Artículo de método

Construcción de microelectrodos de potencial de campo local para grabaciones in vivo de múltiples estructuras cerebrales simultáneamente

DOI:

10.3791/63633

⸱

14 de marzo de 2022

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1Department of Neurology, University of Virginia, 2UVA Brain Institute, University of Virginia

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

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El presente protocolo describe la construcción de matrices de microelectrodos hechas a medida para registrar potenciales de campo locales in vivo de múltiples estructuras cerebrales simultáneamente.

Resumen

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Los investigadores a menudo necesitan registrar potenciales de campo locales (LFP) simultáneamente de varias estructuras cerebrales. La grabación desde múltiples regiones cerebrales deseadas requiere diferentes diseños de microelectrodos, pero las matrices de microelectrodos disponibles comercialmente a menudo no ofrecen tal flexibilidad. Aquí, el presente protocolo describe el diseño sencillo de matrices de microelectrodos hechas a medida para registrar LFP de múltiples estructuras cerebrales simultáneamente a diferentes profundidades. Este trabajo describe la construcción de los microelectrodos bilaterales corticales, estriatales, talámicos ventrolaterales y nigrales como ejemplo. El principio de diseño esbozado ofrece flexibilidad, y los microelectrodos se pueden modificar y personalizar para registrar LFP de cualquier estructura calculando coordenadas estereotáxicas y cambiando rápidamente la construcción en consecuencia para apuntar a diferentes regiones del cerebro en ratones que se mueven libremente o anestesiados. El ensamblaje de microelectrodos requiere herramientas y suministros estándar. Estas matrices de microelectrodos personalizadas permiten a los investigadores diseñar fácilmente matrices de microelectrodos en cualquier configuración para rastrear la actividad neuronal, proporcionando grabaciones LFP con resolución de milisegundos.

Introducción

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Los potenciales de campo local (LFP) son los potenciales eléctricos registrados desde el espacio extracelular en el cerebro. Se generan por desequilibrios de concentración de iones fuera de las neuronas y representan la actividad de una pequeña población localizada de neuronas, lo que permite monitorear con precisión la actividad de una región específica del cerebro en comparación con los registros de EEG a macroescala1. Como estimación, los microelectrodos LFP separados por 1 mm corresponden a dos poblaciones de neuronas completamente diferentes. Mientras que la señal de EEG se filtra por el tejido cerebral, el líquido cefalorraquídeo, el crán....

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Protocolo

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El presente trabajo está aprobado por el Comité de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Virginia. Se utilizaron ratones C57Bl/ 6 de ambos sexos (7-12 semanas) para los experimentos. Los animales se mantuvieron en un ciclo de luz de 12 h / 12 h de oscuridad y tuvieron acceso ad libitum a alimentos y agua.

1. Construcción de microelectrodos

  1. Para construir los microelectrodos, utilice alambre de níquel-cromo recubierto de diamel de 50 μm (diámetro) (ver Tabla de Materiales). Coloque cinta adhesiva en un extremo del cable en la parte posterior de la plataforma y envuelva el cable tr....

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Resultados

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En este trabajo, se utilizaron los microelectrodos LFP para mapear la convulsión diseminada a través de los ganglios basales11. Se realizaron registros simultáneos de LFP desde la corteza premotora derecha (donde estaba el foco de la convulsión) y la VL izquierda, el cuerpo estriado y el SNR (Figura 4). El inicio de la convulsión se identificó como la desviación de la traza de voltaje al menos dos veces la línea de base (Figura 4A, flecha.......

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Discusión

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Históricamente, las matrices de microelectrodos se han utilizado ampliamente para registrar la actividad neuronal de una región específica del cerebro de interés 2,3,4,5,6,7,8,9,13. Sin embargo, nuestro fácil diseño de mic.......

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Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Salud (RO1 NS120945, R37NS119012 a JK) y el Instituto del Cerebro UVA.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Amplificador de 16 canalesA-M Systemsmodelo 3600Amplificador Cemento
craneoplastiaColtenePerm Reeline/Resina de reparación tipo II Clase I Sombra - TransparenteCemento para sujetar microelectrodos
Microtomo de criostatode precisiónCF-6100Para cortar el cerebro
Alambre de níquel-cromo recubierto de diamelJohnson Matthey, Inc.50 y micro; mAlambre de microelectrodo
Dremel DremelSerie 300Para perforar agujeros en el cráneo del ratón
EpoxiCEC CorpC-POXY 5Adhesivo de fraguado rápido
HemostáticoCualquieraPara sujetar el auricular
PinzasCualquieraPara sujetar microelectrodos
Microscopioóptico NikonSMZ-10Para ver la alineación
OhmímetroCualquieraPara medir la resistencia
Pines (Cabezales y Sockets correspondientes)Mill-Max, serie 833, Cabezales y Zócalos de montaje en superficie de ala de gaviota de rejilla de 2 mmPara conectar microelectrodos al
kit de tubos PolymicroNeuralynxID 100 ± 04 µ m, OD 164 y más; 06 y micro; m, espesor del recubrimiento 12 y micro; mTubos de vidrio
Estimulador de impulsosA-M SystemsModelo 2100Para marcar la ubicación del microelectrodo al final de las grabaciones
TijerasCualquieraPara cortar microelectrodos
SuperglueGorillaAdhesivo
Alambre grueso 0.008 pulg. – 0.011 pulg.A-M Systems791900Cable de garrapata para sujetar la guía de microelectrodos
Alambre delgado 0,005 pulg. - 0,008 pulg.A-M Systems791400Alambre delgado para referencia y tierra
de , Interconexiones

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. 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).
  2. Hubel, D. H., Wiesel, T. N. Receptive fields of single neurones in the cat's stri....

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Etiquetas

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