Pour élucider la transition complexe de champs potentiels locaux (LFP) à pointes un stimulateur adapté à des stimuli périphériques mécaniques légères a été construit. Comme application, les activités de dopage enregistrés à partir de cortex somatosensoriel ont été analysés par une stratégie d'optimisation multi-objectif. Les résultats ont démontré que le stimulateur a été proposé en mesure de fournir des stimuli tactiles avec milliseconde et millimétrique précisions.
Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.
Article de méthode
Un appareil simple pour Stimulatory Evoquant point comme stimuli tactiles: un projecteur pour LFP à Spike Transitions
Dans cet article
Résumé
Résumé
La recherche neurophysiologique actuelle a pour but de développer des méthodes pour étudier la voie de signal entre les neurones, notamment dans les transitions de pointes au champ potentiels locaux (LFP) et de LFPs à pointes.
LFP ont une dépendance complexe sur l'activité de pointe et leur relation est encore mal compris 1. L'élucidation de ces relations de signal serait utile à la fois pour le diagnostic clinique (par exemple, les paradigmes de stimulation pour la stimulation cérébrale profonde) et pour une compréhension plus profonde des stratégies de codage neural dans des conditions normales et pathologiques (par exemple, l'épilepsie, la maladie de Parkinson, la douleur chronique). Dans ce but, il faut résoudre les problèmes techniques liés aux dispositifs de stimulation, les paradigmes de stimulation et des analyses informatiques. Par conséquent, un dispositif de stimulation sur mesure a été développé afin de fournir des stimuli bien réglementés dans l'espace et le temps qui ne subissent pas de résonance mécanique. Par la suite,comme un exemple, un ensemble de relations LFP-pointes fiables a été extrait.
La performance de l'appareil a été étudié par des enregistrements extracellulaires, pointes conjointement et réponses LFP aux stimuli appliqués, de la rat cortex somatosensoriel primaire. Ensuite, au moyen d'une stratégie d'optimisation multi-objectif, un modèle prédictif de survenue transitoire basée sur LFP a été estimé.
L'application de ce modèle montre que le dispositif est adapté de manière adéquate pour fournir une stimulation tactile de haute fréquence, supérieure actionneurs piézo-électriques communs. Comme une preuve de l'efficacité de l'appareil, les résultats suivants ont été présentés: 1) le calendrier et la fiabilité des réponses LFP correspondent bien les réponses à pointes, 2) LFP sont sensibles à l'histoire de la stimulation et de capturer non seulement la réponse moyenne, mais aussi la procès-à-la-montre des fluctuations de l'activité de pointe et, enfin, 3) à l'aide de la LFP signal, il est possible d'estimer une fourchette of modèles de prévision qui capturent les différents aspects de l'activité de pointe.
Introduction
Dans le contexte du traitement de signal de la réponse impulsionnelle fournit une caractérisation fondamentale du comportement d'un système dynamique.
Bien que le stimulus impulsion idéale n'est pratiquement pas réalisable, il est possible d'obtenir une approximation raisonnable de celle-ci à l'aide d'un élément d'actionnement qui génère des déplacements à haute fréquence. Ce type de stimulation tactile vibratoire lumière est connu pour cibler à la fois la peau en profondeur (par exemple, de répondre rapidement, l'adaptation rapide corpuscules de Pacini) 2 et les récepteurs superficiels ....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Protocole
Déclaration éthique
Pour étudier comment les stimuli sensoriels sont représentés par l'activité neuronale, il n'existe pas d'alternative à l'utilisation des animaux et l'utilisation d'une approche in vivo. Tous les animaux ont été traités selon les lois italiennes et européennes sur le traitement des animaux dans la recherche scientifique (Comité de bioéthique italien, le décret-loi sur le traitement des animaux dans la recherche 27 Jan 1992, n ° 116). Le Conseil national de recherches, où les expériences ont été réalisées, adhère au Comité international sur la science des animaux (ICLAS) au nom de la organis....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Résultats
Astuce caractéristiques d'excursion
Afin de caractériser les propriétés dynamiques du dispositif de stimulation proposée, une série d'expériences a été mis en place. Un dispositif spécifique qui est constitué d'un arséniure de gallium diode infrarouge couplé à un phototransistor en silicium électroluminescent a été utilisé pour évaluer le déplacement de la pointe, la durée de déplacement et les retards de déplacements possibles. Au moyen de ce commutateur de coupure optique, nous av.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Discussion
Ce travail d'abord présenté une nouvelle, simple et à faible coût dispositif permettant de fournir des stimuli sensoriels ponctuelles rapides et dans l'espace. Ensuite, une impulsion appariée protocole de stimulation aléatoire et un ensemble d'analyses informatiques ont été validés. L'objectif général était d'établir un cadre pour l'estimation des relations LFP-pic dans les enregistrements électrophysiologiques pendant la stimulation tactile.
Le dispositif, le protoco.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent aucun intérêt financier concurrents.
Remerciements
SN et AGZ ont été pris en charge par les fonds de Virtualab PON 01-01297.
....Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Microstepper | AB Transvertex (Stockholm, Suède) | Le microstepper utilisé pour abaisser la matrice d’électrodes | |
| 32 canaux Cheetah System | Neuralynx (MT, USA) | Le système d’enregistrement électrophysiologique | |
| L293D h-bridge | RS Components (Cinisello Balsamo, Italie) | Le pont utilisé pour connecter le microcontrôleur au haut-parleur | |
| H21A3 Optical Interrupter Switch | Fairchild Semiconductor Corporation (San Jose, Californie) | Le phototransistor utilisé pour établir le déplacement de la pointe | |
| Arduino Uno | Arduino (Duemilanove, Italie) | Le microcontrôleur utilisé pour fournir une impulsion de courant au haut-parleur | |
| Matrices de microélectrodes GB1 | FHC | ; | |
| Isoflurane | Rhodia Organique Fine Ltd. | L’anesthésique utilisé pour préparer les animaux | |
| Appareil stéréotaxique | Narishighe (Tokyo, Japon) | ; | |
| Rats mâles Sprague-Dawley | Charles River (Calco, LC, Italie) | ; | |
| Thriéthiodide de galamine | Sigma-Aldrich | Le composé utilisé pour curariser les animaux | |
| Violet de crésyle | Sigma-Aldrich | ; | |
| Antiseptiques topiques (Bétadine 10 %) | Meda Pharma (Milanm, Italie) | ; | |
| Héparine | Sigma-Aldrich | ; | |
| Réactifs de formaldéhyde | Carlo Erba (Pomigliano Milanese, Milan, Italie) |
Références
- Pesaran, B. Uncovering the Mysterious Origins of Local Field Potentials. Neuron. 61 (1-2), (2009).
- Delmas, P., Hao, J., Rodat-Despoix, L. Molecular Mechanisms of Mechanotrasduction in Mammalian Sensory Neurons. Nat. Rev. Neurosci. 12, 139-153 (2011). <....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Réimpressions et autorisations
