Name: חוקרים ייצוגי האובייקט בזרם Visual הגבי מקוק באמצעות הקלטות יחיד-יחידה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: חקור ייצוגי עצמים בזרם הוויזואלי הגבי במקוקים באמצעות הקלטות יחיד-יחידה במהלך משימות אחיזה מונחות ראייה. שיטה זו מאפשרת לחוקרים ללמוד על קידוד עצבים של מידע חזותי ומוטורי.

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

playerTrialDesktop

אנו מודים אינז Puttemans מארק דה Paep, שרה דה Pril, Depuydt ואוטר, אסטריד הרמנס, Piet Kayenbergh, חריט Meulemans, כריסטוף Ulens, סטיין Verstraeten על הסיוע הטכני והמנהלי.

כל הליכים טכניים בוצעו לפי המדריך המכון הלאומי לבריאות של טיפול, שימוש של חיות מעבדה, להנחיית האיחוד האירופי 2010/63/האיחוד האירופי ואושרו על-ידי הוועדה האתית של לופן KU.
1. כללי שיטות להקלטות חוץ-תאית בקופים מתנהג ער
<ol><li>רכבת החיות כדי לבצע את המשימות חזותי, מנוע נדרש להתייחס לשאלתך מחקר ספציפי. ודא כי החיה מסוגל לעבור בגמישות בין פעילויות במהלך אותו סשן ההקלטה על מנת לבחון את הנוירון בהרחבה, להשיג הבנה טובה יותר של תכונות נהיגה את התגובה העצבית (איור 2-3).<ol>
<li>לאמן את החיה הלפיתה Visually-Guided (VGG; נאחז "אור") כדי להעריך את הרכיבים visuomotor של התגובה. הערה: באופן עצמאי של הפעילות שנבחרה, בהדרגה להגביל את צריכת הנוזלים לפחות שלושה ימים לפני תחילת שלב ההכשרה.<ol>
<li>לרסן את הראש של הקוף למשך כל ההפעלה הניסיונית.</li>
			<li>במושבים הראשון, להחזיק את היד contralateral לחדר ההקלטה במיקום מנוחתו ולעזור החיה כדי להגיע, תופסים את האובייקט, נותן גמול ידנית לאחר כל ניסיון.</li>
			<li>במקום חזרה יד של הקוף על המיקום מנוחה בסוף כל משפט.</li>
			<li>כל כמה ניסויים, לשחרר את ידו של הקוף, המתן מספר שניות כדי לבחון אם החיה יוזם את התנועה באופן ספונטני.</li>
			<li>החל פרס ידנית בכל פעם הקוף מגיע כלפי האובייקט.</li>
			<li>כאשר שלב להשיג שנרכש כראוי, לעזור החיה הרם (או להוציא) את האובייקט ואת הפרס באופן ידני.</li>
			<li>1.1.1.4, 1.1.1.5, לשחרר את היד של הקוף, המתן מספר שניות כדי לבחון אם החיה יוזם את התנועה באופן ספונטני. לתת פרס בכל פעם התנועה מתבצע כראוי.</li>
			<li>תקן מתוכניות, יד מיקום וכיוון היד כמה פעמים לפי הצורך במהלך ההליך.</li>
			<li>חזור על השלבים שלעיל עד כשהחיה מבצעת את הרצף באופן אוטומטי.</li>
			<li>לטעון את הפעילות האוטומטית. החיה מקבל תמורה אוטומטית בעת ביצוע של תנועות יד, תפיסה במשך זמן מוגדר מראש.</li>
			<li>הארך בהדרגה את זמן המעצר של האובייקט.</li>
			<li>מציגים את הלייזר המקרין את נקודת קיבוע בבסיס של האובייקט. להוסיף אז עין המעקב לעקוב אחר מיקום העין סביב האובייקט-כדי-ניתן-לתפיסה.</li>
		</ol>
</li>
		<li>הרכבת החיה ב Memory-Guided האוחז (MGG) כדי לחקור את הרכיב מנוע של התגובה, אינם מושפעים המרכיב החזותי של הגירוי.<ol>
<li>לרסן את הראש של הקוף.</li>
			<li>לבצע את אותן הפעולות המתוארות עבור VGG מוודא כי החיה שומרת על קיבוע על הלייזר במהלך הפעילות בתוך חלון מוגדר באופן אלקטרוני. עבור גירסה זו של הפעילות, האור הולך בסוף תקופת קיבוע.</li>
		</ol>
</li>
		<li>הרכבת הקוף ב קיבוע פסיבי לטפל תגובתיות חזותיים צורת סלקטיביות.<ol>
<li>לרסן את הראש של הקוף.</li>
			<li>מציג את באנימציה הקוף באמצעות CRT (פסיבית קיבוע של גירויים 3D) או צג LCD (פסיבית קיבוע של גירויים 2D).</li>
			<li>להציג את מקום פיקסציה במרכז המסך, יונחו על גירויים חזותיים.</li>
			<li>לגמול את החיה לאחר כל מצגת הגירוי ולהגדיל בהדרגה תקופת קיבוע עד שהגיע בסטנדרטים של הפעילות.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>לבצע ניתוח, באמצעות כלי סטרילי, ווילונות ושמלות.<ol>
<li>עזים ומתנגד החיה עם קטמין (15 מ"ג/ק"ג, intramuscularly), medetomidine הידרוכלוריד (0.01-0.04 מ"ל/ק"ג intramuscularly), לאשר את ההרדמה באופן קבוע על-ידי בדיקה בתגובה של החיה לגירויים, קצב הלב, קצב הנשימה והדם לחץ.</li>
		<li>לשמור על הרדמה כללית (propofol 10 מ ג/ק ג/שעה לווריד) ולפקח חמצן עם צינור הנשימה. השתמש משחה המבוססת על lanolim למניעת יובש בעין תחת הרדמה.</li>
		<li>לספק שיכוך כאבים באמצעות 0.5 cc. הבופרנורפין (0.3 מ"ג/מ"ל לווריד). במקרה של גידול של קצב הלב במהלך הניתוח, מינון נוסף יכולה להינתן.</li>
		<li>שתל למוצב תואם MRI ראש עם ברגים קרמיקה אקריליק שיניים. לבצע ניתוחים כל ההישרדות בתנאים מחמירים אספטי. לתחזוקה נאותה של שדה סטרילי, להשתמש בכפפות חד פעמיות סטריליות, מסכות וכלי נגינה סטרילי.</li>
		<li>בהדרכת אנטומי תהודה מגנטית (MRI; קואורדינטות Horsley-Clark), להכין גולגולת מעל האזור בעל עניין, שתל תא הקלטה על הגולגולת של הקוף. השתמש חדר הקלטה סטנדרטיים עבור הקלטות חוץ-תאית יחידה או microdrive multielectrode, עבור ההקלטה סימולטני של נוירונים מרובים.</li>
		<li>לאחר הניתוח, להפסיק את עירוי לוריד אחליט עד ספונטנית נושם קורות חיים. לא להשאיר את החיה ללא השגחה עד זה שהכרתו ולהציג את החיה בקבוצה חברתית רק לאחר התאוששות מלאה.</li>
		<li>לספק שיכוך כאבים לאחר הניתוח כפי שהומלץ על ידי הוטרינר מוסדיים; שימוש לדוגמה Meloxicam (5 מ"ג/מ"ל intramuscularly).</li>
		<li>לחכות 6 שבועות אחרי הניתוח לפני תחילת הניסוי. דבר זה מאפשר "אנקורג" טוב יותר של הפוסט בראש הגולגולת, ערבויות כי החיה התאושש באופן מלא מפני ההתערבות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>בתרגום לאזור ההקלטה באמצעות MRI (להקלטות חוץ-תאית יחידה) ו טומוגרפיה (CT; להקלטות multielectrode).<ol>
<li>מילוי נימים זכוכית עם פתרון 2% נחושת גופרתית והכנס אותם לתוך רשת הקלטה.</li>
		<li>לבצע MRI מבניים (פורסים בעובי: 0.6 מ"מ).</li>
	</ol>
</li>
	<li>פיקוח על פעילות עצבית.<ol>
<li>השתמש microelectrodes טונגסטן עכבה של 0.8-1 MΩ.</li>
		<li>הכנס האלקטרודה דרך השכבה הקשה של המוח באמצעות צינור מדריך נירוסטה 23 גרם microdrive הידראולי.</li>
		<li>ספייק אפליה, להגביר, לסנן את הפעילות העצבית בין 300 ו- 5000 Hz.</li>
		<li>להקלטות (LFP) פוטנציאל שדה מקומי, להגביר ולסנן את האות בין 1 ל- 170 הרץ.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הצג האות עין<ol>
<li>להתאים את מצלמת אינפרא-אדום מול העיניים של החיה כדי לקבל תמונה הולמת של התלמיד ושל את הקרנית.</li>
		<li>השתמש מצלמת אינפרא-אדום מבוסס כדי לדגום את מיקום התלמיד ב- 500 הרץ.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. חוקרים אובייקט סלקטיביות באזורים הגבי
<ol><li>לבצע וותרו מונחה באופן חזותי (VGG).<ol>
<li>לבחור זכות האוחז ההתקנה בהתאם מטרת המחקר: קרוסלה התקנה או התקנה רובוט (איור 3).</li>
		<li>עבור ההתקנה קרוסלה, להפעיל את המשימה VGG:<ol>
<li>תן את הקוף מחזירים את היד contralateral על הכדור מוקלטות במצב מנוחה בחושך מוחלט ליזום את הרצף.</li>
			<li>לאחר זמן משתנה (מרווח intertrial: 2,000-3,000 ms), להחיל לייזר אדום (נקודת קיבוע) בבסיס של האובייקט (מרחק: 28 ס מ העיניים קופים). אם החיה שומר על מבטה בתוך חלון אלקטרונית מוגדרת על-ידי קיבעון (± 2.5°) עבור 500 ms, להאיר את האובייקט מלמעלה עם מקור אור.</li>
			<li>לאחר עיכוב משתנה (ms 300-1500), תכנית של עמעום של הלייזר (מושג ללכת חזותי) להדריך את הקוף להרים את היד מן המיקום, והוא יד, לתפוס ולהחזיק את האובייקט עבור מרווח משתנה (מחזיק זמן: ms 300-900).</li>
			<li>בכל פעם כשהחיה מבצעת את הרצף כולו כראוי, לתגמל אותו עם טיפת מיץ.</li>
		</ol>
</li>
		<li>השתמש רצף פעילות דומה עבור ההתקנה רובוט.<ol>
<li>לגבי הגדרת קרוסלה, תן את הקוף מחזירים את היד contralateral על הכדור מוקלטות במצב מנוחה בחושך מוחלט ליזום את הרצף.</li>
			<li>לאחר זמן משתנה (מרווח intertrial: 2,000-3,000 ms), נדלקת נורית ה-LED (נקודת קיבוע) על האובייקט (מבפנים; מרחק: 28 ס מ העיניים קופים). שוב, אם החיה שומר על מבטה בתוך חלון אלקטרונית מוגדרת על-ידי קיבעון (± 2.5°) עבור 500 ms, להאיר את האובייקט מפני בתוך עם מקור אור לבן.</li>
			<li>לאחר עיכוב משתנה (ms 300-1500), לכבות את ה-LED (מושג ללכת חזותי), להדריך את הקוף להרים את היד מן המיקום, והוא יד, לתפוס ולהחזיק את האובייקט עבור מרווח משתנה (מחזיק זמן: ms 300-900).</li>
			<li>בכל פעם כשהחיה מבצעת את הרצף כולו כראוי, לתגמל אותו עם טיפת מיץ.</li>
		</ol>
</li>
		<li>במהלך הפעילות, לכמת את הביצועים של הקוף, תשומת לב מיוחדת לעיתוי. מדד שני שהזמן שחלף בין האות-קדימה ואת תחילתה של תנועת היד (זמן תגובה), ובין תחילת התנועה המעלית של האובייקט (אוחז זמן).</li>
	</ol></li>
	<li>לבצע וותרו מונחה זיכרון (MGG; 'אוחז בחושך"). שימוש הפעילות MGG כדי לקבוע אם הנוירונים visuomotor או מנוע-הדומיננטי. הערה: הרצף דומה לזה המתואר לשם VGG, אך האובייקט הוא אחז בחשיכה מוחלטת.<ol>
<li>זהה לפעילות VGG, תן הקוף הניחו את היד contralateral על הכדור מוקלטות במצב מנוחה בחושך מוחלט ליזום את הרצף.</li>
		<li>לאחר זמן משתנה (מרווח intertrial: 2,000-3,000 ms), להחיל אדום לייזר/נורית (נקודת קיבוע) כדי לציין את נקודת קיבוע (בבסיס של האובייקט עבור ההתקנה קרוסלה, במרכז של האובייקט עבור ההתקנה רובוט; מרחק: 28 ס מ העיניים קופים) . אם החיה שומר על מבטה בתוך חלון אלקטרונית מוגדרת על-ידי קיבעון (± 2.5°) עבור 500 ms, להאיר את האובייקט.</li>
		<li>לאחר זמן קבוע (400 ms), כבה את האור.</li>
		<li>לאחר עיכוב משתנה תקופה (ms 300-1500) בעקבות האור לקזז, דים/מתג קשור לעניין קיבוע (ללכת CUE) להורות את הקוף להרים את היד, יד, תפיסה, והחזק את האובייקט (מחזיק זמן: ms 300-900).</li>
		<li>בכל פעם כשהחיה מבצעת את הרצף כולו כראוי, נותן טיפת מיץ כפרס.</li>
	</ol></li>
	<li>לבצע קיבוע פסיבי. לגבי הפעילות VGG, בחר את ההגדרה המתאימה ביותר (קרוסלה או רובוט התקנה) בהתאם מטרת המחקר. הערה: שתי פעילויות שונות קיבוע פסיבי יכול להתבצע: קיבוע פסיבי של אובייקטים בעולם האמיתי (שימוש של אובייקטים-כדי--לתופשו setups הקרוסלה והרובוט), קיבוע פסיבי של תמונות תלת-ממד/דו-ממדי של אובייקטים.<ol>
<li>לבצע קיבוע פסיבי של אובייקטים בעולם האמיתי.<ol>
<li>להציג את נקודת קיבוע (לייזר אדומה עבור ההתקנה קרוסלה המתוכנן בבסיס של אובייקט ו- LED אדום בכיוונון הרובוט).</li>
			<li>אם החיה שומר על מבטה בתוך חלון אלקטרונית מוגדרת על-ידי קיבעון (± 2.5°) עבור 500 ms, להאיר את האובייקט עבור 2,000 ms.</li>
			<li>אם החיה שומר על מבטה בתוך החלון עבור ms 1000, לתגמל אותו עם טיפת מיץ.</li>
		</ol>
</li>
		<li>לבצע קיבוע פסיבי של תמונות תלת-ממד/דו-ממדי של אובייקטים.<ol>
<li>להציג את כל גירויים חזותיים על רקע שחור (זוהר של 8 cd/m2) באמצעות צג (רזולוציה של-1280 × 1,024 פיקסלים) מצוידים P46-זרחן מהיר-דעיכה ומופעל ב-120 Hz (הצגת המרחק: 86 ס מ).</li>
			<li>בבדיקות תלת-ממד, להציג את הגירויים stereoscopically לסירוגין את התמונות עין ימין ועל שמאל על-גבי צג (צג CRT), בשילוב עם שני תריסים גביש נוזלי ferroelectric. לאתר תריסים אלה מול העיניים של הקוף, פועלים בתדר 60hz וסנכרן כדי לשחזר אנכי של הצג.</li>
			<li>להתחיל את המשפט על ידי הצגת ריבוע קטן במרכז המסך (נקודת קיבוע; 0.2 ° × 0.2 °). אם מיקום העין נותר בתוך אלקטרונית מוגדרת 1° מרובע חלון (הרבה יותר קטן מאשר עבור אובייקטים בעולם האמיתי) לפחות 500 ms, להציג את הגירוי החזותי על המסך, במשך הזמן הכולל של 500 ms.</li>
			<li>כאשר הקוף שומרת על קיבוע יציבה עד ההיסט גירוי, לתגמל אותו עם טיפת מיץ.</li>
			<li>למחקר הולם של צורה סלקטיביות, להפעיל סדרת בדיקות מקיפה עם תמונות דו-ממד במהלך הפעילות קיבוע פסיבי, ברצף הבא.</li>
			<li>מבצע בדיקה חיפוש. לבדוק את מידת הבררנות חזותי של התא באמצעות קבוצת רחב תמונות (תמונות השטח; איור 4A), כולל התמונות של האובייקט שעליו הוא אחז VGG. על כך ועל כל הפעילויות העוקבות חזותי, להשוות את התמונה לעורר את התגובה החזקה (הנקרא 'תמונה מועדפת') בתמונה השנייה שבה הנוירון מגיבה בחולשה (הנקרא ' nonpreferred' תמונה). אם הנוירון שנבחנה מגיב גם לתמונות של אובייקטים, לחפש רכיבי גירוי ספציפי נהיגה ההיענות של התא (מתאר בדיקה, בדיקת שדה קלט של הפחתת הבדיקה).</li>
			<li>מבצע בדיקה מתאר. מן התמונות השטח המקורי של אובייקטים אמיתיים (2D או 3D תמונות המכילות מרקם, הצללה, פרספקטיבה), להשיג גירסאות בהדרגה מפושטת של הגירוי באותה הצורה (צלליות ובחלוקה; איור 4B). לאסוף לפחות 10 ניסויים לכל תנאי על מנת לקבוע אם הנוירון מעדיף השטח המקורי, הצללית או קו המתאר של הצורה המקורית.</li>
			<li>הפעל את בדיקת שדה קלט (RF). כדי למפות את RF של נוירון, להציג התמונות של חפצים לעבר עמדות שונות על-גבי צג (בניסוי זה, עמדות 35; גירוי בגודל של 3°), מכסה את שדה הראיה המרכזית19,20. לאסוף מספיק חזרות גירוי-כל העמדות אפשרי תוך זמן סביר, להפחית את משך הזמן של הגירוי (גירויים flashed; משך הגירוי: 300 ms, מרווח intertrial: 300 ms).</li>
			<li>מבצע בדיקה הפחתה. להפעיל מבחן הפחתת עם שברי מתאר המוצג במרכז הגג כדי לזהות את מינימום יעיל הצורה תכונה (MESF). ליצור את קבוצת גירויים בפוטושופ על ידי חיתוך את קווי המתאר של כל אחת מהצורות מתאר המקורי לאורך הצירים העיקריים (איור 3B). לעצב את MESF כמו השבר הצורה הקטן ביותר לעורר תגובה לפחות 70 אחוז ההיענות חלוקה ללא פגע, לא קטן יותר באופן משמעותי מאשר את תגובה8.</li>
			<li>לקבלת אומדן טוב יותר של מיקום תלות (אפקט של גירוי עמדה על סלקטיביות פרגמנט), להפעיל שתי בדיקות שונות. מבצע בדיקה הפחתת עם שרידים ממוקם במיקום שנכבשו ב הצורה המקורית של חלוקה לרמות. להפעיל מבחן הפחתת עם שברי-מרכז המסה של הצורה.</li>
			<li>בשלב זה, הפעל מיפוי RF חדש באמצעות את MESF.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Gallese, V., Fadiga, L., Fogassi, L., Rizzolatti, G. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8800951">Action recognition in the premotor cortex.</a> Brain. 119 (2), 593-609 (1996).</li>
<li>Fogassi, L., Gallese, V., Buccino, G., Craighero, L., Fadiga, L., Rizzolatti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+mechanism+for+the+visual+guidance+of+hand+grasping+movements+in+the+monkey%3A+a+reversible+inactivation+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Cortical mechanism for the visual guidance of hand grasping movements in the monkey: a reversible inactivation study.</a> Brain. 124 (3), 571-586 (2001).</li>
<li>Rizzolatti, G., Camarda, R., Fogassi, L., Gentilucci, M., Luppino, G., Matelli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+organization+of+inferior+area+6+in+the+macaque+monkey.+II.+Area+F5+and+the+control+of+distal+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Functional organization of inferior area 6 in the macaque monkey. II. Area F5 and the control of distal movements.</a> Exp. Brain Res. 71 (3), 491-507 (1988).</li>
<li>Mishkin, M., Ungerleider, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+striate+inputs+to+the+visuospatial+functions+of+parieto-preoccipital+cortex+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Contribution of striate inputs to the visuospatial functions of parieto-preoccipital cortex in monkeys.</a> Behav. Brain Res. 6 (1), 57-77 (1982).</li>
<li>Goodale, M. A., Milner, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Separate+visual+pathways+for+perception+and+action%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Separate visual pathways for perception and action.</a> Trends Neurosci. 15 (1), 20-25 (1992).</li>
<li>Baumann, M. A., Fluet, M. C., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Context-specific+grasp+movement+representation+in+the+macaque+anterior+intraparietal+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Context-specific grasp movement representation in the macaque anterior intraparietal area.</a> J. Neurosci. 29 (20), 6436-6438 (2009).</li>
<li>Murata, A., Gallese, V., Luppino, G., Kaseda, M., Sakata, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selectivity+for+the+shape%2C+size%2C+and+orientation+of+objects+for+grasping+neurons+of+monkey+parietal+area+AIP%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Selectivity for the shape, size, and orientation of objects for grasping neurons of monkey parietal area AIP.</a> J. Neurophysiol. 83 (5), 2580-2601 (2000).</li>
<li>Romero, M. C., Pani, P., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coding+of+shape+features+in+the+macaque+anterior+intraparietal+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Coding of shape features in the macaque anterior intraparietal area.</a> J. Neurosci. 34 (11), 4006-4021 (2014).</li>
<li>Sakata, H., Taira, M., Kusonoki, M., Murata, A., Tanaka, Y., Tsutsui, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+coding+of+3D+features+of+objects+for+hand+action+in+the+parietal+cortex+of+the+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Philos.+Trans.+R.+Soc.+Lond.+B.+Biol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Neural coding of 3D features of objects for hand action in the parietal cortex of the monkey.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 353 (1373), 1363-1373 (1998).</li>
<li>Taira, M., Mine, S., Georgopoulos, A. P., Murata, A., Sakata, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parietal+cortex+neurons+of+the+monkey+related+to+the+visual+guidance+of+the+hand+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Parietal cortex neurons of the monkey related to the visual guidance of the hand movement.</a> Exp Brain Res. 83 (1), 29-36 (1990).</li>
<li>Janssen, P., Scherberger, H. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25840009">Visual guidance in control of grasping.</a> Annu. Rev. Neurosci. 8 (38), 69-86 (2015).</li>
<li>Theys, T., Pani, P., van Loon, J., Goffin, J., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selectivity+for+three-dimensional+contours+and+surfaces+in+the+anterior+intraparietal+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Selectivity for three-dimensional contours and surfaces in the anterior intraparietal area.</a> J. Neurophysiol. 107 (3), 995-1008 (2012).</li>
<li>Goffin, J., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+shape+coding+in+grasping+circuits%3A+a+comparison+between+the+anterior+intraparietal+area+and+ventral+premotor+area+F5a%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cogn.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional shape coding in grasping circuits: a comparison between the anterior intraparietal area and ventral premotor area F5a.</a> J. Cogn. Neurosci. 25 (3), 352-364 (2013).</li>
<li>Raos, V., Umiltá, M. A., Murata, A., Fogassi, L., Gallese, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+properties+of+grasping-related+neurons+in+the+ventral+premotor+area+F5+of+the+macaque+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Functional properties of grasping-related neurons in the ventral premotor area F5 of the macaque monkey.</a> J. Neurophysiol. 95 (2), 709-729 (2006).</li>
<li>Umilta, M. A., Brochier, T., Spinks, R. L., Lemon, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+recording+of+macaque+premotor+and+primary+motor+cortex+neuronal+populations+reveals+different+functional+contributions+to+visuomotor+grasp%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Simultaneous recording of macaque premotor and primary motor cortex neuronal populations reveals different functional contributions to visuomotor grasp.</a> J. Neurophysiol. 98 (1), 488-501 (2007).</li>
<li>Denys, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+processing+of+visual+shape+in+the+cerebral+cortex+of+human+and+nonhuman+primates%3A+a+functional+magnetic+resonance+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The processing of visual shape in the cerebral cortex of human and nonhuman primates: a functional magnetic resonance imaging study.</a> J. Neurosci. 24 (10), 2551-2565 (2004).</li>
<li>Theys, T., Pani, P., van Loon, J., Goffin, J., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selectivity+for+three-dimensional+shape+and+grasping-related+activity+in+the+macaque+ventral+premotor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.Neurosci%22%5BJournal%5D)">Selectivity for three-dimensional shape and grasping-related activity in the macaque ventral premotor cortex.</a> J.Neurosci. 32 (35), 12038-12050 (2012).</li>
<li>Nelissen, K., Luppino, G., Vanduffel, W., Rizzolatti, G., Orban, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observing+others%3A+multiple+action+representation+in+the+frontal+lobe%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Observing others: multiple action representation in the frontal lobe.</a> Science. 310 (5746), 332-336 (2005).</li>
<li>Janssen, P., Srivastava, S., Ombelet, S., Orban, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coding+of+shape+and+position+in+macaque+lateral+intraparietal+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Coding of shape and position in macaque lateral intraparietal area.</a> J. Neurosci. 28 (26), 6679-6690 (2008).</li>
<li>Romero, M. C., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptive+field+properties+of+neurons+in+the+macaque+anterior+intraparietal+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Receptive field properties of neurons in the macaque anterior intraparietal area.</a> J. Neurophysiol. 115 (3), 1542-1555 (2016).</li>
<li>Decramer, T., Premereur, E., Theys, T., Janssen, P. <a target="_blank" href="https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/611191">Multi-electrode recordings in the macaque frontal cortex reveal common processing of eye-, arm- and hand movements. Program No. 495.15/GG14.</a> Neuroscience Meeting Planner. , Washington DC: Society for Neuroscience. Online (2017).</li>
<li>Pani, P., Theys, T., Romero, M. C., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grasping+execution+and+grasping+observation+activity+of+single+neurons+in+macaque+anterior+intraparietal+area%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cogn.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Grasping execution and grasping observation activity of single neurons in macaque anterior intraparietal area.</a> J. Cogn. Neurosci. 26 (10), 2342-2355 (2014).</li>
<li>Turriziani, P., Smirni, D., Oliveri, M., Semenza, C., Cipolotti, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+the+prefrontal+cortex+in+familiarity+and+recollection+processes+during+verbal+and+non-verbal+recognition+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">The role of the prefrontal cortex in familiarity and recollection processes during verbal and non-verbal recognition memory.</a> Neuroimage. 52 (1), 469-480 (2008).</li>
<li>Tsao, D. Y., Schweers, N., Moeller, S., Freiwald, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patches+of+faces-selective+cortex+in+the+macaque+frontal+lobe%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Patches of faces-selective cortex in the macaque frontal lobe.</a> Nat. Neurosci. 11 (8), 877-879 (2008).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

גישה כוללת במחקר של הזרם הגבי דורש בחירה זהירה של פעילויות התנהגותיות ובדיקות חזותי: יכול להיות מועסק פרדיגמות חזותי, וותרו משולב או תלוי בנפרד המאפיינים הספציפיים של האזור.
במאמר זה, אנו מספקים את הדוגמאות של הפעילות העצבית טלקוה AIP והן F5p בתגובה תת-קבוצה של משימות חזותי מוטורי, אבל יכול להיות שנצפו תגובות דומות מאוד בתחומים חזיתית אחרים כגון אזור 45B, F5a.
אנו מציעים שני כיוונוני ניסיוני לחקור עצבית ייצוג של אובייקטים במהלך האוחז. עם אנכי מסתובב קרוסלה (<strong ...

פרימטים אנושיות ולא אנושיות לשתף את הקיבולת של ביצוע פעולות מוטוריות מורכבות כולל עצם האוחז. כדי לבצע בהצלחה משימות אלה, המוח שלנו צריך להשלים את השינוי של מאפייני אובייקט פנימי לתוך פקודות מוטוריות. השינוי הזה מסתמך על רשת מתוחכמת של אזורים קורטיקליים הגבי ממוקם הקודקוד, הגחון קליפת premotor1,2,3 (איור 1).
ממחקרים הנגע קופים ובני4,5, אנו יודעים כי הזרם הגבי חזותי - שמקורם קליפת הראיה העיקרית, מכוונים קליפת הקודקודית האחורי - מעורב ראייה מרחבית, תכנון מנוע פעולות. עם זאת, הרוב המכריע של אזורים הגבי לא מוקדשים סוג ייחודי של עיבוד. למשל, האזור intraparietal הקדמי (AIP), באחד האזורים שלב סיום בהזרם הגבי חזותי, מכיל מגוון של נוירונים האש לא רק במהלך האוחז6,7,8, אבל גם במהלך את התמונה בדיקה של9,108,7,אובייקט.
בדומה AIP, נוירונים באזור F5, הממוקמת בקליפת premotor הגחוני (PMv), גם להגיב במהלך חזותי קיבעון האובייקט האוחז, אשר עשוי להיות חשוב עבור השינוי של מידע חזותי לתוך פעולות מוטוריות11. החלק הקדמי של האזור (subsector F5a) מכיל נוירונים להגיב באופן סלקטיבי תלת מימדי (3D, המוגדרת על-ידי פער) תמונות12,13, בזמן subsector ממוקם על קמירות (F5c) מכיל נוירונים מאופיין במראה מאפיינים1,3, ירי הן כאשר חיה מבצעת או מתבונן פעולה. בסופו של דבר, האזור האחורי F5 (F5p) הוא שדה הקשורות יד, עם שיעור גבוה של מגיבים הן תצפית visuomotor נוירונים ואוחז של עצמים תלת-ממדיים14,15. ליד F5, אזור 45B, ממוקם ramus נחות של sulcus מקושת, יכול גם להיות מעורבים גם צורת עיבוד16,17 וגם וותרו18.
בדיקות אובייקט סלקטיביות בקליפת הקודקוד, חזיתית הוא מאתגר, כי זה קשה לקבוע אילו תכונות הנוירונים הללו להגיב ומהם השדות פתוחים לרעיונות של נוירונים אלה. לדוגמה, אם נוירון מגיב צלחת אך לא חרוט, איזו תכונה של אובייקטים אלה הוא נוהג הסלקטיביות הזאת: קו המתאר 2D, מבנה תלת-ממדי, כיוון לעומק או שילוב של תכונות שונות רבות? כדי לקבוע את התכונות אובייקט קריטי עבור נוירונים שמגיבים במהלך קיבעון האובייקט ואוחז, זה הכרחי להעסיק בדיקות חזותית שונות באמצעות תמונות של עצמים וגירסאות מופחתת של אותן תמונות.
חלק נכבד של הנוירונים ב- AIP ו- F5 לא רק מגיב ההצגה החזותית של האובייקט, אלא גם כאשר החיה תופס אובייקט זה בחושך (קרי, בהיעדר מידע חזותי). נוירונים כאלה עשויים שלא להגיב תמונה, אובייקט שלא ניתן לתפיסה. לפיכך, רכיבים חזותיים, מנוע של התגובה קשורים, מה שהופך את זה קשה לחקור את ייצוג אובייקט העצבית באזורים אלה. מאז הנוירונים visuomotor לבדוק רק עם אובייקטים בעולם האמיתי, אנחנו צריכים מערכת גמישה להצגת אובייקטים שונים לעבר עמדות שונות בשדה הראייה, נטיות שונות, אם אנחנו רוצים לקבוע אילו תכונות חשובות אלו נוירונים. האחרון תושג רק באמצעות רובוט מסוגל הצגת אובייקטים שונים במקומות שונים בחלל חזותי.
מאמר זה מתכוונת לספק מדריך ניסיוני עבור חוקרים גם במחקר של נוירונים parieto בעירום. בסעיפים הבאים, אנו נספק פרוטוקול כללי שמשמש במעבדה שלנו לניתוח של תגובות אובייקט וותרו וחזותית, קופי מקוק ער (מאכאכה mulatta).

<table><tbody><tr><td>רובוט אוחז</td><td>GIBAS Universal Robots</td><td>UR-6-85-5-A</td><td>זרוע רובוט מצוידת במנוע קרוסלה תופס</td></tr><tr><td></td><td>Siboni</td><td>RD066/&dagger; מנוע 20 MV6, 35x23 F02</td><td>למימוש בקרוסלה אנכית בהתאמה אישית. זה מאפשר סיבוב של הקרוסלה.</td></tr><tr><td>מעקב עיניים</td><td>SR Research</td><td>מערכת מצלמות אינפרא אדום EyeLink II דגימת מסנן 500 הרץ</td><td></td></tr><tr><td></td> מסננים אלקטרוניים <td>Wavetek Rockland</td><td>852</td><td>מבצעים מגוון פונקציות עיבוד אותות במטרה להסיר רכיבי תדר לא רצויים של אות.</td></tr><tr><td>מגבר מקדים</td><td>BAK ELECTRONICS, INC.</td><td>A-1</td><td>דגם A-1 מאפשר להפחית את קיבולת הקלט ואיסוף הרעש ומאפשר לבדוק עכבה עבור מיקרו-אלקטרודות מתכת</td></tr><tr><td>אלקטרודות</td><td>FHC</td><td>UEWLEESE*N4G</td><td>מיקרואלקטרודות מתכת (* = עכבה, לבחירה על ידי החוקר)</td></tr><tr><td>צג CRT</td> Vision <td>Research Graphics</td><td>M21L-67S01</td><td>צג ה-CRT מצויד בזרחן P46-phosphor בעל דעיכה מהירה הפועל</td></tr><tr><td>בתריסי גביש נוזלי פרואלקטרי של 120 הרץ</td><td>לוח תריס FLC Tech לתצוגה</td><td>; LV2500P-OEM</td><td>התריסים פועלים ב-60 הרץ מול הקופים ומסונכרנים עם החזרה האנכית של הצג</td></tr></tbody></table>

חוקרים ייצוגי האובייקט בזרם visual הגבי מקוק באמצעות הקלטות יחיד-יחידה

Investigating Object Representations in the Macaque Dorsal Visual Stream Using Single-unit Recordings

מחקרים קודמים הראו כי הנוירונים באזורים parieto-המצחית של המוח מקוק יכול להיות סלקטיבי מאוד עבור אובייקטים בעולם האמיתי, המוגדרת על-ידי פער המשטחים הקעורים ותמונות של אובייקטים בעולם האמיתי (עם ובלי פער) באופן דומה כמו תיאר בזרם חזותי הגחון. בנוסף, אזורים parieto-המצח הם האמינו להמרת מידע אובייקט ויזואלי פלטי המנוע המתאים, כגון מראש עיצוב של היד במהלך האוחז. כדי לאפיין טוב יותר סלקטיביות עצם קורטיקלית ברשת מעורב visuomotor המרות, אנו מספקים שורה של בדיקות שנועדו לנתח את מידת הבררנות אובייקט ויזואלי של נוירונים באזורי המצח parieto.

איור 5 מגרשים את התגובות של נוירון דוגמה הקליט מאזור F5p נבדק עם ארבעה חפצים: שניים שונים צורות - כדור, צלחת-שמוצג בשני גדלים שונים (6 ו- 3 ס"מ). נוירון מסוים זה הגיב לא רק הספרה גדולה (הגירוי האופטימלית; החלונית השמאלית העליונה), אלא גם לצלחת גדולה (החלונית השמאלית התחתונה). לשם השוואה, התגובה עצמים קטנים יותר היה חלש יותר (העליון והתחתון נכון לוחות).
איור 6 מראה נוירו...

פרוטוקול מפורט כדי לנתח אובייקט סלקטיביות של נוירונים חזיתי parieto מעורב העתקות visuomotor מוצג.

חוקרים ייצוגי האובייקט בזרם Visual הגבי מקוק באמצעות הקלטות יחיד-יחידה

Previous studies have shown that neurons in parieto-frontal areas of the macaque brain can be highly selective for real-world objects, disparity-defined ...

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח במדעי המוח של מערכות הראייה והמוטוריקה. לדוגמה, כיצד נוירונים מקודדים אובייקטים וחלקי אובייקט? וכיצד משתנים ייצוגים עצביים מחזותי למוטורי?היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שניתן לחקור נוירונים עם אובייקטים בעולם האמיתי במהלך הגעה ואחיזה, ועם תמונות של אובייקטים וחלקי אובייקטים המוצגים בתצוגה. מריה רומרו, פוסט-דוקטורנטית, ואיירין קפררה, דוקטורנטית מהמעבדה שלי. התחל עם הנבדק הממוקם בכיסא הבדיקה מול מערך אחיזת האובייקט.כוונן מצלמת אינפרא אדום מול עיני הנבדק כדי לקבל תמונה נאותה של האישון ורפלקס הקרנית. כדי להפעיל את משימת האחיזה המונחית חזותית באמצעות מערך קרוסלה, תחילה אפשר לקוף המקוק למקם את היד הנגדית לחצי הכדור המוקלט במצב מנוחה בחושך מוחלט כדי להתחיל את הרצף. לאחר מרווח בין ניסוי משתנה של 2,000 עד 3,000 אלפיות השנייה, יש למרוח לייזר אדום כנקודת קיבוע בבסיס האובייקט.אם החיה שומרת על מבטה בתוך חלון קיבוע מוגדר אלקטרונית למשך 500 אלפיות השנייה, האירו את האובייקט מלמעלה עם מקור אור. לאחר מכן, לאחר עיכוב משתנה של 300 עד 1, 500 אלפיות השנייה, תכנת עמעום של הלייזר כרמז חזותי. הנחו את קופי המקוק להרים את היד ממצב המנוחה ולהושיט יד, לאחוז בו ולהחזיק אותו למשך מרווח משתנה אקראי של 300 עד 900 אלפיות השנייה.בכל פעם שקוף המקוק מבצע את כל הרצף בצורה נכונה, תג

investigating-object-representations-macaque-dorsal-visual-stream

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

בתאי הגנגליון ברשתית מעבירים מידע חזותי מן העין אל המוח עם רצפים של פוטנציאל פעולה. כאן, אנו מדגימים כיצד להקליט את פוטנציאל הפעולה של תאים גנגליון...

יחידה יחידה ב-vivo הקלטות של התצלובת הראייה של עכברוש

אנו מתארים שיטות הקלטה בקנה מידה גדול של יחידות בודדות מרובות פוטנציאל בתחום המקומית מתנהג מכרסמים עם בדיקות סיליקון. כונן ייצור, מצורף בדיקה לכונן ואת ההשתלה תהליכי בדיקה באים לידי ביטוי מספיק פרטים עבור שכפול קל.

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

הסרטון מדגים בדיקה לזיהוי נוירונים סלקטיביים למטרה באמצעות מעקב עיניים סימולטני והקלטות של נוירון יחיד. על משתתף אנושי מוטלת המשימה לזהות אובייקט מטרה בין מערך אובייקטים בתצוגה, ועוקבים אחר תנועת העין. במקביל, קצב הירי של תאי עצב בודדים נרשם באמצעות אלקטרודות המושתלות במוח. הנתונים משתי ההקלטות מתואמים כדי להעריך את נוכחותם של נוירונים סלקטיביים מטרה.

מעקב עיניים סימולטני והקלטה של נוירון יחיד לזיהוי נוירונים סלקטיביים למטרה

למידת עמותות בתגובה לגירוי חדשות עוסקת במגוון רחב של תהליכים עצביים המשתקפים סופו של דבר בשינוי תפוקת ספייק של נוירונים בודדים. כאן אנו מתארים פרוטוקול התנהגותי מאפשר רישום הרציף של פעילות היחיד נוירון ואילו בעלי חיים לרכוש, לכבות, ולרכוש מחדש תגובה מותנית בהפעלה ניסיונית אחת.

הקלטת הפוטנציאלים הפעולה &#39;יחיד נוירונים מחופשיות העברת יונים על פני שלושה שלבים של למידה

פרוטוקול זה מתאר תכנון והשתלה כירורגית של מנגנון ריסון ראש לניטור פעילות עצבית במבני מוח תת-קורטיקליים בחולדות ערניות.  הוא מתאר נהלים לבידוד נוירונים בודדים בתצורה הסמוכה ולזיהוי יעיל של מיקומם האנטומי.

ניטור Juxtacellular והלוקליזציה של Single נוירונים בתוך מבנים מוחיים תת-קליפת המוח של התראה, חולדות-מרוסן ראש

כאן, אנו מראים את הזרקת הלחץ של חומרים נוירו-פרמקולוגיים במהלך רישום של תא בודד בקוף מקוק ער ומתנהג. הליך זה מאפשר מניפולציה פרמקולוגית בסביבה הישירה של אתר רישום קליפת המוח.

מערכת הזרקה בלחץ לחקירת neuropharmacology של עיבוד מידע Awake מתנהג מקוק קוף Cortex

אנו מתארים שיטה לבצע הקלטות של תא העצב בודד עם מעקב העין בו בבני אדם. אנו להדגים את השירות של שיטה זו ולהמחיש כיצד השתמשנו בגישה זו כדי להשיג נוירונים באונה הטמפורלית האנושית האמצעי הקידוד מטרות של חיפוש ויזואלי.

מעקב אחר עיניים והקלטות של תא העצב היחיד בחולי אפילפסיה של האדם

בשילוב עם לוחית ראש ועיצוב אופטי התואם למיקרוסקופים של פוטון בודד ושני פוטונים, עדשת המיקרופריזמה מציגה יתרון משמעותי במדידת תגובות עצביות בטור אנכי בתנאים מגוונים, כולל ניסויים מבוקרים היטב במצבים קבועים בראש או משימות התנהגותיות טבעיות בבעלי חיים הנעים בחופשיות.

הדמיה ארוכת טווח של אוכלוסיות עצביות מזוהות באמצעות מיקרופריזמות בבעלי חיים הנעים בחופשיות ומקובעים לראש

מיקרו-כוננים מותאמים אישית מאפשרים מיקוד תת-מילימטרי של אתרי הקלטה בקליפת המוח באמצעות מערכי סיליקון ליניאריים.

אלקטרופיזיולוגיה של פעילות קליפת המוח הלמינרית במרמוסט המשותף

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

מוצג כאן צינור ניתוח וידאו המתגבר על אתגרים בניטור התנהגותי בסביבות MRI, ומאפשר זיהוי תגובות התנהגותיות ללא הדרכה לרמזים חיצוניים. ניתוח זה יאפשר הבנה מקיפה יותר של שינויים במצב פנימי מעוררים ופעילות כלל-מוחית.

פרופיל תגובות התנהגות אימהיות במהלך הדמיה של כל המוח

חקור ייצוגי עצמים בזרם הוויזואלי הגבי במקוקים באמצעות הקלטות יחיד-יחידה במהלך משימות אחיזה מונחות ראייה. שיטה זו מאפשרת לחוקרים ללמוד על קידוד עצבים של מידע חזותי ומוטורי.

חוקרים ייצוגי האובייקט בזרם Visual הגבי מקוק באמצעות הקלטות יחיד-יחידה

גלה סרטונים נוספים