Ce protocole démontre comment utiliser un système électrophysiologique pour la stimulation en boucle fermée déclenchée par les modèles d'activité neuronale. Un exemple de code Matlab qui peut être facilement modifié pour différents dispositifs de stimulation est également fourni.
Un abonnement JoVE est requis pour visualiser ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre période d'essai gratuite.
Article de méthode
Utilisation de l'activité de spiking de neurone pour déclencher des stimuli à boucle fermée dans les expériences neurophysiologiques
* These authors contributed equally
Dans cet article
Résumé
Résumé
Les systèmes neurophysiologiques en boucle fermée utilisent des modèles d'activité neuronale pour déclencher des stimuli qui, à leur tour, affectent l'activité cérébrale. Ces systèmes en boucle fermée sont déjà trouvés dans les applications cliniques, et sont des outils importants pour la recherche fondamentale sur le cerveau. Un développement récent particulièrement intéressant est l'intégration des approches en boucle fermée avec l'optogénétique, de sorte que des modèles spécifiques de l'activité neuronale peuvent déclencher la stimulation optique de groupes neuronaux sélectionnés. Cependant, la mise en place d'un système électrophysiologique pour les expériences en boucle fermée peut être difficile. Ici, un code Matlab prêt à appliquer est fourni pour déclencher des stimuli basés sur l'activité de neurones simples ou multiples. Cet exemple de code peut être facilement modifié en fonction des besoins individuels. Par exemple, il montre comment déclencher des stimuli sonores et comment le modifier pour déclencher un périphérique externe connecté à un port de série PC. Le protocole présenté est conçu pour fonctionner avec un système d'enregistrement neuronal populaire pour les études animales (Neuralynx). La mise en œuvre de la stimulation en boucle fermée est démontrée chez un rat éveillé.
Introduction
L'objectif de ce protocole est de démontrer comment mettre en œuvre la stimulation en boucle fermée dans les expériences neurophysiologiques. La configuration typique pour les expériences en boucle fermée en neurosciences consiste à déclencher des stimuli basés sur la lecture en ligne de l'activité neuronale. Cela, à son tour, provoque des modifications dans l'activité cérébrale, fermant ainsi la boucle de rétroaction1,2. De telles expériences en boucle fermée offrent de multiples avantages par rapport aux configurations en boucle ouverte standard, en particulier lorsqu'elles sont combinées avec l'optogénétiqu....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Protocole
Toutes les procédures décrites ici ont été effectuées en vertu d'un protocole de recherche sur les animaux approuvé par le Comité du bien-être animal de l'Université de Lethbridge.
1. Chirurgie
REMARQUE: Les procédures chirurgicales utilisées pour implanter des sondes pour les enregistrements neurophysiologiques ont été présentées dans d'autres publications24,25,26. Les détails exacts de la chirurgie pour la stimulation en boucle fermée dépendent du type de sondes d'enregistrement utilisées et des zones cérébrales ciblées.....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Résultats
Les rats Fisher-Brown Norway nés et élevés sur place étaient habitués à la manipulation pendant deux semaines avant l'expérience. Un disque d'enregistrement a été implanté chirurgicalement, semblable aux méthodes décrites précédemment28,29,30,31,32,33,34. Les signaux neuronaux ont été enregi.......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Discussion
Le protocole décrit ici, montre comment utiliser un système d'enregistrement neurophysiologique standard pour effectuer la stimulation en boucle fermée. Ce protocole permet aux neuroscientifiques ayant une expertise limitée en informatique de mettre en œuvre rapidement une variété d'expériences en boucle fermée avec peu de coûts. De telles expériences sont souvent nécessaires pour étudier les interactions causales dans le cerveau.
Après la préparation d'un animal et l'installation du logiciel .......
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Déclarations de divulgation
Les auteurs n'ont aucun conflit d'intérêts lié à ce travail.
Remerciements
Ce travail a été soutenu par des subventions de découverte du CRSN à AL et AG.
....Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Baytril | Bayer, Mississauga, CA | DIN 02169428 | ; 50 mg/mL |
| Cheetah 6.4 | NeuraLynx, Tucson, AZ | 6.4.0.beta | Interfaces logicielles pour l’acquisition de données ; |
| Numérique Lynx 4SX | NeuraLynx, Tucson, AZ | Équipement d’enregistrement | 4SX |
| L’émetteur de scène | TBSI | B10-3163-GK | transmet le signal neuronal au récepteur |
| Isoflurane | Fresenius Kabi, Toronto, CA | DIN 02237518 | inhalation anesthésique |
| Jet Denture Powder & Liqud | Lang Dental, Wheeling, US | 1230 | acrylique dentaire |
| Lacri-Lube | Allergan, Markham, CA | Pommade oculaire | DIN 00210889 |
| Lido-2 | Rafter 8, Calgary | DIN 00654639 | anesthésique local ; 20 mg/mL |
| Matlab | Mathworks | R2018b | pour le traitement du signal et le déclenchement d’événements externes |
| Metacam | Boehringer, Ingelheim, DE | 02240463 DIN | ; 5 mg/mL |
| Interface de programmation d’application (API) | Netcom | NeuraLynx | v1 |
| sonde en silicone | Dispositif implanté | Cambridge Neurotech | ASSY-156-DBC2 |
| SpikeSort 3D ; | NeuraLynx, Tucson, AZ | SS3D | de classification de forme d’onde à cellule |
| récepteur radio sans fil | TBSI | 911-1062-00 | transmet le signal neuronal au Lynx numérique |
Références
- Grosenick, L., Marshel, J. H., Deisseroth, K. Closed-loop and activity-guided optogenetic control. Neuron. 86 (1), 106-139 (2015).
- Armstrong, C., Krook-Magnuson, E., Oijala, M., Soltesz, I. Closed-loop optogenetic intervention in mice. Nature Protocols. 8 (8), 1475-1493 (2013).
- Siegle....
Accès restreint. Veuillez vous connecter ou commencer un essai pour afficher ce contenu.
Réimpressions et autorisations
