Name: Lexamen de transformation réseau local en utilisant lenregistrement multi-contact délectrode laminaire (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-09-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 40 s
Description: Découvrez l'enregistrement électrophysiologique multicouche dans le cortex visuel primaire à l'aide d'électrodes laminaires multi-contact. Cette méthode permet d'analyser l'activité neuronale et les potentiels de champ local pour étudier le codage de l'information sensorielle.

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Nous remercions Ye Wang pour des discussions et Sorin Pojoga de formation comportementale. Soutenu par le programme EUREKA NIH, National Eye Institute, le Programme de Pew Scholars, la James S. McDonnell (VD), et une subvention de formation Vision NIH (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>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Multi-unit enregistrements sont devenus la norme pour analyser comment les réseaux neuronaux dans le cortex coder les informations de relance. Etant donné les récents progrès dans la technologie d&#39;électrodes, la mise en oeuvre d&#39;électrodes laminaire permet une caractérisation locale sans précédent de circuits corticaux. Bien que multi-électrodes enregistrements offrent des informations utiles sur la dynamique des populations de neurones, électrodes laminaire multiples permettent une plus grande résolution et plu...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;équipement </td><td> Société </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Nan microdrive système de </td><td> Nan Instruments </td><td> NAN-S4 </td><td> Figure 2. Colliers personnalisés sont nécessaires pour utiliser le U-Probe. Tout mentionnée à l&#39;exception de l&#39;U-Probe est fourni par les instruments NAN. </td></tr><tr><td> Vis microdrives </td><td> Atelier d&#39;usinage du MIT </td><td></td><td> Tout ce qui est en mesure d&#39;obtenir un tube guide à la grille NAN doivent être appropriées. </td></tr><tr><td> Tubes en acier inoxydable Guide </td><td> Petites pièces </td><td> B00137QHNS (1) ou B00137QHO2 (5) </td><td> Ce sont 60 en long et coupé à la taille dans le laboratoire en utilisant une perceuse à main 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> See U-Probe spécifications disponibles au <a href="www.plexon.com">www.plexon.com</a> voir aussi la figure 1. </td></tr></tbody></table> Tableau 1. Matériel. <table border="1"><tbody><tr><td> Nom du logiciel </td><td> Société </td><td> Site Web </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> NAN logiciels </td><td> NAN </td><td> <a href="http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm">http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm</a> </td><td> Interface informatique nécessite un port série supplémentaire pour adapter les systèmes et le matériel Plexon NAN </td></tr><tr><td> Trieuse Hors, FPAlign, PlexUtil, MATLAB programmes </td><td> Plexon </td><td> <a href="http://www.plexon.com/downloads.html#Software">http://www.plexon.com/downloads.html # Software</a> </td><td> Sous &#39;packages d&#39;installation » </td></tr><tr><td> NeuroExplorer </td><td> NeuroExplorer </td><td> <a href="http://www.neuroexplorer.com/">http://www.neuroexplorer.com/</a> </td><td> Sous «Ressources» </td></tr><tr><td> Version 0.1.1 CSDplotter </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> Tableau 2. Software.

l&#39;examen de transformation réseau local en utilisant l&#39;enregistrement multi-contact d&#39;électrode laminaire

Examining Local Network Processing using Multi-contact Laminar Electrode Recording

Couches corticales sont omniprésents dans les structures néocortex 1-4 ​​qui se composent de très récurrente des réseaux locaux. Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans notre compréhension des différences dans les propriétés de réponse des neurones dans les différentes couches corticales 5-8, mais il reste encore beaucoup à apprendre si et comment les populations neuronales coder les informations spécifiques à un laminaire manière. Existants multi-électrodes techniques de tableau, bien instructif pour mesurer les réponses à travers plusieurs millimètres d&#39;espace cortical le long de la surface corticale, sont impropres à l&#39;approche de la question des circuits corticaux laminaire. Ici, nous présentons notre méthode de création et d&#39;enregistrement des neurones individuels et potentiels de champ locaux (LFPs) à travers les couches corticales du cortex visuel primaire (V1) en utilisant des électrodes laminaires multi-contact (figure 1; Plextrode U-Probe, Inc Plexon). Les méthodes de construction sont inclus appareil d&#39;enregistrement, l&#39;identification des couches corticales, et l&#39;identification des champs récepteurs des neurones individuels. Pour identifier les couches corticales, on mesure le potentiel de réponse évoquée (ERP) de la LFP séries chronologiques en utilisant plein champ stimulus flashé. Nous effectuons ensuite source de courant de densité (CDD) analyse pour identifier les inversions de polarité accompagnés par la configuration du puits-source à la base de la couche 4 (l&#39;évier est à l&#39;intérieur la couche 4, ci-après dénommée couche granulaire 9-12). Source de courant de densité est utile car il fournit un indice de l&#39;emplacement, l&#39;orientation et la densité du flux transmembranaire actuelle, nous permettant de positionner précisément les électrodes pour enregistrer à partir de toutes les couches dans une seule pénétration de 6, 11, 12.

Une question fondamentale dans notre compréhension des circuits corticaux est de savoir comment les réseaux dans différentes couches corticales codent l&#39;information sensorielle. Ici, nous décrivons des techniques électrophysiologiques utilisant des électrodes laminaires multi-contact pour enregistrer une seule des unités et des potentiels de champ local et des analyses actuelles afin d&#39;identifier les couches corticales.

L&#39;examen de transformation réseau local en utilisant l&#39;enregistrement multi-contact d&#39;électrode laminaire

Les couches corticales sont des structures omniprésentes dans tout le néocortex1-4, constituées de réseaux locaux fortement récurrents. Ces dernières années, des progrès significatifs ...

L'objectif général de cette procédure est de décrire la méthodologie qui nous permettra d'examiner comment les neurones individuels et les potentiels de champ locaux dans différentes couches corticales du cortex visuel primaire codent l'information sensorielle. La procédure commence par la description de la conception du système d'entraînement micro-commandé par ordinateur et de l'utilisation d'une électrode laminaire multicontact pour l'enregistrement dans le cortex visuel primaire.L'étape suivante consiste à réaliser un paradigme de potentiel de réponse évoquée une fois que l'électrode a été avancée jusqu'à la région cérébrale cible. Ensuite, une analyse de la densité de courant source est utilisée pour identifier les couches corticales selon l'inversion de polarité, accompagnée par la configuration source synchrone. La dernière étape de la procédure consiste à effectuer une cartographie du champ récepteur et à analyser les différences d'activité neuronale en réponse à une stimulation visuelle.En fin de compte, on peut obtenir des résultats montrant des modifications spécifiques aux couches dans le codage de l'information sensorielle. Bonjour, je m'appelle Sarah Eagleman et je su

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