Method Article

בחינת עיבוד הרשת המקומית באמצעות מגע Multi-אלקטרודה למינרית הקלטה

DOI:

10.3791/2806

⸱

September 8th, 2011

 ,  , 
1Graduate School of Biomedical Science, Neuroscience Program, University of Texas , 2Department of Neurobiology and Anatomy, University of Texas

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

נושא מהותי להבנת המעגלים קליפת המוח היא כיצד רשתות בשכבות קורטיקליים שונים לקודד מידע חושי. כאן אנו מתארים טכניקות אלקטרו ניצול רב מגע אלקטרודות למינרית להקליט יחיד יחידות הפוטנציאלים בשדה המקומי ומנתח הנוכחי לזהות שכבות בקליפת המוח.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שכבות בקליפת המוח הם מבנים בכל מקום ברחבי הניאוקורטקס 1-4 המורכבות של רשתות מקומיות חוזרות ביותר. בשנים האחרונות התקדמות משמעותית נעשתה להבנת ההבדלים במאפייני התגובה של נוירונים בקליפת המוח שכבות שונות 5-8, אך עדיין יש הרבה מאוד שמאל כדי ללמוד על האם וכיצד באוכלוסיות עצביות לקידוד מידע למינרית ספציפי אופן.

קיימים רב אלקטרודה מערך טכניקות, למרות אינפורמטיבי למדידת התגובות ברחבי מילימטרים רבים של שטח קליפת המוח על פני קליפת המוח, אינם מתאימים לגישה הנושא של מעגלים למינרית קליפת המוח. כאן, אנו מציגים את השיטה שלנו להקמת הקלטה נוירונים בודדים פוטנציאל בתחום מקומיות (LFPs) על פני שכבות של קליפת המוח החזותית העיקרית קליפת המוח (V1) ניצול אלקטרודות למינרית רב מגע (איור 1; Plextrode U-Probe, Plexon Inc).

השיטות כללו הן מכשיר הקלטה הבנייה, זיהוי שכבות בקליפת המוח, וזיהוי של שדות פתוחים של נוירונים בודדים. כדי לזהות שכבות בקליפת המוח, אנחנו מודדים את הפוטנציאל עורר תגובה (ERPs) של LFP זמן הסדרה באמצעות שדה מלא גירויים הבזיק. לאחר מכן, אנו מבצעים מקור הנוכחי (CSD) ניתוח צפיפות כדי לזהות את היפוך קוטביות מלווה תצורה כיור-מקור בבסיס השכבה 4 (הכיור נמצא בתוך שכבה 4, התייחס לאחר מכן כשכבת פרטנית 9-12). נוכחי מקור צפיפות שימושי משום שהוא מספק אינדקס של מיקום, כיוון, צפיפות זרם הטרנסממברני הנוכחי, מה שמאפשר לנו במדויק את מיקום האלקטרודות כדי להקליט מכל שכבות חדירה אחת 6, 11, 12.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. NAN בנייה Microdrive

אנו משתמשים U-Probe בשילוב עם המערכת הכונן אלקטרודה נאן. בניית מערכת זו דורשת 2-3 שעות אבל פעם נבנה היא פשוטה מאוד לשנות. אנחנו מתחילים ידי הרכבת מגדל NAN, הכוללת בסיס 4 ערוצים (איור 2 א), NAN קאמרית (איור 2b), רשת עם מרווח 1 מ"מ (איור 2 ג), 1-4 microdrives בורג (איור 2), 1 מדריך צינורות -4 (איור 2e, בקוטר 500 מיקרומטר ו לחתוך כ 5-7 ס"מ), ו 1-4 מגדלים Microdrive (תרשים 2F). לשם הפשטות, נתאר את התהליך לבניית מערכת NAN עם מגדל אחד ואחד U-Probe. לאחר כמה אימונים, הליך זה בדרך כלל לוקח 2-3 שעות אם כל החומרים זמינים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Multi-יחידת הקלטות הפכו להיות סטנדרט לניתוח איך רשתות עצביות בקליפת המוח לקודד מידע גירוי. לאור הפיתוחים האחרונים בטכנולוגיית אלקטרודה, יישום אלקטרודות למינרית מאפשר אפיון חסר תקדים של מעגלים בקליפת המוח המקומי. למרות ריבוי אלקטרודה הקלטות מציעים מידע שימושי על הדינמיקה באוכלוסייה עצביים, אלקטרודות למינרית מרובים לאפשר ברזולוציה גדולה יותר מידע נוסף על המיקום הספציפי של נוירונים. מאז הקורטקס מאורגן שכבות עם תשומות ותפוקות שונים מבחינה אנטומית, זה מעלה את השאלה עד כמה המידע החושי מ.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מודים יה וואנג לדיונים סורין Pojoga להכשרה התנהגותית. נתמך על ידי תוכנית EUREKA-NIH, המכון הלאומי עין, תוכנית חוקרים Pew, ס ג'יימס מקדונל קרן (VD), ו-NIH חזון הדרכה גרנט (BJH).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
שם ציוד חברה מספר קטלוגי תגובות
נאן Microdrive מערכת נאן מכשירים NAN-S4 איור 2. מהדק אישית יש צורך להשתמש U-Probe. הכל כאמור למעט של U-Probe מסופק על ידי מכשירים נאן.
בורג microdrives MIT חנות Machine כל דבר הוא מסוגל לאבטח את צינור מדריך לרשת NAN צריך להיות מתאים.
מדריך צינורות נירוסטה חלקים קטנים B00137QHNS (1) או B00137QHO2 (5) אלה 60 ב ארוך לחתוך לגודל במעבדה באמצעות מקדח יד Dremel
Plexon U-Probe Plexon, Inc PLX-UP-16-25ED-100-SE-360-25T-500 ראה U-Probe מפרטים זמין ב www.plexon.com גם לראות באיור 1.

טבלה 1. החומרה.

שם של תוכנה חברה אתר אינטרנט תגובות
NAN תוכנה NAN http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm ממשק המחשב דורש יציאה טורית נוספת כדי להתאים את מערכת Plexon ואת החומרה NAN
סדרן מנותק, FPAlign, PlexUtil, תוכניות MATLAB Plexon http://www.plexon.com/downloads.html תוכנה # תחת "חבילות התקנה"
NeuroExplorer NeuroExplorer http://www.neuroexplorer.com/ תחת 'משאבים'
CSDplotter גרסה 0.1.1 קלאס ח Petterson http://arken.umb.no/ ~ klaspe / user_guide.pdf

טבלה 2. Software.

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hubel, D. H., Wiesel, T. N. Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. J Physiol. 195, 215-243 (1968).
  2. Mountcastle, V. B. Modality and topographic properties of single neurons of cat's somatic sensory cortex. J Neurophysiol

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Multi contact Laminar ElectrodeCortical Layer IdentificationEvoked Response PotentialCurrent Source Density AnalysisReceptive Field MappingPrimary Visual CortexLocal Field Potential RecordingNeural Activity AnalysisU Probe RecordingLaminar Network Processing

Related Articles