Name: Grabación extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-05-26T12:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 59 s
Description: Aprende a realizar grabaciones extracelulares multicanal en ratones que se mueven libremente utilizando un sistema microdrive ligero. Este método optimizado facilita el análisis de potenciales de campo local y picos neuronales en la corteza motora.

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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).

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 microaccionamiento
<ol><li>Conecte dos placas diseñadas por computadora usando dos estupefactos y un tornillo que sujete el microaccionamiento móvil y conecte el conector a una placa (Figura 1A, Bi-iii). Accione el microaccionamiento girando un tornillo (0,5 mm/círculo).</li>
	<li>Asegúrese de que el microaccionamiento pueda transportar dos juegos de ocho tubos guía (~3 cm de largo, ~50 μm de diámetro interno, ~125 μm de diámetro externo) para cada lado de la región MC y, a continuación, córtelo a la misma longitud (al menos 15 mm; Figura 1Biv, v).</li>
	<li>Cortar 16 hilos de Nicromo (~5 cm de largo) con un diámetro de 35 μm, y luego cargarlos sucesivamente en los tubos guía, seguido de aplicar el pegamento para fijarlos (Figura 1Bi, vi, vii).</li>
	<li>Pele el aislamiento del cable, enrede sucesivamente cada cable expuesto a cada pin desde el conector siguiendo el mapa de canales, así como los electrodos de referencia y tierra, y luego aplique lentamente pintura conductora en cada pin (Figura 1Bviii-x).</li>
	<li>Cubra las clavijas con resina epoxi (Figura 1Axi, xii) y luego realice el chapado en oro a través de un probador de impedancia para reducir la impedancia de las puntas de los electrodos a ~ 350 kOhm (Figura 1Bxiii, xiv). Ajuste los parámetros del probador de impedancia de la siguiente manera: −10,08 μA de corriente continua durante 1 s con solución chapada en oro, incluidos 5 mM PtCl4.</li>
	<li>Finalmente, mueva el microaccionamiento hacia la parte superior girando un tornillo. Compruebe el tamaño total del sistema de microaccionamiento modificado como se muestra en la Figura 1A (aproximadamente 15 mm de largo, 10 mm de ancho, 20 mm de alto, ~1 g de peso). Verifique las especificaciones detalladas de la placa diseñada por computadora y el componente móvil en la Figura 1Ai, ii.</li>
</ol>2. Implantación de la guía de electrodos
<ol><li>Esterilice los kits de cirugía, use guantes estériles y póngase una bata blanca estéril de médico antes de que comience la operación.</li>
	<li>Para controlar el dolor, utilice una inyección subcutánea (s.c.) de meloxicam inyectable (5 mg/kg) para el ratón en una cámara de inducción. A continuación, anestesiar al ratón mediante una inyección intraperitoneal (i.p.) de pentobarbital (80 mg/kg) en una cámara de inducción18,19. Aplique una dosis suplementaria de pentobarbital (20 mg/kg/h) si el reflejo de pellizco del dedo del pie aún está presente.</li>
	<li>Fije el ratón en un aparato estereotáxico y mantenga su temperatura rectal a 37 °C utilizando un controlador de temperatura.</li>
	<li>Aplique el ungüento ocular de tetraciclina en ambos ojos del ratón y vuelva a cambiar los guantes estériles antes de la cirugía.</li>
	<li>Afeitar el pelaje del ratón y desinfectar el sitio quirúrgico con tres rondas alternas de exfoliante betadine y alcohol usando un aplicador estéril con punta de algodón en círculos concéntricos comenzando en el centro y moviéndose hacia afuera (Figura 2i, ii). Haz una pequeña incisión en la línea media (~15 mm) para exponer su cráneo. Inmediatamente, aplique la lidocaína al 1% localmente en los músculos del cuello para aliviar el dolor. Luego, retire el tejido residual con unas tijeras y limpie el cráneo con bastoncillos de algodón recubiertos de solución salina (Figura 2iii).</li>
	<li>Con un microelectrodo de vidrio lleno de tinta, marque las ubicaciones deseadas de la MC bilateral para la implantación (Figura 2iv, v). Con base en un estudio previo 20, las localizaciones de la CM bilateral son las siguientes: 0,74 mm anterior al bregma y1,25 mm lateral a la línea media.</li>
	<li>Implante cuatro tornillos de acero inoxidable (0,8 mm de diámetro) para proteger el sistema de microaccionamiento, y luego vincule todos los tornillos con los electrodos de referencia y rectificados, seguido de una cubierta con cemento dental mixto para formar paredes (Figura 2vi-xi).</li>
	<li>Taladre con cuidado dos agujeros pequeños (~1,5 mm2) con un taladro de cráneo en los lados izquierdo y derecho del cráneo coordinado en las regiones MC (Figura 2xii). Utilizar las coordenadas estereotáxicas de la MC bilateral: 0,74 mm anterior a la bregma, 1,25 mm lateral a la línea media y 0,5 mm ventral a la duramadre.</li>
	<li>Retire la duramadre de los orificios con cuidado con pinzas finas (Figura 2xiii).</li>
	<li>Inserte el sistema de microaccionamiento en el centro de los orificios utilizando un micromanipulador a 10 μm/s (Figura 2xiv-xvii).</li>
	<li>Llene la vaselina en las paredes de cemento dental después de terminar la inserción del sistema de microaccionamiento (Figura 2xviii).</li>
	<li>Unir la placa inferior del sistema de microaccionamiento y las paredes de cemento dental con el cemento dental mezclado (Figura 2xix)</li>
	<li>Lave la incisión con solución salina seguida de un tratamiento local con un gel que contenga clorhidrato de lincomicina y clorhidrato de lidocaína para aliviar el dolor postquirúrgico.</li>
	<li>Enrolle la cinta conductora de lámina de cobre alrededor del sistema de microaccionamiento implantado (Figura 2xx).</li>
	<li>Mueva el ratón a una jaula mantenida a 31-33 °C y controle la recuperación del ratón de la anestesia.</li>
	<li>Deje que los ratones se recuperen durante 1 semana con una alimentación separada. Revise y trate la incisión con 3 días de aplicación continua de un gel que contenga clorhidrato de lincomicina y clorhidrato de lidocaína.</li>
</ol>3. Grabación multicanal en el MC bilateral en ratones que se mueven libremente
<ol><li>Sostén la cabeza de un ratón despierto con ligereza y cuidado. Mueva hacia abajo las guías de electrodos (~0,1 mm de profundidad) girando el tornillo de la parte móvil del sistema de microaccionamiento (Figura 1Aii) con al menos 1 día de anticipación.</li>
	<li>Sostenga la cabeza del ratón despierto con suavidad y cuidado. Conecte el centro de la cabecera y un globo de helio (lleno con aproximadamente 0,02 L de helio) con una rosca para compensar el peso de la cabecera y el sistema de microaccionamiento (Figura 3A, B).</li>
	<li>Capture señales en bruto utilizando los electrodos de grabación y los sistemas multicanal mediante muestreo a 30 kHz en el software de grabación y, a continuación, digitalice utilizando un convertidor digital-analógico (DA) de los sistemas multicanal.</li>
	<li>Extraiga las señales LFP de los datos sin procesar remuestreando a 10 kHz en el software de grabación y, a continuación, utilice un filtro de muesca del software de grabación para eliminar el ruido de línea de 50 Hz.</li>
	<li>Registre datos sin procesar en un estado estable desde un mouse que se mueve libremente durante al menos 60 s. Después de terminar la grabación, retire lentamente la conexión entre el headstage y el sistema de microunidad y devuelva el mouse a su jaula de inicio.</li>
	<li>Almacene los datos registrados en la computadora y analícelos fuera de línea (Figura 4 y Figura 5).</li>
	<li>Después de terminar el experimento, realice la eutanasia según las pautas del instituto y luego confirme la ubicación de los electrodos utilizando la fuente de alimentación a una salida de 3 V para realizar una lesión electrolítica de 1 minuto, seguido de realizar un análisis histológico. Corte el cerebro del ratón en rodajas de 30 μm con un micrótomo de congelación, recoja las secciones de MC y luego capture las imágenes con un microscopio (Figura 3C, D).</li>
</ol>4. Clasificación y análisis de picos
<ol><li>Haga clic en Archivo > Abrir archivos > Nev en el software de clasificación de picos para abrir los datos de picos muestreados a 30 kHz (Figura 4Ai).</li>
	<li>Haga clic en Información para seleccionar el canal sin ordenar y, a continuación, seleccione Ordenar > Cambiar método de ordenación > Usar K-Means. Presione el botón Valley-Seeking Sort > K-Means Sorting para obtener las unidades ordenadas (Figura 4Aii, iii).</li>
	<li>Haga clic en Archivo > Guardar como, guarde los datos de picos ordenados con una extensión de nombre de archivo .nev y seleccione Archivo > exportar datos por forma de onda para exportar los resultados de PCA con una extensión de nombre de archivo .txt (Figura 4Aiv).</li>
	<li>Haga clic en Archivo > Importar datos > archivo Blackrock en el software para el análisis de datos neurofisiológicos para abrir el archivo de picos ordenado (Figura 4Bi).</li>
	<li>Haga clic en Análisis > Autocorrelogramas para obtener el autocorrelograma de la unidad seleccionada y, a continuación, establezca los parámetros de la siguiente manera: el valor de X Mínimo a −0,05 s, el valor X Máximo a 0,05 s y el valor de Bin a 0,001 (Figura 4Bii, iii).</li>
	<li>Cargue los datos de picos ordenados, haga clic en Análisis > histogramas de intervalo entre picos para obtener el histograma de intervalo entre picos y, a continuación, establezca los parámetros de la siguiente manera: el valor del intervalo mínimo en 0 s, el valor del intervalo máximo en 0,1 s y el valor Bin en 0,001 (Figura 4Biv, v).</li>
	<li>Haga clic en Análisis > Correlatos cruzados para obtener el correlograma cruzado entre dos eventos unitarios ordenados y, a continuación, establezca los eventos y parámetros de referencia de la siguiente manera: el valor mínimo de X en −0,1 s, el valor máximo de X en 0,1 s y el valor de Bin en 0,001 (Figura 4Bvi, vii).</li>
	<li>Haga clic en Resultados > Resultados numéricos para guardar los resultados del autocorrelograma, el histograma de intervalo entre picos y el correlograma cruzado con .xls extensiones de nombre de archivo (Figura 4Bviii, ix). Analice los datos y dibuje el gráfico.</li>
</ol>5. Análisis de LFP
<ol><li>Haga clic en File Import Data > Blackrock File en el software para el análisis de datos neurofisiológicos para abrir los datos de señal continua muestreados a 10 kHz (Figura 5Ai).</li>
	<li>Haga clic en Análisis > espectro para continuo para analizar el espectro de potencia para el LFP del canal seleccionado. Establezca los parámetros de la siguiente manera: el número de valores de frecuencia en 8.192, el valor de los conos múltiples en 3-5, la normalización del porcentaje de la densidad espectral de potencia total (PSD) y el rango de frecuencia de 1 Hz a 100 Hz (Figura 5Aii, iii).</li>
	<li>Haga clic en Análisis > coherencia para continuo para analizar la coherencia de dos LFP desde los lados izquierdo y derecho del MC. Establezca el canal de referencia y los parámetros de la siguiente manera: Calcule los valores de coherencia, el número de valores de frecuencia en 8.192, el valor de los conos múltiples en 3-5 y el rango de frecuencia de 1 Hz a 100 Hz (Figura 5Aiv, v).</li>
	<li>Haga clic en Análisis > Corr. con Variables Cont. para analizar la correlación entre dos LFP de los lados izquierdo y derecho del MC. Establezca el canal de referencia (datos LFP) y los parámetros de la siguiente manera: el valor mínimo X a −0,1 s, el valor máximo X a 0,1 s y el valor Bin a 0,001 (Figura 5Avi, vii).</li>
	<li>Haga clic en Resultados > Resultados numéricos para guardar los resultados de la PSD, la coherencia y la correlación con una extensión de nombre de archivo .xls (Figura 5Aviii, ix).</li>
	<li>Seleccione el canal para el que se deben extraer las trazas representativas para cada banda de frecuencia, haga clic en Editar > Filtrado Digital de Variables Continuas para obtener cada banda de frecuencia y, a continuación, configure los parámetros de la siguiente manera: la Respuesta de Frecuencia del Filtro como Paso de Banda, la Implementación del Filtro en la respuesta de impulso infinito (IIR) Butterworth, y el valor de Orden de Filtro en 2. Por último, establezca el rango de frecuencia de interés (Figura 5Bi-iv). NOTA: Los rangos de frecuencia utilizados aquí fueron los siguientes: oscilaciones delta (δ, 1-4 Hz), theta (θ, 5-12 Hz), beta (β, 13-30 Hz), gamma baja (γ baja, 30-70 Hz) y gamma alta (γ alta, 70-100 Hz).</li>
	<li>Analiza los datos y dibuja el gráfico.</li>
</ol>6. Correlaciones entre el pico y la LFP
<ol><li>Haga clic en Archivo > Importar datos > archivo Blackrock en el software para el análisis de datos neurofisiológicos para abrir los datos de señal continua y los datos de pico.</li>
	<li>Haga clic en Análisis > Análisis de coherencia para analizar la coherencia entre los picos y el LFP del canal seleccionado. Establezca la variable de referencia (sincronización de picos) y los parámetros de la siguiente manera: Calcule los valores de coherencia, el número de valores de frecuencia en 512, el valor de los conos múltiples en 3-5 y el rango de frecuencia de 1 Hz a 100 Hz (Figura 5Ci, ii).</li>
	<li>Haga clic en Resultados > Resultados numéricos para guardar el resultado de la coherencia del campo de pico con una extensión de nombre de archivo .xls (Figura 5Ciii, iv).</li>
	<li>Analiza los datos y dibuja el gráfico.</li>
</ol>

Registro electrofisiológico extracelular en la corteza motora de ratones

<ol><li>Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+extracellular+fields+and+currents--EEG%2C+ECoG%2C+LFP+and+spikes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).</li>
<li>Singer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronization+of+cortical+activity+and+its+putative+role+in+information+processing+and+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Synchronization of cortical activity and its putative role in information processing and learning.</a> Annual Review of Physiology. 55, 349-374 (1993).</li>
<li>Arroyo-García, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+spike-gamma+coupling+of+area+CA3+fast-spiking+interneurons+as+the+earliest+functional+impairment+in+the+App%28NL-G-F%29+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Impaired spike-gamma coupling of area CA3 fast-spiking interneurons as the earliest functional impairment in the App(NL-G-F) mouse model of Alzheimer's disease.</a> Molecular Psychiatry. 26 (10), 5557-5567 (2021).</li>
<li>Ozawa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-dependent+resonance+in+amygdalo-cortical+circuits+supports+fear+memory+retrieval+following+extinction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Experience-dependent resonance in amygdalo-cortical circuits supports fear memory retrieval following extinction.</a> Nature Communications. 11 (1), 4358(2020).</li>
<li>Vinck, M., Batista-Brito, R., Knoblich, U., Cardin, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arousal+and+locomotion+make+distinct+contributions+to+cortical+activity+patterns+and+visual+encoding%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Arousal and locomotion make distinct contributions to cortical activity patterns and visual encoding.</a> Neuron. 86 (3), 740-754 (2015).</li>
<li>Beck, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((long-term+dopamine+depletion+causes+enhanced+beta+oscillations+in+the+cortico-basal+ganglia+loop+of+parkinsonian+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">long-term dopamine depletion causes enhanced beta oscillations in the cortico-basal ganglia loop of parkinsonian rats.</a> Experimental Neurology. 286, 124-136 (2016).</li>
<li>Magill, P. J., Bolam, J. P., Bevan, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+of+activity+in+the+subthalamic+nucleus-globus+pallidus+network+to+cortical+electroencephalogram%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Relationship of activity in the subthalamic nucleus-globus pallidus network to cortical electroencephalogram.</a> Journal of Neuroscience. 20 (2), 820-833 (2000).</li>
<li>Magill, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+functional+connectivity+within+the+rat+striatopallidal+axis+during+global+brain+activation+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Changes in functional connectivity within the rat striatopallidal axis during global brain activation in vivo.</a> Journal of Neuroscience. 26 (23), 6318-6329 (2006).</li>
<li>Rapeaux, A. B., Constandinou, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantable+brain+machine+interfaces%3A+First-in-human+studies%2C+technology+challenges+and+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Implantable brain machine interfaces: First-in-human studies, technology challenges and trends.</a> Current Opinion in Biotechnology. 72, 102-111 (2021).</li>
<li>Tort, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+cross-frequency+couplings+of+local+field+potential+oscillations+in+rat+striatum+and+hippocampus+during+performance+of+a+T-maze+task%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Dynamic cross-frequency couplings of local field potential oscillations in rat striatum and hippocampus during performance of a T-maze task.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (51), 20517-20522 (2008).</li>
<li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> Journal of Neurophysiology. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li>
<li>Chang, E. H., Frattini, S. A., Robbiati, S., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+microdrive+arrays+for+chronic+neural+recordings+in+awake+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (77), e50470(2013).</li>
<li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (61), e3568(2012).</li>
<li>Lansink, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+split+microdrive+for+simultaneous+multi-electrode+recordings+from+two+brain+areas+in+awake+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A split microdrive for simultaneous multi-electrode recordings from two brain areas in awake small animals.</a> Journal of Neuroscience Methods. 162 (1-2), 129-138 (2007).</li>
<li>Sato, T., Suzuki, T., Mabuchi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+multi-electrode+array+design+for+chronic+neural+recording%2C+with+independent+and+automatic+hydraulic+positioning%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A new multi-electrode array design for chronic neural recording, with independent and automatic hydraulic positioning.</a> Journal of Neuroscience Methods. 160 (1), 45-51 (2007).</li>
<li>van Daal, R. J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantation+of+Neuropixels+probes+for+chronic+recording+of+neuronal+activity+in+freely+behaving+mice+and+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Implantation of Neuropixels probes for chronic recording of neuronal activity in freely behaving mice and rats.</a> Nature Protocols. 16 (7), 3322-3347 (2021).</li>
<li>Unakafova, V. A., Gail, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+open-source+toolboxes+for+processing+and+analysis+of+spike+and+local+field+potentials+data%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroinformatics%22%5BJournal%5D)">Comparing open-source toolboxes for processing and analysis of spike and local field potentials data.</a> Frontiers in Neuroinformatics. 13, 57(2019).</li>
<li>Mao, L., Wang, H., Qiao, L., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruption+of+Nrf2+enhances+the+upregulation+of+nuclear+factor-kappaB+activity%2C+tumor+necrosis+factor-alpha%2C+and+matrix+metalloproteinase-9+after+spinal+cord+injury+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Mediators+of+Inflammation%22%5BJournal%5D)">Disruption of Nrf2 enhances the upregulation of nuclear factor-kappaB activity, tumor necrosis factor-alpha, and matrix metalloproteinase-9 after spinal cord injury in mice.</a> Mediators of Inflammation. 2010, 238321(2010).</li>
<li>Jin, Z., Zhang, Z., Ke, J., Wang, Y., Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise-linked+irisin+prevents+mortality+and+enhances+cognition+in+a+mice+model+of+cerebral+ischemia+by+regulating+Klotho+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Oxidative+Medicine+and+Cellular+Longevity%22%5BJournal%5D)">Exercise-linked irisin prevents mortality and enhances cognition in a mice model of cerebral ischemia by regulating Klotho expression.</a> Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2021, 1697070(2021).</li>
<li>Ding, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spreading+of+TDP-43+pathology+via+pyramidal+tract+induces+ALS-like+phenotypes+in+TDP-43+transgenic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neuropathologica+Communications%22%5BJournal%5D)">Spreading of TDP-43 pathology via pyramidal tract induces ALS-like phenotypes in TDP-43 transgenic mice.</a> Acta Neuropathologica Communications. 9 (1), 15(2021).</li>
<li>Cao, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gamma+oscillation+dysfunction+in+mPFC+leads+to+social+deficits+in+neuroligin+3+R451C+knockin+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Gamma oscillation dysfunction in mPFC leads to social deficits in neuroligin 3 R451C knockin mice.</a> Neuron. 97 (6), 1253-1260 (2018).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

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...

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 estudios han destacado que la actividad de la espícula difiere significativamente entre los estados despiertos y anestesiados en animales5. A pesar de que los registros en animales anestesiados ofrecen la oportunidad de evaluar las LFP con artefactos mínimos en estados de sincronización cortical altamente definidos, los resultados difieren en cierta medida de lo que se puede encontrar en sujetos despiertos 6,7,8. Por lo tanto, es más significativo detectar la actividad neuronal en escalas de tiempo largas y grandes escalas espaciales en diversas enfermedades en un estado cerebral despierto utilizando electrodos implantados en el cerebro. Este manuscrito proporciona información para principiantes sobre cómo hacer el sistema de micro-accionamiento y configurar los parámetros utilizando un software común para calcular las señales de pico y LFP de una manera rápida y sencilla para comenzar el registro y el análisis.
Aunque el registro no invasivo de las funciones cerebrales, como el uso de electroencefalogramas (EEG) y potenciales relacionados con eventos (ERP) registrados en el cuero cabelludo, se ha utilizado ampliamente en estudios en humanos y roedores, los datos de EEG y ERP tienen propiedades espaciales y temporales bajas y, por lo tanto, no pueden detectar las señales precisas producidas por la actividad sináptica dendrítica cercana dentro de un área específica del cerebro1. En la actualidad, aprovechando la grabación multicanal en animales conscientes, la actividad neuronal en las capas más profundas del cerebro puede registrarse de forma crónica y progresiva mediante la implantación de un sistema de microaccionamiento en el cerebro de primates o roedores durante múltiples pruebas de comportamiento 1,2,3,4,5,6,7,8,9 . En resumen, los investigadores pueden construir un sistema de microaccionamiento que se puede utilizar para el posicionamiento independiente de los electrodos o tetrodos para apuntar a diferentes partes del cerebro10,11. Por ejemplo, Chang et al. describieron técnicas para registrar picos y LFPs en ratones mediante el ensamblaje de un micro-drive ligero y compacto12. Además, las sondas de silicio micromecanizadas con componentes accesorios hechos a medida están disponibles comercialmente para registrar múltiples neuronas individuales y LFP en roedores durante tareas de comportamiento13. Aunque se han utilizado varios diseños para ensamblar sistemas de microaccionamiento, estos todavía tienen un éxito limitado en términos de complejidad y peso de todo el sistema de microaccionamiento. Por ejemplo, Lansink et al. mostraron un sistema de microaccionamiento multicanal con una estructura compleja para la grabación de una sola región cerebral14. Sato et al. informaron de un sistema de microaccionamiento multicanal que mostraba una función de posicionamiento hidráulico automático15. Las principales desventajas de estos sistemas de microaccionamiento son que son demasiado pesados para que los ratones se muevan libremente y son difíciles de montar para los principiantes. Aunque se ha demostrado que el registro extracelular multicanal es una tecnología adecuada y eficiente para medir la actividad neuronal durante las pruebas de comportamiento, no es fácil para los principiantes registrar y analizar las señales adquiridas por el complejo sistema de microaccionamiento. Dado que es difícil iniciar todo el proceso de operación del registro extracelular multicanal y el análisis de datos en ratones que se mueven libremente16,17, en el presente artículo se presentan pautas simplificadas para introducir el proceso detallado de fabricación del sistema de microaccionamiento utilizando componentes y configuraciones comúnmente disponibles; también se proporcionan los parámetros del software común para calcular las señales de pico y LFP de una manera rápida y sencilla. Además, en este protocolo, el ratón puede moverse libremente gracias al uso de un globo de helio, lo que contribuye a compensar el peso de la cabecera y el sistema de micropropulsión. En general, en el presente estudio, describimos cómo construir fácilmente un sistema de micro-accionamiento y optimizar los procesos de registro y análisis de datos.

<table><tbody><tr><td>Cabezal de clavija de 2,54 mm</td><td>YOUXIN Electronic Co., Ltd.</td><td>1 x 5</td><td>Solicitud para el microaccionamiento móvil que puede deslizarse sobre sus estaños.</td></tr><tr><td>Adobe Illustrator CC 2017</td><td>Adobe</td><td>N/A</td><td>Para optimizar imágenes desde GraphPad.</td></tr><tr><td>BlackRock Microsystems</td><td>Blackrock Neurotech</td><td>Cerebus</td><td>Este sistema incluye headsatge, convertidor DA, amplificador y computadora.</td></tr><tr><td>Tuerca de latón</td><td>Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd.</td><td>Tuerca de latón M0.8</td><td>La tuerca fija la posición del tornillo.</td></tr><tr><td>Tornillo de latón</td><td>Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd.</td><td>Tornillo de latón M0,8 x 11 mm</td><td>Un tornillo que sujeta el microaccionamiento móvil.</td></tr><tr><td>C57BL/6J</td><td>Guangdong Zhiyuan Tecnología Biomédica Co., LTD.</td><td>N/A</td><td>12 semanas de edad.</td></tr><tr><td>Tubo centrífugo</td><td>Biosharp</td><td>15 mL; BS-150-M</td><td>Para almacenar cerebro de ratones con suluciones de sacarosa.</td></tr><tr><td>Realización de pintura</td><td>Structure Probe, Inc.</td><td>7440-22-4</td><td>Para mejorar la calidad de conexión de cables entre las clavijas del conector y los cables de Ni.</td></tr><tr><td>Cinta conductora de lámina de cobre</td><td>3M</td><td>1181</td><td>Para reducir las interferencias.</td></tr><tr><td>Conector</td><td>YOUXIN Electronic Co., Ltd.</td><td>2 x 10P</td><td>Para conectar el cabezal al sistema de microaccionamiento.</td></tr><tr><td>Fuente de alimentación de CC</td><td>Maisheng</td><td>MS-305D</td><td>Un dispositivo de alimentación para lesiones electrolíticas.</td></tr><tr><td>Cemento dental</td><td>Shanghai New Century Dental Materials Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para fijar las guías de electrodos en el cráneo del ratón después de finalizar la implantación.</td></tr><tr><td>Convertidor analógico digital</td><td>Blackrock</td><td>128-Channel</td><td>Un dispositivo que convierte los datos digitales en señales analógicas.</td></tr><tr><td>Resina epoxi</td><td>Alteco</td><td>N/A</td><td>Para cubrir alfileres.</td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft N</td><td>/A</td><td>Para resumir los datos después del análisis.</td></tr><tr><td>Tijeras oculares</td><td>JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para cirugía o corte del alambre de Nicromo.</td></tr><tr><td>Pinzas finas</td><td>JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para cirugía.</td></tr><tr><td>Pinzas</td><td>JiangXi YuYuan Equipo Médico Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para cirugía o montaje del sistema mirco-drive.</td></tr><tr><td>Microtomo de congelación</td><td>Leica</td><td>CM3050 S</td><td>&nbsp; Corta el ratón' s cerebro en rodajas</td></tr><tr><td>Tubo capilar de sílice fundida</td><td>Zhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd.</td><td>TSP050125</td><td>To&nbsp; sirven como tubos guía para los alambres de Nicromo.</td></tr><tr><td>Microelectrodo de vidrio</td><td>Sutter Instrument Company</td><td>BF100-50-10</td><td>Para marcar los lugares deseados para la implantación utilizando la tinta rellena.</td></tr><tr><td>GraphPad Prism 7</td><td>GraphPad Software</td><td>N/A</td><td>Para analizar y visualizar los resultados.</td></tr><tr><td>Tubo guía</td><td>Polymicro tecnologías</td><td>1068150020</td><td>Para cargar cables de Nicromo.</td></tr><tr><td>Headstage</td><td>Blackrock</td><td>N/A</td><td>Una herramienta de transmisión de señales.</td></tr><tr><td>Globo de helio</td><td>Yili Festive products Co., Ltd.</td><td>24 pulgadas</td><td>Para compensar el peso de la etapa principal y el sistema de micro-accionamiento.</td></tr><tr><td>Pluma</td><td>marinera de tinta Co., LTD.</td><td>13-2001</td><td>Marcar los lugares deseados para la implantación.</td></tr><tr><td>Tintura de yodo</td><td>Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para desinfectar el cuero cabelludo del ratón.</td></tr><tr><td>Lincomicina en clorhidrato y lidocaína &nbsp; gel de clorhidrato Hubei</td><td>kangzheng pharmaceutical co., ltd.</td><td>10g</td><td>Un medicamento utilizado para reducir la inflamación.</td></tr><tr><td>Meloxicam</td><td>Vicki Biotecnología Co., Ltd.</td><td>71125-38-7</td><td>Para reducir el dolor postoperatorio en ratones.</td></tr><tr><td>Micromanipuladores</td><td>Scientifica</td><td>Scientifica IVM Triple</td><td>Para la implantación de guías de electrodos.</td></tr><tr><td>Microscopio&nbsp;</td><td>Nikon</td><td>ECLIPSE Ni-E</td><td>&nbsp; Capture las imágenes de las secciones cerebrales</td></tr><tr><td>Probador de impedancia nanoZ</td><td>Plexón</td><td>nanoZ</td><td>Para medir la impedancia o realizar espectroscopía de impedancia de electrodo (EIS) para matrices de microelectrodos multicanal.</td></tr><tr><td>NeuroExplorer</td><td>Plexon</td><td>NeuroExplorer</td><td>Una herramienta para analizar los datos electrofisiológicos.</td></tr><tr><td>NeuroExplorer&nbsp;</td><td>Plexon, EE. UU.</td><td>N/A</td><td>Un software.</td></tr><tr><td>Alambre de nícromo</td><td>California Fine Wire Co.</td><td>M472490</td><td>35 y 35 &mu; m Alambre de Nicromo.</td></tr><tr><td>Offline Sorter</td><td>Plexon</td><td>Offline Sorter</td><td>Una herramienta para clasificar las unidades múltiples registradas.</td></tr><tr><td>Tablero de PCB</td><td>Hangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Placa diseñada por computadora.</td></tr><tr><td>Pentobarbital</td><td>Sigma</td><td>P3761</td><td>Para anestesiar ratones.</td></tr><tr><td>Pentobarbital sódico</td><td>Sigma</td><td>57-33-0</td><td>Para anestesiar al ratón.</td></tr><tr><td>Bomba peristáltica</td><td>más larga</td><td>BT100-1F</td><td>Un dispositivo utilizado para la perfusión</td></tr><tr><td>Poliformaldehído&nbsp;</td><td>Sangon Biotech</td><td>A500684-0500</td><td>El componente principal de la solución fijadora para la fijación de cerebros de ratones&nbsp;</td></tr><tr><td>PtCl4</td><td>Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd.</td><td>13454-96-1</td><td>Preparación para líquido de chapado en oro.</td></tr><tr><td>Salina</td><td>Guangdong Hengjian Farmacéutica Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para limpiar el cráneo del ratón.</td></tr><tr><td>Alambre de plata</td><td>Suzhou Xinye Electronics Co., Ltd.</td><td>2 mm de diámetro</td><td>Aplicación para electrodos de tierra y de referencia.</td></tr><tr><td>Taladro de cráneo</td><td>RWD Life Science</td><td>78001</td><td>Para perforar con cuidado dos pequeños agujeros en el cráneo del ratón.</td></tr><tr><td>Tornillos de acero inoxidable</td><td>YOUXIN Electronic Co., Ltd.</td><td>M0.8 x 2</td><td>Para proteger el sistema de microaccionamiento y conectar los electrodos de tierra y de referencia.</td></tr><tr><td>Aparato estereotáxico</td><td>RWD Life Science</td><td>68513</td><td>Para realizar las coordenadas estereotáxicas de la corteza motora bilateral.</td></tr><tr><td>Sacarosa</td><td>Damao</td><td>57-50-1</td><td>Para deshidratar el cerebro del ratón después de la perfusión.</td></tr><tr><td>Súper pegamento</td><td>Henkel AG & Co.</td><td>PSK5C</td><td>Para fijar el tubo guía y el cable de Nicromo.</td></tr><tr><td>Controlador de temperatura</td><td>Harvard Apparatus</td><td>TCAT-2</td><td>Para mantener la temperatura rectal del ratón a 37 grados; C</td></tr><tr><td>Ungüento oftálmico de tetraciclina</td><td>Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.</td><td>N/A</td><td>Para proteger los ojos del ratón durante la cirugía.</td></tr><tr><td>Rosca</td><td>Rapala</td><td>N/A</td><td>Para enlazar el globo y la cabecera.</td></tr><tr><td>Vaselina</td><td>Unilever plc</td><td>N/A</td><td>Para cubrir el espacio entre las guías de electrodos y el cráneo de ratón.</td></tr></tbody></table>

grabación extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

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.

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...

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.

Grabación extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...

Nuestro objetivo es descubrir las propiedades de la activación neuronal y la red de potenciales de campo local en ratones que se comportan y llevan a cabo tareas específicas mediante la correlación de la señal electrofisiológica con los comportamientos. Se ha demostrado que el registro extracelular multicanal mediante el sistema de microaccionamiento es una tecnología adecuada y eficiente para la actividad neuronal durante las pruebas de comportamiento. 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 adquirir y analizar las señales.Presentamos cómo realizar el registro extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente con un sistema de microaccionamiento más estable y ligero, y optimizar los procesos de registro y análisis de datos para los principiantes. Vamos a aumentar el número de canales y reducir el volumen del sistema de microcontroladores en una nueva versión.

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Investigación

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Neuroscience

Neurociencia

En este artículo se describe el procedimiento de la cirugía y el manejo de consejos para la implantación de ultra-delgada serie de microelectrodos de poliamida basado en (PBM-matriz) en el cráneo del ratón para la adquisición de alta densidad encefalografía (EEG) en un modelo murino.

Alta densidad de registros de EEG de los ratones se mueven libremente con poliamida basado microelectrodos

El video muestra la inyección de sondas electrónicas de malla en el cerebro de un ratón para grabaciones estables a largo plazo a nivel de una sola neurona. Un ratón anestesiado con un cráneo expuesto se asegura en un marco estereotáxico, y la región del dispositivo de malla de la sonda se inyecta en el cerebro a través de orificios perforados. Las almohadillas de entrada-salida de la sonda están conectadas a un circuito, y las grabaciones se obtienen utilizando un sistema de adquisición de...

Electrónica de malla inyectable para grabaciones estables de una sola neurona en el cerebro de un ratón

Este video demuestra el estudio de la actividad neuronal en una región específica del cerebro del ratón que procesa los estímulos auditivos. La técnica consiste en aplicar un bloqueador inhibidor de la neurotransmisión y comparar las respuestas neuronales a los estímulos auditivos antes y después de que el fármaco se aplique en la región cerebral localizada.

Investigación de las respuestas neuronales auditivas en un ratón despierto en presencia de un bloqueador de neurotransmisores inhibidores

Este protocolo describe el diseño y la implantación quirúrgica de un mecanismo de restricción de la cabeza para monitorear la actividad neuronal en las estructuras cerebrales subcorticales en ratas alerta.  Delinea procedimientos para aislar neuronas individuales en la configuración yuxtacelular e identificar eficientemente sus ubicaciones anatómicas.

Monitoreo Juxtacellular y localización de las neuronas individual dentro de las estructuras cerebrales subcorticales de Alerta, ratas Head-restringido

Este método crea un entorno tangible, familiar para el ratón para navegar y explorar durante microscópicas de imágenes o una sola célula de registros electrofisiológicos, los cuales requieren una fijación firme de la cabeza del animal.

Plataforma levantado-Air-plana con piso: un nuevo método para combinar Comportamiento con Microscopía o Electrofisiología en Awake moviéndose libremente Roedores

Presentamos métodos para la construcción de electrodos que registren simultáneamente la actividad neuronal extracelular y liberen múltiples sustancias neuroactivas en las proximidades de los sitios de registro en ratones despiertos. Esta técnica permite el análisis detallado de las entradas sinápticas locales putativas a la neurona de interés.

Extracelular de grabación de la actividad neuronal junto con la aplicación de sustancias Microiontophoretic neuroactivos en ratones Awake

Se introduce un inalámbrico, sistema bidireccional de nervios grabaciones de canales múltiples y la estimulación en comportarse libremente las ratas. El sistema es ligero y compacto, teniendo así un impacto mínimo en el repertorio conductual de la animal´s. Por otra parte, este sistema bidireccional proporciona una sofisticada herramienta para evaluar las relaciones causales entre patrones de activación cerebral y el comportamiento.

Un inalámbrico, interfaz bidireccional para la grabación en Vivo y estimulación de la actividad Neural en comportarse libremente las ratas

Aquí, presentamos un protocolo para registrar el cerebro y corazón bio señales en ratones usando video simultáneo, electroencefalografía (EEG) y electrocardiografía (ECG). También se describen métodos para analizar las grabaciones de EEG ECG resultantes para convulsiones, energía espectral del EEG, la función cardiaca y variabilidad del ritmo cardíaco.

Video-EEG-ECG simultánea de monitoreo para identificar la disfunción neurocardiaco en modelos de ratón de la epilepsia

Se propone un sistema de registro electroencefalográfico de bajo costo combinado con una bobina de tamaño milimétrico para impulsar la estimulación magnética transcraneal del cerebro del ratón in vivo. Utilizando electrodos de tornillo convencionales con un sustrato de matriz de múltiples electrodos flexible hecho a medida, se puede llevar a cabo la grabación multisitio desde el cerebro del ratón en respuesta a la estimulación magnética transcraneal.

Sistema de registro electroencefalográfico de bajo costo combinado con una bobina de tamaño milimétrico para estimular transcranealmente el cerebro del ratón in vivo

Este protocolo fue desarrollado para crear un sistema confiable y de fácil acceso para registrar EEG de roedores en movimiento libre.

Un protocolo rentable y mínimamente invasivo para el registro de electroencefalografía crónica multisitio en ratones que se mueven libremente

Este protocolo describe un método quirúrgico en dos fases para crear una ventana craneal grande, resellable y que salve la duramadre en ratones. Esta técnica permite registros electrofisiológicos crónicos y multimodales de redes profundas del cerebro distribuido, como la Red de Modos Predeterminados, durante varias semanas.

Protocolo quirúrgico para una ventana craneal grande y resellable que permite grabaciones electrofisiológicas longitudinales y multimodales de la red de modo predeterminado del ratón

Aprende a realizar grabaciones extracelulares multicanal en ratones que se mueven libremente utilizando un sistema microdrive ligero. Este método optimizado facilita el análisis de potenciales de campo local y picos neuronales en la corteza motora.

Grabación extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente

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