12 bezeichnet) ermittelt werden können. Current-Source-Dichte ist nützlich, weil es ein Indiz für die Lage, Richtung und Dichte der transmembrane Stromfluss sorgt, so dass wir genau zu positionieren Elektroden aus allen Schichten in einem einzigen Eindringen ^{6, 11, 12} aufzunehmen.

Protocol

1. NAN Microdrive Bau

Wir nutzen die U-Probe in Kombination mit dem NAN-Elektrode Antriebssystem. Der Aufbau dieses Systems erfordert 2-3 Stunden, aber einmal gebaut ist es sehr einfach zu modifizieren. Wir beginnen mit der Montage der NAN Turm, der ein 4-Kanal-Base (Abbildung 2a) umfasst, die NAN Kammer (Abb. 2b), das Gitter mit 1 mm Abstand (Abbildung 2c), 1-4 Schraube Microdrives (Abbildung 2d), 1 -4 Führungsrohre (Abbildung 2e, 500 Mikrometer Durchmesser und geschnitten, um ca. 5-7 cm) und 1-4 Microdrive Türme (Abbildung 2f). Der Einfachheit halber werden wir beschreiben, das Verfahren für den Bau des NAN-System mit einem Turm und einem....

Discussion

Multi-unit-Aufnahmen sind zum Standard geworden für die Analyse, wie neuronale Netzwerke im Kortex Stimulus Informationen zu kodieren. Angesichts der jüngsten Fortschritte in der Elektroden-Technologie, ermöglicht die Implementierung von laminar Elektroden eine beispiellose Charakterisierung von lokalen kortikalen Schaltkreisen. Obwohl Multi-Elektroden-Aufnahmen nützliche Informationen über neuronale Populationsdynamik bieten, können mehrere Laminar Elektroden eine höhere Auflösung und mehr Informationen über die spezif.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Name der Ausrüstung	Firma	Katalog-Nummer	Kommentare
Nan Microdrive-System	Nan Instruments	NAN-S4	Abbildung 2. Benutzerdefinierte Klammern sind notwendig, um die U-Probe verwenden. Alles mit Ausnahme der U-Probe erwähnt wird durch NAN Instrumente zur Verfügung gestellt.
Screw Microdrives	MIT-Maschine-Shop		Alles, was in der Lage, ein Führungsrohr der NAN Netz sicher ist angemessen sein.
Stainless Steel Führungsrohre	Kleinteile	B00137QHNS (1) oder B00137QHO2 (5)	Dies sind 60 in langen und Zuschnitte in das Labor mit einem Dremel Bohrmaschine
Plexon U-Probe	Plexon, Inc	PLX-UP-16-25ED-100-SE-360-25T-500	Siehe U-Probe Spezifikationen finden Sie unter www.plexon.com siehe auch Abbildung 1.

Name der Software	Firma	Webseite	Kommentare
NAN-Software	NAN	http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm	Computer-Schnittstelle erfordert eine zusätzliche serielle Schnittstelle zur Plexon und die NAN Hardware unterbringen
Offline-Sorter, FPAlign, PlexUtil, MATLAB-Programmen	Plexon	http://www.plexon.com/downloads.html # Software	Unter "Installation Packages"
NeuroExplorer	NeuroExplorer	http://www.neuroexplorer.com/	Unter "Ressourcen"
CSDplotter Version 0.1.1	Klas H. Petterson	http://arken.umb.no/ ~ klaspe / user_guide.pdf