Großflächige Aufnahme von Neuronen durch Movable Silicon Probes in Behaving Nagetiere

Zusammenfassung

Wir beschreiben Methoden zur großflächigen Erfassung von mehreren Einzelgeräten und lokalen Bereich Potential in Nagetieren verhalten mit Silizium-Sonden. Antrieb Fertigung, Sonde Befestigung an der Antriebs-und Sonde Implantation Prozesse sind in ausreichender Details für eine einfache Replikation dargestellt.

Zusammenfassung

Eine große Herausforderung in den Neurowissenschaften ist die Verknüpfung mit dem kollektiven Verhalten Aktivität neuronaler Baugruppen. Verständnis der Input-Output-Beziehungen von Neuronen und Schaltungen erfordert Methoden, mit der räumlichen Selektivität und zeitlicher Auflösung geeignet für mechanistische Analyse von neuronalen Ensembles in der Tier verhält, dh die Aufnahme von großen Proben repräsentativ isolierter einzelner Neurone. Ensemble Überwachung der neuronalen Aktivität hat sich in den vergangenen zehn Jahren in kleinen und mit großem Gehirn Tiere, einschließlich der menschlichen Probanden ^1-11 fortgeschritten ist. Multiple-Ort-Aufnahme mit Silizium-basierten Geräte sind besonders effektiv, da sie hochgradig skalierbar, kleines Volumen und geometrisches Design.

Hier beschreiben wir mehrere Methoden zur Erfassung einzelner Neurone und lokale Feld Potential in Nagetieren zu verhalten, mit handelsüblichen mikrobearbeiteten Silizium-Sonden mit maßgeschneiderten Zubehör-Komponenten. Es gibt zwei grundlegende Optionen foder die Anbindung an Silizium-Sonden-Vorverstärker: Leiterplatten und flexiblen Kabeln. Probe Zulieferfirmen ( http://www.neuronexustech.com/ ; http://www.sbmicrosystems.com/ ; http://www.acreo.se/ ) bieten in der Regel die Bonding-Service und liefern Sonden gebunden an Leiterplatten oder flexible Leitungen. Hier beschreiben wir die Implantation eines 4-Schaft, 32-Seite Sonde an flexiblen Polyimid-Kabel und an einem beweglichen Microdrive. Jeder Schritt der Sonde Vorbereitung wird Microdrive Konstruktion und Operation dargestellt, so dass der Endanwender kann problemlos replizieren Sie den Vorgang.

Protokoll

1. Der Bau des Microdrive

Ein bewegliches Teil, der die Elektrode und einen festen Teil, der am Schädel befestigt wird trägt: Alle Laufwerke werden aus den gleichen Grundelementen. Ein idealer Microdrive erlaubt glatt, aber lang genug, Reisen von der Elektrode in mehreren kleinen Schritten, ist robust genug, um versehentliche Bewegung der Elektrode, einfach durch den Experimentator ohne Eingriff in das Verhalten des Tieres, klein und leicht im Gewicht manipulieren zu verhindern. Als ein Ergebnis dieser konkurrierenden Anforderungen, verschiedene Antriebe jeweils unterschiedliche Anwendungen.

Nur 4 Teile sind nöt....

Diskussion

Dieser Film zeigt die Implantation von Silizium-Sonden für chronische großflächige Aufnahmen in der Ratte zu verhalten. Kritische Schritte, um hochwertige Aufnahmen der neuronalen Aktivität zu gewährleisten ergeben sich aus der Zerbrechlichkeit der sowohl biologische (Hirngewebe) und technische (Silizium-Sonde) Materialien. Besondere Vorsicht ist geboten beim Umgang mit der Sonde, um jeglichen Kontakt von Schäften mit jedem remote "harte" Oberfläche (zum Beispiel die Schäfte brechen würde, wenn man versucht, s.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Name	Typ	Firma	Katalog-Zahl	Kommentare
Silicon Sonde Buzsaki32, 4 Schäfte x 8 Seiten. Verpackung: flexible Polyamid-Kabel	Material	NeuroNexus	Probe: buzsaki32 Verpackung: HC32	Recording-Sonde
Messing-Schraube, 00-90 x 1/2 Runde Messing Schrauben	Material	JIMorris	R0090B500	Antriebsteil
Messing Sechskantmutter, 00-90	Material	JIMorris	N0090B	Antriebsteil
Messing-Streifen C260, ASTM-B36 Dicke: 0.025 ", Länge: 12", Breite: 1/2 "	Material	Kleinteile	B000FMYU72	Antriebsteil
Connector-Header, Raster 2mm, mAle, einreihig, geradeaus, 36 Positionen	Material	Digikey	2163S-36-ND	Antriebsteil
2-teilige Sylgard Silikonkautschuk	Material	World Precision Instruments	SYLG184	Zum Extra-Isolierung der Sonde
Decon contrad 70 Flüssigwaschmittel	Reagens	Fisher Scientific	04-355 Decon Laboratories Nr.: 1002	Um die Aufzeichnung zu reinigen Sites
Impedanz Konditionierungsmodul	Ausrüstung	FHC Inc.	55-70-0	Impedanzmeterfunktion
niPOD - 32 Kanäle	Ausrüstung	Neuronexus	niPOD -32	Impedanzmeterfunktion
Grip Cement Industrial Grade	Material	Dentsply Caulk	675571 (Pulver) 675572 (Lösungsmittel)	Grip cement
1,1 '-Dioctadecyl-3, 3,3', 3'-tetramethylindocarbocyaninperchlorat ("Dil '; DiIC18 (3))	Reagens	Invitrogen	D282	Um die Sonde Spur im Gehirn Fleck
Stainless Steel Maschinenschraube, Binding Head, Schlitz-Drive, # 00-90, 1/8 "	Material	Kleinteile	MX-0090-02B	Grund-und Referenz-Schrauben
Magnet Draht, 20G, Nylon-Polyurethan-Beschichtung, MW80	Material	Kleinteile	B000IJYRP2	Grund-und Referenz-Draht
Stainless Steel Maschinenschraube, Binding mit Schlitz Drive, # 000-120, 1/16 "	Material	Kleinteile	MX-000120-01B	Ankerschrauben
N-3 Allzweck Flußmittelflüssigkeit	Reagens	La-Co (Markal)	23512	Ermöglicht zu löten Edelstahl-
MicroGrid Precision Expanded Kupfer	Material	Dexmet	3 CU6-050 FA	Kupfergeflecht für an-Kopf-Faraday-Käfig
C & B-Metabond Schnell! Zement-System - Dentin Activator	Material	Parkell	S380
C & B-Metabond Schnell! Zement-System - Zahnzement	Material	Parkell	S380
Sharp Punkt Wolfram Nadel und Halter	Werkzeug	Roboz Chirurgische Instrumente	RS-6064 und RS-6061	Um den Haken, um die Dura heben
Karbidbohrer HP 1/4	Werkzeug	Henry Schein	9990013
Paraffin (Granulat)	Material	Fisher Scientific	P31-500
Mineral Oil, Light (NF / FCC)	Material	Fisher Scientific	O121-1
GC ELECTRONICS 10-114 2-Komponenten-Epoxy-Kleber	Material	Newark	00Z416
Typ 1 LITZ 21 AWG 40/36 Red Einzel Polyurethan-Nylon (MW80-C) 0,041 "+ / -0,002" OD	Material	New England Draht Technologies Corporation	N28-36E-400-2	Um das Kabel zwischen dem headstage und dem Verstärker machen
32-Kanal-Very Large Scale Integration headstage, 20x Gewinn	Ausrüstung	Plexon	HST/32V-G20	Headstage