Questo studio introduce un metodo per la registrazione simultanea di potenziali di campo locale nel cervello, elettrocardiogrammi, i electromyograms e segnali di un ratto liberamente commovente di respirazione. Questa tecnica, che riduce i costi di sperimentali e semplifica l'analisi dei dati, contribuirà alla comprensione delle interazioni tra il cervello e gli organi periferici.
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Articolo metodologico
Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale, elettrocardiogramma, elettromiogramma e respirazione ritmo da un ratto liberamente commovente
In questo articolo
Sommario
Abstract
Monitoraggio le dinamiche fisiologiche del cervello e tessuti periferici è necessaria per affrontare una serie di domande su come i controlli di cervello corpo funzioni e degli organi interni ritmi quando gli animali sono esposti a sfide emotive e cambiamenti nella loro ambienti di vita. In generale gli esperimenti, i segnali provenienti da diversi organi, quali il cervello e il cuore, sono registrati dai sistemi di registrazione indipendente che richiedono più dispositivi di registrazione e procedure diverse per l'elaborazione dei file di dati. Questo studio descrive un nuovo metodo che può monitorare contemporaneamente BCI elettrici, tra cui decine di potenziali di campo locale in più regioni del cervello, elettrocardiogrammi che rappresentano il ritmo cardiaco, i electromyograms che rappresentano sveglio / contrazione muscolare legati al sonno e segnali, in un ratto liberamente commovente di respirazione. La configurazione di registrazione di questo metodo si basa su una matrice di micro-unità convenzionale per le registrazioni potenziali di campo locale corticale in cui decine di elettrodi sono accomodati e dei segnali ottenuti da questi elettrodi sono integrati in un unico quadro elettrico montato sulla testa dell'animale. Qui, questo sistema di registrazione è stato migliorato in modo che i segnali provenienti da organi periferici vengono trasferiti anche una scheda di interfaccia elettrica. In un unico intervento, elettrodi prima vengono impiantati separatamente in parti del corpo appropriato e le aree del cervello di destinazione. Le estremità aperte di tutti questi elettrodi sono poi saldate ai singoli canali del quadro elettrico sopra la testa dell'animale affinché tutti i segnali possono essere integrati in singolo quadro elettrico. Questa scheda di collegamento a un dispositivo di registrazione consente la raccolta di tutti i segnali in un unico dispositivo, che riduce i costi di sperimentali e semplifica il trattamento dei dati, poiché tutti i dati possono essere trattati nello stesso file di dati. Questa tecnica aiuterà la comprensione dei correlati neurofisiologici delle associazioni tra gli organi centrali e periferici.
Introduzione
Il sistema nervoso centrale controlla gli Stati di corpo in risposta ai vari cambiamenti ambientali, e questo controllo è in genere rappresentato come cambiamenti nella frequenza cardiaca, frequenza respiratoria e contrazioni muscolari. Tuttavia, pochi studi hanno testato come tali fattori fisiologici periferici sono associati con attività corticale. Per risolvere questo problema, è necessario un metodo di registrazione su larga scala per il monitoraggio elettrico BCI da tessuti sia centrali che periferici. Nella corteccia cerebrale, segnali (LFP) potenziali di campo locale extracellularly sono registrati da elettrodi che vengono inseriti nei tessuti corticali
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Protocollo
Tutte le procedure che coinvolgono animali soggetti sono state eseguite secondo le linee guida NIH per la cura e l'uso di animali.
1. preparazione della matrice Micro-unità integrativa
- Creare un array di micro-unità per le registrazioni come descritto altrove corticale-LFP1,2,3. Lasciare almeno 6 fori in metallo si apre su una scheda di interfaccia di elettrodo (BEI) per l'utilizzo come canali ECG/EMG/BR che sono collegati ai fili bioflex, come descritto in 1.2.
- Tagliare un filo di bioflex in 6 pezzi con lunghezza di 5,0 cm. Pee....
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Risultati
Questo metodo è in grado di catturare simultaneamente segnali bioelettrici da organi multipli che rappresentano l'attività neuronale del cervello, frequenza cardiaca, respirazione ritmica e le contrazioni del muscolo scheletrico (Figura 1). Figura 4 fornisce i dati di registrazione rappresentativo da un ratto liberamente commovente che è stato liberamente foraggiamento in una scatola rettangolare (25 × 40 cm.......
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Discussione
Per comprendere come il cervello modula i livelli di attività periferica e vice versa, su larga scala in metodi per catturare simultaneamente elettrica BCI da più zone del corpo della registrazione sono necessarie. Questo studio ha descritto una procedura chirurgica e un sistema di registrazione per il monitoraggio di potenziali di campo locale cerebrale, frequenza cardiaca, la grandezza della costruzione muscolare e ritmi respiratori, che sono stati migliorati in un sistema di registrazione che viene utilizzato per regi.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato da Kaken-Ciao (17 H 05939; 17 H 05551), la Fondazione Nakatomi e Suzuken Memorial Foundation.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| FEP Hookup Wire Stranded Acciaio Inossidabile | Cooner Wire Company, Chatsworth, CA | AS 633 | Filo Bioflex |
| EIB-36-PTB | Neuralynx, Inc., Bozeman, MT | EIB-36-PTB | EIB |
| Cereplex M Roccia | nera Microsystems, Salt Lake City, UT | Headstage digitale | |
| Cereplex Direct | Roccia nera Microsystems, Salt Lake City, UT | Sistema di acquisizione dati | |
| UEW poliuretano magnete | filo Oyaide.com, Tokyo, Giappone | UEW 0,14 mm 20 m | Filo smaltato |
| SD-102 | Narishige, Tokyo, Giappone | SD-102 | Trapano ad alta velocità |
| Minimo ONE SERIES ver.2 | Minitor Co., Ltd, Tokyo, Giappone | C2012 | Trapano ad alta peed Alimentatore |
| Provinice 250 mL | Shofu Inc., Kyoto, Giappone | 213620136 | Cemento dentale |
| Anestesista per piccoli animali | Biomacchine, Chiba, Giappone | Anestesista | TK-7 |
| Buprenorfina cloridrato | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | B7536-1ML | Analgesico |
| isoflurano | DS Pharma Animal Health, Osaka, Giappone | Isoflu 250mL | |
| Vaselina, Bianco | Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Giappone | 224-00165 | Unguento veterinario |
| Alginato di sodio | Nacalai tesque, Kyoto, Giappone | 31131-85 | |
| Cloruro di calcio diidrato | Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Giappone | 031-00435 | |
| Vite in acciaio inox M1.0&volte; 4,0 | MonotaRO, Hyogo, Giappone | 42617504 | Vite in acciaio inox per elettrodi BR |
| Vite in acciaio inox M1.4× 3.0 | MonotaRO, Hyogo, Giappone | 42617687 | Vite in acciaio inox per elettrodi g/r e ancore |
Riferimenti
- Kloosterman, F., et al. Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication. JoVE. (26), e1094(2009).
- Nguyen, D. P., et al. Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly. Journal of Visualized Experiments : JoVE
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Ristampe e permessi
