Name: בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: למדו לבנות מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים חופשי. השיטה מאפשרת הקלטות איכותיות מנוירונים בודדים ואוכלוסיות נוירונים ללא הגבלת תנועת החיה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים דניאל קארפי לעזרה והתרומות מוקדמות לפרויקט הזה שלו. אנו מודים גם לוקרסיה Novoa על סיועה ביצירות אמנות ותמונות. עבודה זו נתמכה על ידי NIH / NIAID תכנית מענק 5P01AI073693-03.

<ol><li>Recce, M. L., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tetrode%3A+a+new+technique+for+multi-unit+extracellular+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Soc.+Neurosci.+Abstr%22%5BJournal%5D)">The tetrode: a new technique for multi-unit extracellular recording.</a> Soc. Neurosci. Abstr. 15, 1250(1989).</li>
<li>O'Keefe, J., Recce, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3, 317-330 (1993).</li>
<li>Chen, G., Wang, L. P., Tsien, J. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+population-level+memory+traces+in+the+mouse+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Neural population-level memory traces in the mouse hippocampus.</a> PLoS ONE. 4 (12), e8256(2009).</li>
<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%2C+and+spikes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The origin of extracellular fields and currents -- EEG, ECoG, LFP, and spikes.</a> Nat. Rev. Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).</li>
<li>Tort, A. B., Kramer, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+cross-frequency+coupling+of+local+field+potential+oscillations+in+rat+striatum+and+hippocampus+during+performance+of+a+T-maze+task%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Dynamic cross-frequency coupling of local field potential oscillations in rat striatum and hippocampus during performance of a T-maze task.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 105 (51), 20517-20522 (2008).</li>
<li>Seidenbecher, T., Laxmi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amygdalar+and+hippocampal+theta+rhythm+synchronization+during+fear+memory+retrieval%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Amygdalar and hippocampal theta rhythm synchronization during fear memory retrieval.</a> Science. 301 (5634), 846-850 (2003).</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+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li>
<li>Harris, K. D., Henze, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84 (1), 401-414 (2000).</li>
<li>Henze, D. A., Borhegyi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+features+predicted+by+extracellular+recordings+in+the+hippocampus+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Intracellular features predicted by extracellular recordings in the hippocampus in vivo.</a> J. Neurophysiol. 84 (1), 390-400 (2000).</li>
<li>Chang, E. H., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+correlates+of+object+recognition+in+the+dorsal+subiculum%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological correlates of object recognition in the dorsal subiculum.</a> Front. Behav. Neurosci. 6, 46(2012).</li>
<li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tetrodes+markedly+improve+the+reliability+and+yield+of+multiple+single-unit+isolation+from+multi-unit+recordings+in+cat+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex.</a> J. Neurosci. Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).</li>
<li>O'Keefe, J., Dostrovsky, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hippocampus+as+a+spatial+map.+Preliminary+evidence+from+unit+activity+in+the+freely-moving+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat.</a> Brain Res. 34 (1), 171-175 (1971).</li>
<li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).</li>
<li>Buzsáki, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuzs%C3%A1ki%2C+G+%22Rhythms+of+the+Brain%22">Rhythms of the Brain</a>. , Oxford University Press. Oxford, U.K. (2006).</li>
<li>McHugh, T. J., Blum, K. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+hippocampal+representation+of+space+in+CA1-specific+NMDAR1+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Impaired hippocampal representation of space in CA1-specific NMDAR1 knockout mice.</a> Cell. 87 (7), 1339-1349 (1996).</li>
<li>Resnik, E., McFarland, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+GluA1+deletion+on+the+hippocampal+population+code+for+position%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The effects of GluA1 deletion on the hippocampal population code for position.</a> J. Neurosci. 32 (26), 8952-8968 (2012).</li>
<li>Cacucci, F., Yi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Place+cell+firing+correlates+with+memory+deficits+and+amyloid+plaque+burden+in+Tg2576+Alzheimer+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (22), 7863-7868 (2008).</li>
<li>Sigurdsson, T., Stark, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+hippocampal-prefrontal+synchrony+in+a+genetic+mouse+model+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Impaired hippocampal-prefrontal synchrony in a genetic mouse model of schizophrenia.</a> Nature. 464 (7289), 763-767 (2010).</li>
<li>Engel, A. K., Moll, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+recordings+from+the+human+brain%3A+clinical+insights+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Invasive recordings from the human brain: clinical insights and beyond.</a> Nat. Rev. Neurosci. 6 (1), 35-47 (2005).</li>
<li>Cash, S. S., Halgren, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+K-complex+represents+an+isolated+cortical+down-state%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The human K-complex represents an isolated cortical down-state.</a> Science. 324 (5930), 1084-1087 (2009).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

יש לנו תאר קבוצה של טכניקות לבניית microdrives קל וקומפקטי להקלטה של ​​יחידה ופעילות תאית פוטנציאל שדה בעכברים. על ידי בניית microdrives מותאם אישית עם בסיסים עצבו מזכוכית אקרילית (מתיל), ניתן להתאים את מערכת הליבה בקלות למספר כוננים ולמיקוד של מגוון רחב של אזורים עצביים. יש לנו שונה בהצלחה את המערכת להקלטה ממטרות מוח מרובות ועם מערכים גדולים יותר להקלטות בעכברים. עם שינוי נוסף, ניתן לשלב אלמנטי כונן ממונעים, כדי לאפשר למרחוק, ושעלול להיות יותר מדויק, מיקום האלקטרודה 7....

השימוש בטכניקת microelectrode להקלטת אותות עצביים תאיים in vivo יש מסורת ארוכת שנים ומוערכת במדעי המוח 1, 2. היכולת להקליט פעילות חשמלית מאזורים רבים במוח בבעלי חיים מתנהגים באופן חופשי, עם זאת, טכנולוגיה חדשה יותר שהופכת נפוצה יותר ויותר כחבילות התוכנה לרכישה, הניתוח והאפליה של אותות עצביים הופכת להיות יותר מתוחכם וידידותי למשתמש 3, 4. ההתקדמות הטכנולוגית בצד התוכנה יש גם מלווה בירידה במשקל וחלק הארי של מכשירים להשתלה, שקוצץ במידה מספקת להקלטה ביונקים קטנים, כגון עכברים. על ידי שימוש בפלסטיק (בעיקר) מרכיבים קלים, חוקרים מסוגלים לבנות microdrives המאפשרים למיצוב עצמאי של אלקטרודות או tetrodes למקד מגוון רחב של אזורים במוח 5-7. מבנים מוחיים אפילו עמוקים, כגוןהאמיגדלה 6 וסטריאטום 5, יכולות להיות ממוקד באופן שגרתי עם מבחר של בורג נסיעה ארוך כראוי. טכניקות הקלטה אלו מאפשרים לחוקרים לקבל אותות עצביים באיכות גבוהה ונמצאות בלהירשם עם את הפעילות החשמלית של תאי עצב בודדים נרשמו intracellularly 8, 9. שימוש בסוגי microdrives אלה, יש לנו נרשמו הצלחה יחידה יחידות מעכברים לתקופה של עד חודשים לאחר השתלת 10. בנוסף, הטבע קל של המכשירים (כ 1.5-2.0 גר &#39;) הביא לביצועי התנהגות שדומה לעכברים שאינם מושתלים במשימות התנהגותיות רבות. בפרט, יש לנו הראו כי עכברים מושתלים להציג ביצועים נורמלי במשימת זיהוי אובייקט רומן 10 והמשימה מקום האובייקט (נתונים שלא פורסמו). השימוש בmicrodrives מצמידים tetrodes מרובים מאפשר לחוקרים לעקוב ולנתח פעילות עצבית ברמת הרשתגם בעת הקלטה מ-יחידות בודדות מרובות בתוך המוח. יש הקלטה עם tetrodes אלה יש מספר יתרונות עיקריים למטרות זיהוי יחידה ומאפשרת רכישת הדיוק הגבוהה ואפליה של יחיד יחידות מרובות 11. אנו מתארים כיצד לפברק וחבילות tetrode זהב צלחת ואז לאחר מכן לטעון אותם לתוך ספקי אלקטרודה driveable. סוג אחד של מנשא כונן שאנו מתארים הוא זמין באופן מסחרי, והשני הוא עיצוב פשוט, אבל להרחבה בקלות, כונן שיכול להכיל מספר רב של ספקים והסדרי tetrode ללא השקעה משמעותית של משאבים.

<table><tbody><tr><td>"0.0005 (12.5 &mu; M) קוטר חוט פלטינה-אירידיום </td><td>קליפורניה חוט עדין</td><td>CFW#100-167</td><td>HML VG מבודד <a href="http://www.calfinewire.com" target="_blank">www.calfinewire.com</a></td></tr><tr><td>0.002" (50 &mu; M) קוטר Stableohm 675 חוט</td><td>קליפורניה חוט עדין</td><td>CFW # 100-188</td> HML צינורות פוליאמיד <td>Ni-Cr מבודדים</td></tr><tr><td></td><td>Polymicro Technologies 1068150020</td><td></td><td>99 מיקרון תעודת זהות, 166 מיקרון OD <a href="http://www.polymicro.com" target="_blank">www.polymicro.com</a></td></tr><tr><td>brass guides</td><td>World Plastics Inc</td><td></td><td>3.3 x 6.6 מ"מ</td></tr><tr><td>בלוקים Delrin</td><td>World פלסטיק בע"מ</td><td></td><td>3.13 x 2.5 מ"מ</td></tr><tr><td>ברגי פליז ראש פיליסטר</td><td>J.I. מוריס ושות'.</td><td>00-90 x 1/2</td><td>בורג כונן <a href="http://www.jimorrisco.com" target="_blank">www.jimorrisco.com</a></td></tr><tr><td>אגוזי פליז משושה</td><td>J.I. Morris Co.</td><td>00-90</td><td></td></tr><tr><td>ברגי פליז ראש פיליסטר</td><td>J.I. מוריס ושות'</td><td>000-120 x 3/32</td><td>EIB הר ובורג קרקע</td></tr><tr><td>פרספקס אקריליק</td><td>תעלת רחוב פלסטיק</td><td></td><td>5 מ"מ עובי, שקוף, <a href="http://www.cpcnyc.com" target="_blank"> www.cpcnyc.com</a></td></tr><tr><td>cyanoacrylate</td><td>Krazy Glue</td><td></td><td>2 גרם</td></tr><tr><td>צינור לוח ממשק אלקטרוני</td><td>Neuralynx</td><td>EIB-18</td><td><a href="http://www.neuralynx.com" target="_blank">www.neuralynx.com</a></td></tr><tr><td>non-cyanide תמיסת זהב</td><td>SIFCO</td><td>SIFCO 5355</td><td><a href="http://www.sifcoasc.com" target="_blank">www.sifcoasc.com</a></td></tr><tr><td>VersaDrive 4</td><td>Neuralynx</td><td></td> תחנת הרכבה <td>של ארבעה טטרודות דגם</td></tr><tr><td></td><td>Neuralynx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ממונע טטרודה ספינר</td><td>Neuralynx</td><td>tetrode ספינר 2.0</td><td></td></tr><tr><td>VersaDrive ג'יג</td><td>Neuralynx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מלחם ברזל</td><td>רדיו Shack</td><td>64-2802B</td><td><a href="http://www.radioshack.com" target="_blank">www.radioshack.com</a></td></tr><tr><td>nanoZ</td><td>Neuralynx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מקדחה/נהג קטן</td><td>ראם מוצרים</td><td>Rampower 35</td><td>עם בקר דוושת רגל, <a href="http://www.ramprodinc.com" target="_blank">www.ramprodinc.com</a></td></tr><tr><td>מקדחים</td><td>חלקים קטנים, בע"מ.</td><td></td><td>3/32 אינץ' ביטים, <a href="http://www.smallpartsinc.com" target="_blank">www.smallpartsinc.com</a></td></tr><tr><td>ניתוח מיקרוסקופ</td><td>אולימפוס</td><td>SZ-60</td><td><a href="http://www.olympusamerica.com" target="_blank">www.olympusamerica.com</a></td></tr><tr><td>אקדח חום</td><td>אקדח Alphawire</td><td>Fit 3</td><td>השתמש בהגדרה "1" בלבד, <a href="http://www.alphawire.com" target="_blank">www.alphawire.com</a></td></tr><tr><td>26 חוט נחושת AWG</td><td>Arcor Electronics</td><td>F26</td><td>לחוטי הארקה, <a href="http://www.arcorelectronics.com" target="_blank"> www.arcorelectronics.com</a></td></tr><tr><td>שטף הלחמה</td><td>Eagle</td><td>2 oz, #205</td><td></td></tr><tr><td>קוטר 0.02" הלחמה</td><td>קסטר</td><td>24-6337-0010</td><td><a href="http://www.kester.com" target="_blank"> www.kester.com</a></td></tr><tr><td>benchtop vise</td><td>Vacu-Vise</td><td>דגם 300</td><td></td></tr><tr><td>סיבים אופטיים אור</td><td>Nikon</td><td>MKII</td><td>זרועות אור כפולות, <a href="http://www.nikon.com" target="_blank"> www.nikon.com</a></td></tr><tr><td>5-min אפוקסי</td><td>בעלות הברית אלקטרוניקה</td><td></td><td>25 מ"ל, <a href="http://www.alliedelec.com" target="_blank"> www.alliedelec.com</a></td></tr><tr><td>fine tweizers</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-4907, חומר RS-5010</td><td>INOX, <a href="http://www.roboz.com" target="_blank"> www.roboz.com</a></td></tr><tr><td>micro מספריים לניתוח</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-5880</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">טבלה 1. חומרים וריאגנטים המשמשים לבניית טטרודות ומיקרו-כוננים.</td></tr></tbody></table>

בנייה של מערכי microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

קלטות אלקטרו מדינה-of-the-art ממוחותיהם של בעלי חיים המתנהגים באופן חופשי תאפשר לחוקרים לבחון בו זמנית פוטנציאל בתחום מקומי (LFPs) מאוכלוסיות של תאי עצב ואת פוטנציאל פעולה מתאי בודדים, כמו בעלי החיים עוסק במשימות בניסוי רלוונטיות. microdrives המושתל כרוני לאפשר להקלטות במוח שעבר מעל לתקופות של מספר שבועות. כוננים זעירים ורכיבים קלים לאפשר להקלטות ארוכות טווח אלה להתרחש ביונקים קטנים, כגון עכברים. באמצעות tetrodes, שמורכב מצרורות קלועות הדוק של ארבע אלקטרודות שבו יש לכל חוט בקוטר של 12.5 מיקרומטר, אפשר לבודד תאי עצב פעיל מבחינה פיזיולוגית באזורים השטחיים של מוח, כגון קליפת מוח, בהיפוקמפוס הגבי, וsubiculum, כמו גם כאזורים עמוקים יותר כגון הסטריאטום ובאמיגדלה. יתר על כן, בטכניקה זו מבטחת הקלטות עצביות יציבות, באיכות גבוהה כמו בעלי החיים הוא אתגר עם varieטיי של משימות התנהגותיות. כתב יד זה מתאר כמה שיטות שמוטבו כדי להקליט ממוח העכבר. ראשית, אנו מראים כיצד לפברק tetrodes, לטעון אותם לתוך צינורות driveable, וזהב, צלחת העצות שלהם על מנת להפחית את העכבה שלהם מMΩ לטווח KΩ. שנית, אנו מראים כיצד לבנות הרכבה Microdrive מותאמת אישית לביצוע והעברת tetrodes אנכי, עם השימוש בחומרים זולים. שלישית, אנו מציגים את השלבים להרכבת Microdrive זמין מסחרי (Neuralynx VersaDrive) שנועד לשאת tetrodes באופן עצמאי מטלטלין. לבסוף, אנו מציגים תוצאות מייצגות של פוטנציאל בתחום מקומי ואותות המתקבלים יחידה אחת בsubiculum הגב של עכברים. יכולות להיות שונה בטכניקות אלה בקלות כדי להתאים לסוגים שונים של מערכי אלקטרודה וערכות הקלטה במוח העכבר.

<p class="jove_content"&gt; לאחר השתלת Microdrive והוריד את האלקטרודות למטרות המיועדות במוח, במערכת רכישת נתונים מוגברת, כגון צורך Neuralynx Lynx-8, להקלטת אותות עצביים. הקלטות נציג עצביות של פוטנציאל בתחום המקומי (LFPs) ופוטנציאל פעולת יחידה אחת (&quot;קוצים&quot; שמכונים לעתים קרובות) מsubiculum הגבי מוצגות בעכבר<strong&gt; איור 2</strong&gt;. אותות LFP נדגמו ב3 קילוהרץ ולהקה לעבור סינון בין 0.1-500 הרץ (<strong&gt; איור 2 א</strong&gt; ו<strong&gt; 2B</strong&gt;).<strong&gt; איור 2 א</strong&gt; מציג ארבעה ערוצי LFP נדגמו ברציפות עם אות מעו...

התכנון וההרכבה של microdrives בקלטות אלקטרו vivo של אותות מוח של העכבר מתואר. על ידי הצמדת צרורות microelectrode לספקי driveable חסונים, טכניקות אלה יאפשרו להקלטות עצביות ארוכת טווח ויציבים. העיצוב קל משקל מאפשר ביצועי התנהגות בלתי מוגבל על ידי השתלת הדיסק הבאה של בעלי החיים.

בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

המטרה הכוללת של הליך זה היא לבנות כונן מיקרו שיכול לשמש להקלטות מוח בעכברים בזמן שהם נעים בחופשיות בתוך תא ניסוי. זה מושג על ידי הכנת צרור של ארבע מיקרו אלקטרודות לתוך טדה. השלב השני הוא בניית בסיס כונן המיקרו והרכבת רכיבי הכונן.לאחר מכן, הטטרו מחוברים לכונן ומחוברים לסיכות זהב. השלב האחרון הוא ציפוי זהב של קצה הטטרו כדי להוריד את העכבה שלהם ולהבטיח אות גבוה להקלטות רעש. בסופו של דבר, מערכי מיקרו-כונן כרוניים משמשים לתיעוד הפעילות העצבית של אוכלוסיות נוירונים, כמו גם נוירונים בודדים בבעלי חיים שמתנהגים ערים.היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא מציעה פתרון זול למדי וגלי אור להקלטות מוח כרוניות בעכברים ויונקים קטנים אחרים. טכנולוגיה זו יכולה לטפל בסוגיות מפתח בתחום מדעי המוח, כגון כיצד נוירונים מקודדים מידע במהלך ביצוע משימות התנהגותיות. אנו משתמשים בטכניקה זו באופן קבוע כדי להקליט מתאי עצב מההיפוקמפוס הגבי ואולו, אך השתמשנו בה גם כדי להתמקד במבנים עמוקים יותר כמו האמיגדלה.הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית מכיוון שקשה ללמוד את חלק הבנייה וההרכבה, וגם מכיוון שאתה מתמודד עם חלק קטן ועדין מאוד כדי להתחיל בייצור טטרו. עבור ההיפוקמפוס חותכים 30 סנטימטרים של חוט אירידיום פלטינה מבודד בקוטר 12.5 מיקרומטר, קפלו את החוט פעמיים ליצירת ארבעה חוטים מקבילים באורך 7.5 סנטימטרים כל אחד. לאחר מכן, חבר קליפ מצופה גומי ליד החלק התחתון של החוט העטוף והצמד אותו לספינר הטטרו הממונע, וודא שהחוט מתוח אך לא מתוח מדי או נושא משקל האם זה יגרום לו להישבר.במהלך תהליך הסחיטה, הפעל 80 סיבובים בכיוון השעון כדי לסובב את הטרוס, ולאחר מכן 20 סיבובים נגד כיוון השעון על מנת לשחרר מתח. המספר הסופי של סיבובים לאורך החוט צריך להיות שמונה סיבובים למיקרון. לאחר מכן, הגדר את אקדח החום ל -400 מעלות צלזיוס והשתמש בו כדי למזג את החוטים יחד.הפעל את אקדח החום למעלה ולמטה לאורך החוטים למשך חמש שניות, תוך שמירה על מרחק של כשני סנטימטרים מהחוט בכל עת. כדי להמיס בעדינות את ציפוי הקשר VG על החוטים, חתוך את החלק העליון של הטרו ליצירת ארבעה חוטים נפרדים, ולאחר מכן שחרר את הקצה התחתון מהקליפס. הנח את הטרו שהושלם בקופסת אחיזה נטולת אבק לאחסון עד להשלמת הכונן.ראשית, בנה את הבסיס לכונן המיקרו על ידי שיוף חתיכת פרספקס אקרילית בגודל 20 מילימטר בעובי חמישה מילימטרים לצורה שתאפשר לעכבר לנוע בחופשיות עם הכונן לאחר השתלתו על הראש. לאחר מכן, הלחמו שני מכווני פליז בגודל 3.3 על 6.3 מילימטר יחד בניצב. מוביל הפליז האנכי יחזיק את בורג ההנעה והאלקטרודות ואילו החלק האופקי יודבק לבסיס האקרילי.לאחר מכן התחל להרכיב את הכונן עצמו על ידי העברת בורג חזה ראש מילוי דרך החלק העליון של המדריך ולתוך גוש פלסטיק דלרין. השחילו שד משושה לא על הבורג עד שהאום כמעט נוגע בתחתית המכוון. עם זאת, אל תהדק אותו במלואו.במקום זאת, ממיסים כמות קטנה של הלחמה על מנת לחבר את האום והבורג. אבל היזהר לא להלחים שום דבר למדריך. סיבוב הבורג צריך להזיז את בלוק הדלרין בכיוון השעון ונגד כיוון השעון אנכית לאורך החוט.לאחר הרכבת הכונן, חזור לבסיס האקרילי וחתוך חריץ ברוחב שלושה מילימטרים שבו יהיה כונן האלקטרודה. לאחר מכן העבירו את מוביל החזייה האופקי דרך החריץ ולאחר מכן השתמשו בדבק Sano ACRL כדי להדק את היצירה לבסיס. לאחר מכן, הנח לוח ממשק אלקטרוני על גבי הבסיס וכדי לסמן את מיקומם של שני חורי הברגים באמצעות מקדחה בקצה 1.5 מילימטר, קדח בזהירות חורים בסימני הברגים שיחזיקו את ה-EIB במקומו על גבי הבסיס.לאחר מכן השחילו שני ברגי חזה לתוך החורים. השתמש במספריים לניתוח מיקרו כדי לחתוך ארבע חתיכות באורך שבעה מילימטרים של צינורות פוליאמיד. סדרו אותם אחד ליד השני על פיסת סרט מעבדה מקופל ומרחו סנו ACRL כדי לחבר אותם יחד.יש להמתין מספיק זמן לייבוש מלא של צינורות המפרקים. לאחר מכן, טפחו בזהירות כמות קטנה של ציאנואקרילט על פני הדלרין. לאחר מכן הניחו את ארבעת צינורות המפרק על הדבק.שוב, אפשר מספיק זמן עד שהדבק יתייצב לחלוטין לפני שתנסה להזיז את הכונן. בדוק שצינורות הפוליאמיד מחוברים היטב ושהמכלול כולו נע בצורה חלקה מבלי לגעת במדריך או להיתקל בהתנגדות כלשהי. לאחר מכן, הכן את בורג ההארקה וחבר את חוט ההארקה ל-EIB כמתואר בפרוטוקול הטקסט הנלווה.חבר טטרו ו/או אלקטרודות בודדות ל-EIB על ידי העברת החוטים תחילה דרך צינור הפוליאמיד, מה שמאפשר להם להתארך לפחות שני מילימטרים מעבר לקצה הצינור. לאחר מכן מרחו טיפה קטנה של ציאנואקרילט, הדביקו את החוט לצינור ומנעו כל תנועת חוט. לאחר מכן, חבר את הקצוות הרופפים של הטרו או חוטים אחרים לחור תעלת EIB באמצעות סיכת זהב.לבסוף, חתוך כל חוט עודף עם מספריים עדינים המוצגים. הנה דוגמאות לתצורות דחף אחרות שאפשר לבנות כדי להתמקד באזורים שונים במוח. כדי להתחיל להיפך, מכלול כונן.חותכים את צינור הפוליאמיד ל-10 מילימטרים ומובילים אותו דרך החור הקטן ביותר במנשא טטרו עד שהוא משתרע 0.5 מילימטרים מעבר לקצה. לאחר מכן אפוקסי את צינור הפוליאמיד במקומו וחזור על שלבים אלה עבור שלושת הצינורות והנשאים האחרים. לאחר שהאפוקסי התייצב במלואו.הנח כל צינור פוליאמיד דרך אחד מארבעת החורים בבסיס הכונן של Versa. ואז דחף סיכת חרקים דרך החור החיצוני. זה יחזיק את מוביל הטטרו בתור וישמש כמסילה למוביל לנסוע עליו.חזור על פעולה זו עבור שלושת הספקים האחרים. לאחר מכן, קחו כובע ויישרו אותו עם ארבעת סיכות החרקים כך שהכובע יכסה את הבסיס ונושאי הטרו ישכנו בתוך הכובע. השחילו בורג מכונה של מילימטר על חמישה מילימטר דרך החור המתאים במכסה ולתוך מנשא הטרו.חזור על פעולה זו עבור שלושת הברגים האחרים. סובב את כל הברגים בכיוון השעון עד שמנשאי הטטרו נמצאים במצבם העליון, וצינורות הפוליאמיד נראים דרך פתח המכסה. בעזרת מספריים מיקרו מנתחים עדינים, חותכים את הצינור ממש מתחת לבסיס כך שכל ארבעת צינורות הפוליאמיד יהיו באותו אורך.לאחר מכן, השתמש במיקרוסקופ מנתח כדי להשחיל בזהירות את הטטרו דרך צינורות הפוליאמיד ולאבטח אותם במקומם עם טיפה קטנה של אנו. לאחר מכן חותכים את הטטרו כך שהם משתרעים רק 2.0 מילימטרים מעבר לצינורות. לפני חיבור חוטי הטרו לכלי הזהב.ראשית, חבר את חוטי האדמה למכסה. לאחר מכן, הנח את כל חוטי הטרו הרופפים דרך חורי השקע המתאימים להם על המכסה והתקן את המכסה על ידי יישור חורי סיכות החרקים ולחץ על ההתאמה לבסיס. לבסוף, חתוך את כל החוט העודף שנותר בולט מהחלק העליון של הכובע.ראשית סובב את ברגי כונן המיקרו נגד כיוון השעון למצבם הנמוך ביותר. לאחר מכן התקן היטב את כונן המיקרו על מהדק שיאפשר הורדת קצות האלקטרודה לתמיסת ציפוי הזהב. מלאו מגדל דלרין אחד בתמיסת זהב CCO ואת המגדל השני במים מזוקקים והורידו את קצות האלקטרודה לתמיסת הזהב.לאחר מכן, פתח את תוכנית Nano Z ולחץ על פלטת חשמל DC. הגדר את המצב כך שיתאים לעכבות, את זרם הציפוי ל-1.0 מיקרו-אמפר שלילי ואת המטרה ל-350 קילו אוהם ב-1004 הרץ. לאחר מכן הגדר אותו לרוץ חמש פעמים במרווחים של חמש שניות עם הפסקה של שתי שניות בין כל ריצה.לאחר הגדרת התוכנית, לחץ על לוחית אוטומטית, התוכנית תקרא תחילה את העכבה של כל ערוץ. לאחר מכן החל את הזרם שצוין על ערוץ זה, בדוק מחדש את העכבה והפעל זרם לפי הצורך עד להגעה לעכבת היעד או לערך נמוך יותר. אם העכבה יורדת מתחת ל-100 קילו אוהם, הפוך את הקוטביות הנוכחית ל-1.0 מיקרו-אמפר חיובי כדי להסיר חלקיקי זהב עודפים ולאחר מכן חזור על הציפוי ערכי העכבה הסופיים האופייניים על צרור של ארבעה חוטים של 12.5 מיקרומטר נעים בין 150 ל-325 קילו אוהם.לאחר שכל הערוצים צופו לרמת עכבה מקובלת, סגור את תוכנית Nano Z ונתק את המכשיר. לאחר מכן הרם את האלקטרודות מתמיסת הציפוי והורד את הקצוות למגדל דלרין המים המזוקקים כדי לשטוף עודפי חלקיקי זהב הקלטות עצביות מייצגות באמצעות כונן המיקרו למדידת פוטנציאל שדה מקומי מהעכבר. אולו גבי מוצגים כאן.ארבעת הערוצים המוצגים בחלק A הם דוגמה לאות מקורקע גרוע המביא לערכים רוויים ולאותות רועשים במיוחד. ארבעת הערוצים המוצגים בחלק ב', לעומת זאת, הם דוגמה טובה לאות מקורקע היטב עם תנודות רשת נראות בבירור בתחום התטא של ארבעה עד 12 הרץ. משמאל דוגמה להקלטה גרועה של טרו.מכיוון שארבעת חוטי האלקטרודות רשמו צורות גלי ספייק זהות במהותן, למעלה מאלף צורות גלי ספייק בודדות הונחו זו על גבי זו עבור כל ערוץ של הטרוס. דפוס זה נבע ככל הנראה ממיזוג החוטים יחד במהלך שלב התכת הבידוד של ייצור הטרוס, מה שגרם לצרור החוטים לפעול ביעילות כאלקטרודת הקלטה אחת. מימין יש דוגמה להקלטת טטרו טובה המציגה צורות גלי ספייק מכוסות מיחידה משוערת עם אמפליטודות שונות על פני ארבעת חוטי הטדה.סוג זה של דפוס הקלטת ספייק מאפשר אפליית יחידות משופרת במהלך אשכולות והפרדות לא מקוונים לאחר מכן. לאחר בניית מיקרו צלילה זו, חשוב לבדוק כל אחת מתעלות האלקטרודות שלך ולוודא שהן נמצאות בטווח עכבה מתאים לפני המעבר לניתוח ההשתלה. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להרגיש בנוח לבנות כונני טרוס ומיקרו אלקטרודות להשתלה כרונית בעכבר.בהצלחה בבניית הכוננים שלך ותהנה מהניסויים שלך.

construction-microdrive-arrays-for-chronic-neural-recordings-awake

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

בפרוטוקול זה אנו מדגימים כיצד לפברק מערך כונן מיקרו להקלטות אלקטרו כרונית בחולדות.

Micro-Drive Array עבור כרונית In vivo</emהקלטה>: כונן ייצור

בפרוטוקול זה אנו מדגימים כיצד לפברק tetrodes תנאי לשימוש עם מערך מיקרו הכונן, אשר תוכנן עבור הקלטות אלקטרו כרונית בחולדות. בנוסף, אנו ממחישים בשלבים הסופיים של הבנייה מיקרו הכונן מערך, הכולל חוטים הקרקע התקנה חרוט מגן.

Micro-Drive Array עבור כרונית In vivo</emהקלטה>: Tetrode האסיפה

העיצוב, הייצור וההרכבה של ממונע microdrive קל במיוחד הוא תאר. המכשיר מספק פתרון חסכוני וקל לשימוש, עבור הקלטות כרוניות של יחידות בודדות בחיות מתנהגות קטנות.

תכנון והרכבה של Microdrive קל במיוחד ממונע להקלטות עצביות כרוניות בבעלי חיים קטנים

הסרטון מדגים הקלטה אלקטרופיזיולוגית סימולטנית מאזורי מוח מרובים בחולדה באמצעות מערך מיקרו-כונן אינטגרטיבי. אלקטרודות הקלטה ממוקמות בנורת הריח, אלקטרודות ייחוס בקליפת המוח המצחית, ואלקטרודות מערך מיקרו-כונן בהיפוקמפוס. החולדה מורשית לחפש מזון באופן חופשי, והקלטה סימולטנית מכל האלקטרודות המושתלות נרשמת באמצעות המערך.

שיטת מערך מיקרו-כוננים להקלטה אלקטרופיזיולוגית מאזורי מוח מרובים

הבנת המצעים העצביים של ההתנהגות דורשת רישום של אנסמבל מעגלי המוח. בגלל יכולת המעקב הגנטית שלו, העכבר מציע מודל לדיסקציה של מעגלים וחיקוי מחלות. כאן מתוארת שיטה לתכנון וייצור בדיקות ממוזערות המתאימה למיקוד מבנה המוח העמוק בעכבר.

עיצוב וייצור של Ultralight משקל, בדיקות Multi-אלקטרודה מתכוונן לקלטות אלקטרו בעכברים

אנו מציגים הבנייה של דחף ניתנים להדפסה תלת-ממד עם שמונה עשר tetrodes מתכווננות באופן עצמאי. הנעת מיועד להקליט את פעילות המוח באופן חופשי להתנהג חולדות על פני תקופה של מספר שבועות.

בניית הנעת Tetrode רב משופרת עבור הקלטת עצבית בקנה מידה גדול ב מתנהג חולדות

פרוטוקול זה מתאר את הבנייה של מערך microdrive היברידית המאפשר השרשה של תשעה באופן עצמאי tetrodes מתכווננת ובדיקה אחת opto-סיליקון מתכווננת בשני אזורי המוח בעכברים נעים בחופשיות. כמו כן הפגינו היא שיטה לשחזור בבטחה ושימוש חוזר במחקר opto-סיליקון למטרות מרובות.

מערכת Microdrive היברידית עם בדיקה ההשבה Opto-סיליקון ו Tetrode עבור הקלטה כפול בצפיפות גבוהה בחופשיות העברת עכברים

פרוטוקול זה מתאר הליך לבניית מערכי מיקרו-ectrode סיבי פחמן להקלטות אלקטרופיזיולוגיות כרוניות וחריפות ב- vivo בעכבר(שרירים)וחמוס(Mustela putorius furo) מאזורי מוח מרובים. כל שלב, לאחר רכישת סיבי פחמן גולמיים להשתלת מערך microelectrode, מתואר בפירוט, בדגש על בניית מערך microelectrode.

הקמה ויישום של מערכי מיקרו-ectrode סיבי פחמן להקלטות כרוניות וחריפות ב-Vivo

במאמר זה אנו מתארים תכנון מיקרו-דרייב, הליך השתלה כירורגי ואסטרטגיית התאוששות לאחר ניתוח, המאפשרים הקלטות שדה כרוניות ויחידות בודדות מאזורי מוח מרובים בו זמנית בעכברים צעירים ומתבגרים בחלון התפתחותי קריטי מהיום ה-20 שלאחר הלידה (עמ' 20) ועד היום ה-60 שלאחר הלידה (עמ' 60) ומעבר לכך.

שתל כונן קל משקל לרישומי טטרוד כרוניים בעכברים צעירים

הפרוטוקול מתאר את המתודולוגיה של רישום חוץ-תאי בקליפת המוח המוטורית (MC) כדי לחשוף תכונות אלקטרופיזיולוגיות חוץ-תאיות בעכברים מודעים הנעים בחופשיות, כמו גם ניתוח נתונים של פוטנציאלי שדה מקומיים (LFPs) וקוצים, אשר שימושי להערכת הפעילות העצבית ברשת העומדת בבסיס התנהגויות מעניינות.

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

כאן, אנו מציגים מערכת שתלי בדיקה קלת משקל וחסכונית לאלקטרופיזיולוגיה כרונית במכרסמים המותאמת לקלות שימוש, שחזור בדיקה, רב-תכליתיות ניסיונית ותאימות להתנהגות.

שתל DREAM: מערכת שתלים קלה, מודולרית וחסכונית לאלקטרופיזיולוגיה כרונית בעכברים מקובעים ראש ומתנהגים בחופשיות

למדו לבנות מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים חופשי. השיטה מאפשרת הקלטות איכותיות מנוירונים בודדים ואוכלוסיות נוירונים ללא הגבלת תנועת החיה.

בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

גלה סרטונים נוספים