Aufbau von lokalen Feldpotential-Mikroelektroden für in vivo Aufnahmen aus mehreren Gehirnstrukturen gleichzeitig

Summary

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Konstruktion von maßgeschneiderten Mikroelektrodenarrays, um lokale Feldpotentiale in vivo aus mehreren Gehirnstrukturen gleichzeitig aufzuzeichnen.

Abstract

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.

Introduction

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 überwacht^{werden 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....

Protocol

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

1. 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....

Results

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.......

Discussion

In der Vergangenheit wurden Mikroelektroden-Arrays häufig verwendet, um neuronale Aktivität aus einer bestimmten Gehirnregion von Interesse^{aufzuzeichnen} 2,3,4,5,6,7,8,9,13. Unser einfaches Mikroelektrodendesign ermöglicht .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
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