Das vorliegende Protokoll beschreibt die Konstruktion von maßgeschneiderten Mikroelektrodenarrays, um lokale Feldpotentiale in vivo aus mehreren Gehirnstrukturen gleichzeitig aufzuzeichnen.
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Methodenartikel
Aufbau von lokalen Feldpotential-Mikroelektroden für in vivo Aufnahmen aus mehreren Gehirnstrukturen gleichzeitig
* These authors contributed equally
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Forscher müssen oft lokale Feldpotentiale (LFPs) gleichzeitig von mehreren Gehirnstrukturen erfassen. Die Aufzeichnung aus mehreren gewünschten Hirnregionen erfordert unterschiedliche Mikroelektrodendesigns, aber kommerziell erhältliche Mikroelektrodenarrays bieten oft keine solche Flexibilität. Hier skizziert das vorliegende Protokoll das einfache Design von maßgeschneiderten Mikroelektrodenarrays, um LFPs von mehreren Gehirnstrukturen gleichzeitig in verschiedenen Tiefen aufzuzeichnen. Diese Arbeit beschreibt exemplarisch die Konstruktion der bilateralen kortikalen, striatischen, ventrolateralen thalamischen und nigralen Mikroelektroden. Das skizzierte Designprinzip bietet Flexibilität, und die Mikroelektroden können modifiziert und angepasst werden, um LFPs von jeder Struktur aufzuzeichnen, indem stereotaktische Koordinaten berechnet und die Konstruktion schnell entsprechend geändert wird, um verschiedene Gehirnregionen in frei beweglichen oder betäubten Mäusen anzusprechen. Die Mikroelektrodenmontage erfordert Standardwerkzeuge und -zubehör. Diese kundenspezifischen Mikroelektroden-Arrays ermöglichen es den Ermittlern, Mikroelektroden-Arrays in jeder Konfiguration zu entwerfen, um die neuronale Aktivität zu verfolgen und LFP-Aufzeichnungen mit einer Auflösung von Millisekunden bereitzustellen.
Einleitung
Lokale Feldpotentiale (LFPs) sind die elektrischen Potentiale, die aus dem extrazellulären Raum im Gehirn aufgezeichnet werden. Sie werden durch Ionenkonzentrationsungleichgewichte außerhalb von Neuronen erzeugt und repräsentieren die Aktivität einer kleinen, lokalisierten Population von Neuronen, so dass die Aktivität einer bestimmten Gehirnregion im Vergleich zu den makroskaligen EEG-Aufzeichnungen 1 genau überwachtwerden kann. Als Schätzung entsprechen die LFP-Mikroelektroden, die durch 1 mm getrennt sind, zwei völlig unterschiedlichen Populationen von Neuronen. Während das EEG-Signal von Hirngewebe, Zerebrospinalflüssigkeit, Schädel, Muskel....
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Protokoll
Die vorliegende Arbeit wurde vom Animal Care and Use Committee der University of Virginia genehmigt. Für die Experimente wurden C57Bl/6-Mäuse beiderlei Geschlechts (7-12 Wochen) verwendet. Die Tiere wurden in einem 12 h Hell/12 h Dunkelzyklus gehalten und hatten ad libitum Zugang zu Nahrung und Wasser.
1. Aufbau von Mikroelektroden
- Um die Mikroelektroden zu konstruieren, verwenden Sie 50 μm (Durchmesser) diamellbeschichteten Nickel-Chrom-Draht (siehe Materialtabelle). Kleben Sie ein Ende des Drahtes an der Rückseite der Plattform ab, und wickeln Sie den Draht dreimal um den nächstgelegene....
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Ergebnisse
In dieser Arbeit wurden die LFP-Mikroelektroden verwendet, um die Anfallsausbreitung durch die Basalganglien11 zu kartieren. Simultane LFP-Aufnahmen wurden vom rechten prämotorischen Kortex (wo sich der Anfallsfokus befand) und der linken VL, dem Striatum und dem SNR durchgeführt (Abbildung 4). Der Anfallsbeginn wurde als Ablenkung der Spannungsspur identifiziert, die mindestens doppelt so hoch war wie der Ausgangswert (Abbildung 4A, rote.......
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Diskussion
In der Vergangenheit wurden Mikroelektroden-Arrays häufig verwendet, um neuronale Aktivität aus einer bestimmten Gehirnregion von Interesseaufzuzeichnen 2,3,4,5,6,7,8,9,13. Unser einfaches Mikroelektrodendesign ermöglicht .......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde vom National Institute of Health (RO1 NS120945, R37NS119012 bis JK) und dem UVA Brain Institute unterstützt.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Verstärker 16-Kanal | A-M Systeme | Modell 3600 | Verstärker |
| Kranioplastik Zement | Coltene | Perm Reeline/Repair Harz Typ II Klasse I Farbton - | Klarer Zement zur Aufnahme von Mikroelektroden |
| Kryostat Mikrotom | Precisionary CF-6100 | Zum Schneiden von Gehirn | |
| Diamelbeschichteter Nickel-Chrom-Draht | Johnson Matthey Inc. | 50 & Mikro; m | Mikroelektrodendraht |
| Dremel | Dremel | 300 Series | Zum Bohren von Löchern in den Schädel von Mäusen |
| Epoxy | CEC Corp | C-POXY 5 | Schnellabbindender |
| Klebstoff Hämostat | Beliebig | Zum Halten des | |
| Headsets Pinzette | Beliebig | Zum Halten von Mikroelektroden Lichtmikroskop | |
| Nikon | SMZ-10 | Zum Sehen der Ausrichtung | |
| Ohmmeter | Alle | Zum Messen | |
| von Widerständen Stifte (Stiftleisten und passende Buchsen) | Mill-Max | Verbindungen, Serie 833, 2 mm Raster Möwenflügel SMD-Stiftleisten und -Buchsen | Zur Befestigung von Mikroelektroden an |
| Polymicro Tubing Kit | Neuralynx | ID 100 ± 04 µ m, OD 164 ± 06 &Mikro; m, Schichtdicke 12 & Mikro; m | Glasröhren |
| Pulsstimulator | A-M Systems | Modell 2100 | Zur Markierung der Mikroelektrodenposition am Ende der Aufnahmen |
| Schere | Beliebig | Zum Schneiden von Mikroelektroden | |
| Sekundenkleber | Gorilla | Kleber | |
| Dicker Draht 0,008 Zoll – 0,011 Zoll | A-M Systems | 791900 | Zeckendraht zur Aufnahme des Mikroelektrodenarrays |
| Dünner Draht 0,005 Zoll - 0,008 Zoll | A-M Systems | 791400 | Dünner Draht für Referenz und Masse |
Referenzen
- Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents-EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13, 407-420 (2012).
- Hubel, D. H., Wiesel, T. N. Receptive fields of single neurones in the cat's stri....
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Nachdrucke und Genehmigungen
