El protocolo describe la metodología de registro extracelular en la corteza motora (MC) para revelar propiedades electrofisiológicas extracelulares en ratones conscientes que se mueven libremente, así como el análisis de datos de potenciales de campo local (LFP) y picos, lo que es útil para evaluar la actividad neuronal de la red que subyace a los comportamientos de interés.
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Artículo de método
Grabación extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente
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Resumen
Resumen
El protocolo tiene como objetivo descubrir las propiedades de la activación neuronal y los potenciales de campo local (LFP) en ratones que se comportan y llevan a cabo tareas específicas mediante la correlación de las señales electrofisiológicas con el comportamiento espontáneo y/o específico. Esta técnica representa una herramienta valiosa para estudiar la actividad de la red neuronal que subyace a estos comportamientos. El artículo proporciona un procedimiento detallado y completo para la implantación de electrodos y el consiguiente registro extracelular en ratones conscientes que se mueven libremente. El estudio incluye un método detallado para implantar las matrices de microelectrodos, capturar las señales de LFP y pico neuronal en la corteza motora (MC) utilizando un sistema multicanal, y el posterior análisis de datos fuera de línea. La ventaja del registro multicanal en animales conscientes es que se puede obtener y comparar un mayor número de neuronas y subtipos neuronales spiking, lo que permite evaluar la relación entre un comportamiento específico y las señales electrofisiológicas asociadas. En particular, la técnica de registro extracelular multicanal y el procedimiento de análisis de datos descrito en el presente estudio se pueden aplicar a otras áreas del cerebro cuando se realizan experimentos en ratones que se comportan.
Introducción
El potencial de campo local (LFP), un componente importante de las señales extracelulares, refleja la actividad sináptica de grandes poblaciones de neuronas, que forman el código neuronal para múltiplescomportamientos. Se considera que los picos generados por la actividad neuronal contribuyen a la LFP y son importantes para la codificación neuronal2. Se ha demostrado que las alteraciones en los picos y los LFP median en varias enfermedades cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer, así como en emociones como el miedo, etc.3,4. Vale la pena señalar que muchos es....
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Protocolo
Todos los ratones se obtuvieron comercialmente y se mantuvieron en un ciclo de 12 h de luz/12 h de oscuridad (luz encendida a las 08:00 a.m. hora local) a una temperatura ambiente de 22-25 °C y una humedad relativa de 50%-60%. Los ratones tenían acceso a un suministro continuo de comida y agua. Todos los experimentos se llevaron a cabo de acuerdo con las Directrices para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio de la Universidad Normal del Sur de China y aprobadas por el Comité Institucional de Ética Animal. Para los experimentos se utilizaron ratones machos C57BL/6J de entre 3 y 5 meses de edad.
1. Montaje del sistema de microacci....
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Resultados
Se aplicó un filtro de paso alto (250 Hz) para extraer los picos de varias unidades de las señales sin procesar (Figura 6A). Además, se verificaron las unidades registradas del MC de un ratón normal ordenado por PCA (Figura 7A-D), y se registraron el ancho del valle y la duración de la forma de onda de las unidades en el MC del ratón. Los resultados mostraron que tanto la anchura del valle como la duración de la forma de onda de.......
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Discusión
La grabación multicanal en ratones que se mueven libremente se ha considerado una tecnología útil en los estudios de neurociencia, pero sigue siendo bastante difícil para los principiantes registrar y analizar las señales. En el presente estudio, proporcionamos pautas simplificadas para la fabricación de sistemas de microaccionamiento y la implantación de electrodos, así como procedimientos simplificados para capturar y analizar las señales eléctricas a través del software de clasificación de picos y el software.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo contó con el apoyo de subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (31871170, 32170950 y 31970915), la Fundación de Ciencias Naturales de la Provincia de Guangdong (2021A1515010804 y 2023A1515010899), la Fundación de Ciencias Naturales de Guangdong para el Proyecto de Cultivo Mayor (2018B030336001) y la Subvención de Guangdong: Tecnologías clave para el tratamiento de trastornos cerebrales (2018B030332001).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Cabezal de clavija de 2,54 mm | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | 1 x 5 | Solicitud para el microaccionamiento móvil que puede deslizarse sobre sus estaños. |
| Adobe Illustrator CC 2017 | Adobe | N/A | Para optimizar imágenes desde GraphPad. |
| BlackRock Microsystems | Blackrock Neurotech | Cerebus | Este sistema incluye headsatge, convertidor DA, amplificador y computadora. |
| Tuerca de latón | Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd. | Tuerca de latón M0.8 | La tuerca fija la posición del tornillo. |
| Tornillo de latón | Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd. | Tornillo de latón M0,8 x 11 mm | Un tornillo que sujeta el microaccionamiento móvil. |
| C57BL/6J | Guangdong Zhiyuan Tecnología Biomédica Co., LTD. | N/A | 12 semanas de edad. |
| Tubo centrífugo | Biosharp | 15 mL; BS-150-M | Para almacenar cerebro de ratones con suluciones de sacarosa. |
| Realización de pintura | Structure Probe, Inc. | 7440-22-4 | Para mejorar la calidad de conexión de cables entre las clavijas del conector y los cables de Ni. |
| Cinta conductora de lámina de cobre | 3M | 1181 | Para reducir las interferencias. |
| Conector | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | 2 x 10P | Para conectar el cabezal al sistema de microaccionamiento. |
| Fuente de alimentación de CC | Maisheng | MS-305D | Un dispositivo de alimentación para lesiones electrolíticas. |
| Cemento dental | Shanghai New Century Dental Materials Co., Ltd. | N/A | Para fijar las guías de electrodos en el cráneo del ratón después de finalizar la implantación. |
| Convertidor analógico digital | Blackrock | 128-Channel | Un dispositivo que convierte los datos digitales en señales analógicas. |
| Resina epoxi | Alteco | N/A | Para cubrir alfileres. |
| Excel | Microsoft N | /A | Para resumir los datos después del análisis. |
| Tijeras oculares | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | N/A | Para cirugía o corte del alambre de Nicromo. |
| Pinzas finas | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | N/A | Para cirugía. |
| Pinzas | JiangXi YuYuan Equipo Médico Co., Ltd. | N/A | Para cirugía o montaje del sistema mirco-drive. |
| Microtomo de congelación | Leica | CM3050 S | Corta el ratón' s cerebro en rodajas |
| Tubo capilar de sílice fundida | Zhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd. | TSP050125 | To sirven como tubos guía para los alambres de Nicromo. |
| Microelectrodo de vidrio | Sutter Instrument Company | BF100-50-10 | Para marcar los lugares deseados para la implantación utilizando la tinta rellena. |
| GraphPad Prism 7 | GraphPad Software | N/A | Para analizar y visualizar los resultados. |
| Tubo guía | Polymicro tecnologías | 1068150020 | Para cargar cables de Nicromo. |
| Headstage | Blackrock | N/A | Una herramienta de transmisión de señales. |
| Globo de helio | Yili Festive products Co., Ltd. | 24 pulgadas | Para compensar el peso de la etapa principal y el sistema de micro-accionamiento. |
| Pluma | marinera de tinta Co., LTD. | 13-2001 | Marcar los lugares deseados para la implantación. |
| Tintura de yodo | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | N/A | Para desinfectar el cuero cabelludo del ratón. |
| Lincomicina en clorhidrato y lidocaína gel de clorhidrato Hubei | kangzheng pharmaceutical co., ltd. | 10g | Un medicamento utilizado para reducir la inflamación. |
| Meloxicam | Vicki Biotecnología Co., Ltd. | 71125-38-7 | Para reducir el dolor postoperatorio en ratones. |
| Micromanipuladores | Scientifica | Scientifica IVM Triple | Para la implantación de guías de electrodos. |
| Microscopio | Nikon | ECLIPSE Ni-E | Capture las imágenes de las secciones cerebrales |
| Probador de impedancia nanoZ | Plexón | nanoZ | Para medir la impedancia o realizar espectroscopía de impedancia de electrodo (EIS) para matrices de microelectrodos multicanal. |
| NeuroExplorer | Plexon | NeuroExplorer | Una herramienta para analizar los datos electrofisiológicos. |
| NeuroExplorer | Plexon, EE. UU. | N/A | Un software. |
| Alambre de nícromo | California Fine Wire Co. | M472490 | 35 y 35 μ m Alambre de Nicromo. |
| Offline Sorter | Plexon | Offline Sorter | Una herramienta para clasificar las unidades múltiples registradas. |
| Tablero de PCB | Hangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd. | N/A | Placa diseñada por computadora. |
| Pentobarbital | Sigma | P3761 | Para anestesiar ratones. |
| Pentobarbital sódico | Sigma | 57-33-0 | Para anestesiar al ratón. |
| Bomba peristáltica | más larga | BT100-1F | Un dispositivo utilizado para la perfusión |
| Poliformaldehído | Sangon Biotech | A500684-0500 | El componente principal de la solución fijadora para la fijación de cerebros de ratones |
| PtCl4 | Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd. | 13454-96-1 | Preparación para líquido de chapado en oro. |
| Salina | Guangdong Hengjian Farmacéutica Co., Ltd. | N/A | Para limpiar el cráneo del ratón. |
| Alambre de plata | Suzhou Xinye Electronics Co., Ltd. | 2 mm de diámetro | Aplicación para electrodos de tierra y de referencia. |
| Taladro de cráneo | RWD Life Science | 78001 | Para perforar con cuidado dos pequeños agujeros en el cráneo del ratón. |
| Tornillos de acero inoxidable | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | M0.8 x 2 | Para proteger el sistema de microaccionamiento y conectar los electrodos de tierra y de referencia. |
| Aparato estereotáxico | RWD Life Science | 68513 | Para realizar las coordenadas estereotáxicas de la corteza motora bilateral. |
| Sacarosa | Damao | 57-50-1 | Para deshidratar el cerebro del ratón después de la perfusión. |
| Súper pegamento | Henkel AG & Co. | PSK5C | Para fijar el tubo guía y el cable de Nicromo. |
| Controlador de temperatura | Harvard Apparatus | TCAT-2 | Para mantener la temperatura rectal del ratón a 37 grados; C |
| Ungüento oftálmico de tetraciclina | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | N/A | Para proteger los ojos del ratón durante la cirugía. |
| Rosca | Rapala | N/A | Para enlazar el globo y la cabecera. |
| Vaselina | Unilever plc | N/A | Para cubrir el espacio entre las guías de electrodos y el cráneo de ratón. |
Referencias
- Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).
- Singer, W. Synchronization of cortical ac....
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Reimpresiones y permisos
