Name: El examen de procesamiento de la red local usando multi-contacto laminar de grabación de electrodos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-09-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 40 s
Description: Aprende a examinar el procesamiento de la red local usando electrodos laminares de múltiples contactos para registrar actividad neuronal en capas corticales del córtex visual primario.

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Damos las gracias a Ye Wang para el debate y Pojoga Sorin para la formación del comportamiento. Apoyados por el Programa EUREKA NIH, el Instituto Nacional del Ojo, el Programa de Becas Pew, la Fundación James S. McDonnell (VD), y un NIH Visión Entrenamiento Grant (BJH).

<ol><li>Hubel, D. H., Wiesel, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptive+fields+and+functional+architecture+of+monkey+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex.</a> J Physiol. 195, 215-243 (1968).</li>
<li>Mountcastle, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modality+and+topographic+properties+of+single+neurons+of+cat%27s+somatic+sensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Modality and topographic properties of single neurons of cat's somatic sensory cortex.</a> J Neurophysiol. 20, 408-434 (1957).</li>
<li>Nassi, J. J., Callaway, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+processing+strategies+of+the+primate+visual+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Parallel processing strategies of the primate visual system.</a> Nat Rev Neurosci. 10, 360-372 (2009).</li>
<li>Ringach, D. L., Hawken, M. J., Shapley, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+orientation+tuning+in+macaque+primary+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Dynamics of orientation tuning in macaque primary visual cortex.</a> Nature. 387, 281-284 (1997).</li>
<li>Martinez, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptive+field+structure+varies+with+layer+in+the+primary+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Receptive field structure varies with layer in the primary visual cortex.</a> Nat Neurosci. 8, 372-379 (2005).</li>
<li>Lakatos, P., Karmos, G., Mehta, A. D., Ulbert, I., Schroeder, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entrainment+of+neuronal+oscillations+as+a+mechanism+of+attentional+selection%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Entrainment of neuronal oscillations as a mechanism of attentional selection.</a> Science. 320, 110-113 (2008).</li>
<li>Sun, W., Dan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Layer-specific+network+oscillation+and+spatiotemporal+receptive+field+in+the+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Layer-specific network oscillation and spatiotemporal receptive field in the visual cortex.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 17986-17991 (2009).</li>
<li>Maier, A., Adams, G. K., Aura, C., Leopold, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+superficial+and+deep+laminar+domains+of+activity+in+the+visual+cortex+during+rest+and+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Systems+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Distinct superficial and deep laminar domains of activity in the visual cortex during rest and stimulation.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 4, 12-12 (2010).</li>
<li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex%3A+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomena%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena.</a> Physiol Rev. 65, 37-100 (1985).</li>
<li>Mitzdorf, U., Singer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitatory+synaptic+ensemble+properties+in+the+visual+cortex+of+the+macaque+monkey%3A+a+current+source+density+analysis+of+electrically+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Excitatory synaptic ensemble properties in the visual cortex of the macaque monkey: a current source density analysis of electrically evoked potentials.</a> J Comp Neurol. 187, 71-83 (1979).</li>
<li>Schroeder, C. E., Mehta, A. D., Givre, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spatiotemporal+profile+of+visual+system+activation+revealed+by+current+source+density+analysis+in+the+awake+macaque%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">A spatiotemporal profile of visual system activation revealed by current source density analysis in the awake macaque.</a> Cereb Cortex. 8, 575-592 (1998).</li>
<li>Schroeder, C. E., Tenke, C. E., Givre, S. J., Arezzo, J. C., Vaughan, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Striate+cortical+contribution+to+the+surface-recorded+pattern-reversal+VEP+in+the+alert+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Striate cortical contribution to the surface-recorded pattern-reversal VEP in the alert monkey.</a> Vision Res. 31, 1143-1157 (1991).</li>
<li>Amzica, F., Steriade, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+substrates+and+laminar+profile+of+sleep+K-complex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cellular substrates and laminar profile of sleep K-complex.</a> Neuroscience. 82, 671-686 (1998).</li>
<li>Kandel, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular-synaptic+generation+of+sleep+spindles%2C+spike-and-wave+discharges%2C+and+evoked+thalamocortical+responses+in+the+neocortex+of+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cellular-synaptic generation of sleep spindles, spike-and-wave discharges, and evoked thalamocortical responses in the neocortex of the rat.</a> J Neurosci. 17, 6783-6797 (1997).</li>
<li>Sakata, S., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laminar+structure+of+spontaneous+and+sensory-evoked+population+activity+in+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Laminar structure of spontaneous and sensory-evoked population activity in auditory cortex.</a> Neuron. 64, 404-418 (2009).</li>
<li>Nicholson, C., Freeman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+current+source-density+analysis+and+determination+of+conductivity+tensor+for+anuran+cerebellum%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Theory of current source-density analysis and determination of conductivity tensor for anuran cerebellum.</a> J Neurophysiol. 38, 356-368 (1975).</li>
<li>Pettersen, K. H., Devor, A., Ulbert, I., Dale, A. M., Einevoll, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current-source+density+estimation+based+on+inversion+of+electrostatic+forward+solution%3A+effects+of+finite+extent+of+neuronal+activity+and+conductivity+discontinuities%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Current-source density estimation based on inversion of electrostatic forward solution: effects of finite extent of neuronal activity and conductivity discontinuities.</a> J Neurosci Methods. 154, 116-133 (2006).</li>
<li>Vaknin, G., DiScenna, P. G., Teyler, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+calculating+current+source+density+%28CSD%29+analysis+without+resorting+to+recording+sites+outside+the+sampling+volume%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A method for calculating current source density (CSD) analysis without resorting to recording sites outside the sampling volume.</a> J Neurosci Methods. 24, 131-135 (1988).</li>
</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

De unidades múltiples grabaciones se han convertido en estándar para el análisis de cómo las redes neuronales en la corteza codificar la información de estímulo. Teniendo en cuenta los recientes avances en tecnología de electrodos, la aplicación de los electrodos laminar permite una caracterización sin precedentes de los locales de los circuitos corticales. A pesar de electrodos múltiples grabaciones ofrecen información útil sobre la dinámica de la población neuronal, múltiples electrodos laminares permiten una mayor re...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del Equipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Nan microdrive sistema </td><td> Nan los instrumentos </td><td> NAN-S4 </td><td> Figura 2. Abrazaderas personalizados son necesarios para utilizar el U-Probe. Todo lo mencionado con excepción de la U-Probe es proporcionado por los instrumentos NAN. </td></tr><tr><td> Microdrives tornillo </td><td> MIT taller mecánico </td><td></td><td> Todo lo que es capaz de asegurar un tubo de guía a la red NAN debe ser apropiado. </td></tr><tr><td> Tubos de acero inoxidable Guía </td><td> Partes pequeñas </td><td> B00137QHNS (1) o B00137QHO2 (5) </td><td> Estas son 60 de largo y cortado a la medida en el laboratorio usando un taladro Dremel </td></tr><tr><td> Plexon U-Probe </td><td> Plexon, Inc </td><td> PLX-UP-16-25ED-100-SE-360-25T-500 </td><td> Ver la sonda U-especificaciones disponibles en <a href="www.plexon.com">www.plexon.com</a> También vea la Figura 1. </td></tr></tbody></table> Tabla 1. Hardware. <table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del Software </td><td> Empresa </td><td> Sitio web </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> NAN software </td><td> NAN </td><td> <a href="http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm">http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm</a> </td><td> Interfaz de la computadora requiere un puerto serial adicional para acomodar el sistema y el hardware Plexon NAN </td></tr><tr><td> Clasificador en línea, FPAlign, PlexUtil, programas de MATLAB </td><td> Plexon </td><td> <a href="http://www.plexon.com/downloads.html#Software">http://www.plexon.com/downloads.html # Software</a> </td><td> En &#39;paquetes de instalación &quot; </td></tr><tr><td> NeuroExplorer </td><td> NeuroExplorer </td><td> <a href="http://www.neuroexplorer.com/">http://www.neuroexplorer.com/</a> </td><td> Bajo &quot;Recursos&quot; </td></tr><tr><td> CSDplotter Versión 0.1.1 </td><td> Klas H. Petterson </td><td> <a href="http://arken.umb.no/~klaspe/user_guide.pdf">http://arken.umb.no/ ~ klaspe / user_guide.pdf</a> </td><td></td></tr></tbody></table> Tabla 2. Software.

el examen de procesamiento de la red local usando multi-contacto laminar de grabación de electrodos

Examining Local Network Processing using Multi-contact Laminar Electrode Recording

Capas corticales son estructuras omnipresentes a lo largo de la neocorteza 1-4 que consisten en redes locales muy recurrente. En los últimos años, importantes avances se han realizado en nuestra comprensión de las diferencias en las propiedades de respuesta de las neuronas en diferentes capas corticales 5-8, pero aún queda mucho que aprender acerca de si y cómo la población neuronal codificar la información en un determinado laminar manera. Existentes de múltiples electrodos técnicas de matriz, aunque informativo para la medición de las respuestas a través de muchos milímetros de espacio cortical a lo largo de la superficie cortical, no son adecuadas para abordar el tema de los circuitos corticales laminar. Aquí, presentamos nuestro método para la creación y grabación de las neuronas individuales y los potenciales de campo locales (LFPs) a través de las capas corticales de la corteza visual primaria (V1) que utiliza electrodos de contacto multi-laminar (Figura 1; Plextrode U-Probe, Inc Plexon). Los métodos incluyen la construcción del dispositivo de grabación, la identificación de las capas corticales, y la identificación de los campos receptivos de las neuronas individuales. Para identificar las capas corticales, se mide el potencial de respuesta evocada (ERP) de la LFP de series de tiempo con todo el campo de estímulos brilló. A continuación, realice fuente de corriente densidad (CSD) un análisis para identificar la inversión de polaridad acompañado por la configuración del fregadero de código en la base de la capa 4 (el lavabo está dentro de la capa 4, posteriormente conocida como la capa granular 9-12). Fuente de corriente de densidad es útil porque proporciona un índice de la ubicación, la dirección y la densidad del flujo de corriente transmembrana, lo que nos permite colocar con precisión los electrodos de registro de todas las capas en una sola penetración 6, 11, 12.

Una cuestión fundamental en nuestra comprensión de los circuitos corticales es cómo las redes en diferentes capas corticales codificar la información sensorial. Aquí se describe la utilización de técnicas electrofisiológicas de múltiples electrodos de contacto laminar para grabar unidades únicas y potenciales locales de campo y análisis de la actualidad para identificar a las capas corticales.

El examen de procesamiento de la red local usando multi-contacto laminar de grabación de electrodos

Las capas corticales son estructuras ubicuas en todo el neocórtex1-4 que consisten en redes locales altamente recurrentes. En años recientes, se ha logrado un progreso significativo...

El objetivo general de este procedimiento es describir la metodología que nos permitirá examinar cómo las neuronas individuales y los potenciales de campo locales en diferentes capas corticales de la corteza visual primaria codifican la información sensorial. El procedimiento comienza con la descripción de la construcción del sistema de microimpulsión controlado por computadora y del uso de un electrodo laminar de múltiples contactos para la grabación en la corteza visual primaria.El siguiente paso consiste en realizar un paradigma de potencial de respuesta evocada después de que el electrodo se haya avanzado hasta la región cerebral objetivo. A continuación, se utiliza el análisis de densidad de corriente fuente para identificar las capas corticales según la inversión de polaridad, acompañada por la configuración sincrónica de la fuente. El paso final del procedimiento es realizar la cartografía del campo receptivo y analizar las diferencias en la actividad neuronal en respuesta a la estimulación visual.Finalmente, se pueden obtener resultados que muestran cambios específicos por capa en la codificación de la información sensorial. Hola, mi nombre es Sarah Eagleman y soy estudiant

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Grabaciones postsinápticos en las dendritas aferentes cocleares ponerse en contacto con las células ciliadas internas: Comunicado de Vigilancia multivesiculares en una sinapsis cinta

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Varias unidades Métodos de grabación para caracterizar la actividad neuronal en el Locust (<em&gt; Schistocerca americana</em&gt;) Circuitos olfativas

De múltiples electrodos patch-clamp grabaciones constituyen una tarea compleja. Aquí se muestra cómo, mediante la automatización de muchas de las medidas experimentales, es posible acelerar el proceso que conduce a una mejora cualitativa en el rendimiento y el número de grabaciones.

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