Name: Progettazione e Costruzione di un Headstage conveniente per simultanea Stimolazione Neurale e registrazione nel Labirinto dacqua (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-10-13T17:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 9 s
Description: Scopri come costruire un headstage economico per registrazione e stimolazione neurale simultanee nel labirinto d'acqua. Questo metodo offre risparmio sui costi e personalizzazione per esperimenti elettrofisiologici.

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Vorremmo riconoscere Riceberg Justin per l&#39;assistenza tecnica nella verifica della headstage. Questo lavoro è stato sostenuto in parte dai National Institutes of sovvenzioni Salute MH65658, MH073689, e F30 AG034003-01A1, e il Mount Sinai School of Medicine.

1. Headstage Progettazione e Realizzazione Panoramica A compilato headstage pre-amplificatore sistema è costituito dai seguenti componenti: <ol><li> Un computer di bordo circuito integrato progettato con quattro canali di registrazione e due canali di stimolazione. </li><li> Elettrodi che trasmettono le registrazioni e canali di stimolazione ai connettori appropriati sul palco testa animali. </li><li> Un cavo di legare e di interfaccia relè che la registrazione e canali di stimolazione ad un collettore ad anelli. </li><li> Due forme di impermeabilizzazione sul palco testa e sul circuito integrato. </li></ol> 2. Progettazione e layout dei Headstage Abbiamo progettato un circuito stampato integrato con 4 seguaci fonte e 2 passano attraverso canali di stimolazione utilizzando un normale pacchetto di software CAD (www.expresspcb.com). Un headstage è stato progettato, e il design pattern viene affiancata su un foglio più grande del circuito per fornire headstages molti a un costo inferiore. Il file CAD è trasmesso alla scheda a circuito stampato (PCB), servizio di produzione, dove su entrambi i lati, vengono stampate due schede strato utilizzando strati di rame superiore e inferiore con tutti i fori passanti placcati. Le schede utilizzano stagno / piombo saldatura tracce placcati e pastiglie che corrispondono a standard di settore FR-4 laminato. I PCB possono essere ordinati e spediti il ​​giorno lavorativo successivo. Headstages individuali sono tagliati dal grande foglio di piastrelle PCB e componenti elettronici sono collegati con saldatura. Un layout esempio di headstage utilizzati in questo protocollo viene visualizzato (Figura 1). Si prega di consultare il sito Web del produttore per le istruzioni dettagliate e consigli sulla progettazione di un PCB. 3. Preparazione e saldatura di componenti elettronici Tutti i componenti elettronici utilizzati in questo protocollo sono dei dispositivi a montaggio superficiale (SMD) tipo. L'impronta di ogni tipo di dispositivo (resistenza, capacità, ecc) è stato scelto per ridurre al minimo lo spreco di spazio sul headstage, ma più grande componenti SMD possono essere utilizzati, se necessario. <ol><li> Organizza i componenti sul circuito e li prepara per la saldatura. </li><li> Mettere una piccola quantità di saldatura sul stagno / piombo pad da saldare e portare la punta del saldatore vicino a sciogliersi e aderire la saldatura al pad. </li><li> Saldare i primi condensatori, resistenze prossimo, e poi la amplificatori operazionali. </li><li> Il amplificatori operazionali possono essere distrutti dal riscaldamento sopra. Abbiamo usato una pistola di calore variabile saldatura e il più basso calore necessario per fondere la saldatura. Ridurre al minimo il tempo di riscaldamento utilizzato per realizzare una comune buona saldatura. Abbiamo trovato conveniente per creare un piccolo serbatoio di saldatura che si getta nel pad impronta applicando saldatura lungo le tracce di comunicazione o di potere. </li><li> Prova che la resistenza in tutta l'resistenze incontra il valore atteso con un ohmetro. </li><li> Ispezionare ogni pad strettamente per assicurare che nessuna saldatura è di collegare o ponte pad adiacenti. Se c'è un ponte di saldatura, il calore e fondere la saldatura e utilizzare una pinzetta per rompere il ponte. </li></ol> 4. Montaggio e Realizzazione di interfacce e protesi Tether <ol><li> Inserire un ipodermico 23 Ga tubi in una delle porte non utilizzate del sistema ABS 9pin presa per il supporto meccanico. </li><li> Tagliate sei 1 pezzi lunghezza cm di isolamento filo magnetico per il collegamento dei pin femmina Amphenol alla presa ABS. </li><li> Saldare i pin femminile al filo magnetico utilizzando una piccola quantità di saldatura in ogni pin, e riscaldando il perno dalla punta. </li><li> Saldare l'altra estremità di ciascun filo magnetico nelle prese ABS. </li><li> Posizionare il maschio - femmina pin MillMax il pad sul lato legare della headstage, e spremere i pin sulla scheda per accertare una misura di pressione. Poi, saldare ogni pin di ogni pad in ordine. </li><li> Posizionare la ghiera sul connettore impianto neurale e spingere tutti i pin femminile nelle fessure desiderata sulla base in plastica. </li><li> Applicare la colla acrilica (krazy colla) alla parte superiore del connettore presa ABS e fissarlo alla base del headstage. Incollare il tubo 23Ga al lato legare della headstage per il supporto. </li></ol> 5. Impermeabilizzazione del Headstage <ol><li> Per impermeabilizzare il headstage, racchiudere l'intero circuito integrato e le superfici metalliche esposte con 5 epossidica minuto. Lasciare 5-10 minuti per l'asciugatura iniziale, e 60 minuti per l'asciugatura permanente. </li><li> Tack gomma pane dovrebbe essere applicato sulla superficie del pin 9 ABS presa intorno al pin femmina sporgano animale. </li><li> Massima per l'impermeabilizzazione, la presa e la spina ABS ABS dovrebbero essere accoppiati e la ghiera deve essere serrato. Una piccola striscia di parafilm deve essere avvolto intorno l'interfaccia per impedire all'acqua di contatto con i connettori pin. </li></ol> I segreti del successo <ol><li> Durante la saldatura amplificatore operazionale non surriscaldare il pacchetto di plastica. Se ciè in fiamme visibile o di fusione, rimuovere l'op-amp e sostituirla. L'applicazione di calore eccessivo può danneggiare l'amplificatore operazionale senza sciogliersi visibile. Test di ogni canale con un generatore di funzione dopo la saldatura. </li><li> Assicurarsi che non vi sono collegamenti randagi o ponti saldatura sul headstage. Stoppino saldatura può essere usato per rimuovere i componenti o randagi saldare. </li></ol> 6. Rappresentante Risultati Una buona registrazione seguirà un segnale sorgente in ingresso senza tagliare dentro e fuori durante il movimento. Per testare la headstage, l'utente deve utilizzare un generatore di funzioni come input per ogni pin di registrazione e valutare le forme d'onda al termine di intestazione uscita Mill max. Spostamento fisico della headstage non dovrebbe influenzare la forma di forme d'onda registrate. <img src="/files/ftp_upload/2155/2155fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1. (A) Rappresentazione schematica dello strato superiore del circuito stampato (PCB). Linee rosse indicano le tracce di rame. Linee gialle indicano opzionale strato di serigrafia per il posizionamento di componenti elettronici. Vengono mostrati il posizionamento amplificatore operazionale (centrale quadrato giallo), resistenze (piccoli quadrati gialli) e condensatori (il più piccolo quadrato giallo). (B) Rappresentazione schematica dello strato inferiore del PCB. Linee verdi indicano le tracce di rame. Ampio spazio verde riempito rappresenta piastra di terra. Un file modello di questo schema è previsto per il download.

<ol><li>Morris, R. G., Garrud, P., Rawlins, J. N., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Place+navigation+impaired+in+rats+with+hippocampal+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions.</a> Nature. 297, 681-683 (1982).</li>
<li>Rolston, J. D., Gross, R. E., Potter, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low-cost+multielectrode+system+for+data+acquisition+enabling+real-time+closed-loop+processing+with+rapid+recovery+from+stimulation+artifacts.+Front%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroengineering%22%5BJournal%5D)">A low-cost multielectrode system for data acquisition enabling real-time closed-loop processing with rapid recovery from stimulation artifacts. Front.</a> Neuroengineering. 2, 12-12 (2009).</li>
<li>Fee, M. S., Leonardo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniature+motorized+microdrive+and+commutator+system+for+chronic+neural+recording+in+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals.</a> J. Neurosci. Methods. 112, 83-94 (2001).</li>
<li>Shirvalkar, P. R., Rapp, P. R., Shapiro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bidirectional+changes+to+hippocampal+theta+gamma+oscillations+predict+memory+for+recent+spatial+episodes%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Bidirectional changes to hippocampal theta gamma oscillations predict memory for recent spatial episodes.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (15), 7054-709 (2010).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Acqua labirinto le attività sulla base del comportamento di fornire strumenti efficaci per sondare le capacità cognitive degli animali &#39;e le rappresentazioni in tempo reale 1. L&#39;uso di leggera ed economica preamplificatori headstage efficace è particolarmente critica in neurofisiologia del comportamento delle applicazioni che coinvolgono il labirinto d&#39;acqua. Perché scappare l&#39;acqua fredda fornisce la motivazione intrinseca per gli animali a tali mansioni, il loro comportamento può essere veri...

<table><tbody><tr><td>Scheda del circuito integrato progettata su misura</td><td>ExpressPCB.com</td><td>Custom</td><td>PCB a doppio strato doppia faccia</td></tr><tr><td>Resistori montati in superficie</td><td>Mouser Electronics</td><td>RK73B1JTTDD156J</td><td>1/10 W, 15 M Ohm 0603, a film spesso</td></tr><tr><td>Condensatori SMD </td><td>Newark Inc</td><td>0402YD104KAT2A</td><td>0,1 µF (0402)</td></tr><tr><td>Amplificatore operazionale SMD (quad FET)</td><td>Mouser Electronics</td><td>595-TLC2274AIPW</td><td>Quad FET - basso rumore</td></tr><tr><td>Presa ABS a 9 pin</td><td>Ginder Scientific</td><td>GS09SKT-220</td><td>Per il collegamento all'animale</td></tr><tr><td>Connettore ABS a 9 pin</td><td>Ginder Scientific</td><td>GS09PLG-220</td><td>Da impiantare nell'animale</td></tr><tr><td>Dado a anello in Delrin nero</td><td>Ginder Scientific</td><td>GS09BDN-220</td><td></td></tr><tr><td>Dado a cappuccio in Delrin nero</td><td>Ginder Scientific</td><td>GS09BDC-220</td><td>Per proteggere l'impianto dell'animale&amp;rsquo;s</td></tr><tr><td>Pins Amphenol (maschio)</td><td>Ginder Scientific</td><td>220-P02</td><td></td></tr><tr><td>Pins Amphenol (femmina)</td><td>Ginder Scientific</td><td>220-S02</td><td></td></tr><tr><td>Epossidico a presa rapida (5 minuti)</td><td>Devcon Inc.</td><td>S-208 / 20845</td><td></td></tr><tr><td>Pasta adesiva Poster Tack</td><td>Elmer&amp;rsquo;s</td><td>026000015318</td><td></td></tr><tr><td>Salda stagno con anima resinata</td><td>Radio Shack</td><td>64-009</td><td></td></tr><tr><td>Stagno elettrico </td><td>Weller</td><td>Pyropen WSTA6</td><td>(regolabile termicamente)</td></tr><tr><td>Pinzette metalliche</td><td>Fine Science Tools</td><td>Taglia 5</td><td></td></tr><tr><td>Fogli di Parafilm</td><td>American National Can</td><td>Parafilm 4&quot; x 250&amp;rsquo;</td><td></td></tr><tr><td>Filo magnetico</td><td>Belden</td><td>8052</td><td>Rivestito in smalto</td></tr><tr><td>Amperometro / multimetro</td><td>Fluke Biomedical</td><td>77 Multimetro</td><td></td></tr><tr><td>Intestazioni doppia fila Millmax</td><td>Mill-Max</td><td>575 - 002101</td><td>0,05&quot;</td></tr><tr><td>Spugna saldante</td><td>Chemtronics</td><td>7-10L</td><td>0,75 in.</td></tr></tbody></table>

progettazione e costruzione di un headstage conveniente per simultanea stimolazione neurale e registrazione nel labirinto d&#39;acqua

Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze

Preamplificatori Headstage e seguaci fonte sono comunemente usati per studiare l&#39;attività neuronale in esperimenti di neurofisiologia del comportamento. Disponibili prodotti commerciali sono spesso costosi, non facilmente personalizzabili, e non sommergibile. Qui si descrive un metodo per progettare e costruire un personalizzato, headstage circuito integrato per il controllo simultaneo a 4 canali di registrazione neurali e 2 canali di simulazione in sveglio, gli animali si comportano. Il headstage è stato progettato con un libero, disponibile in commercio CAD di tipo pacchetto di progettazione, e può essere modificato facilmente per ospitare diverse scale (ad esempio per aggiungere canali). A bordo personalizzato circuito stampato è costruito utilizzando resistenze a montaggio superficiale, condensatori e amplificatori operazionali per costruire il guadagno unitario circuito fonte seguace. Il headstage è resistente all&#39;acqua con una combinazione di resina epossidica, parafilm e un mastice gomma sintetica. Abbiamo utilizzato con successo questo dispositivo per registrare potenziali di campo locale e stimolare differenti regioni del cervello simultaneamente attraverso canali indipendenti nei ratti nuotare in un labirinto d&#39;acqua. Il costo totale è di &lt;$ 30/unit e possono essere prodotte facilmente.

Vi presentiamo un metodo a basso costo di progettare e costruire una luce headstage pre-amplificatore sistema con registrazione simultanea neurali e la capacità di stimolazione. Questo dispositivo può essere impermeabilizzati utilizzare in animali nuoto.

Progettazione e Costruzione di un Headstage conveniente per simultanea Stimolazione Neurale e registrazione nel Labirinto d&#39;acqua

I preamplificatori headstage e i source follower sono comunemente utilizzati per studiare l'attività neurale negli esperimenti di neurofisiologia comportamentale. I prodotti commerciali disponibili...

Questo video illustra una procedura per costruire un sistema di preamplificazione per lo stadio della testa, in grado di registrare e stimolare simultaneamente eletrodi impiantati cronicamente in animali svegli e in attività. Innanzitutto, si progetta una scheda a circuito stampato per uno stadio della testa con un numero specifico di canali di registrazione e stimolazione. Vengono mostrati due esempi di circuiti con source follower.I componenti elettronici vengono quindi venduti al circuito stampato e vengono costruiti i connettori dello stadio di testa e del cavo di collegamento, al fine di fornire un'interfaccia tra lo stadio di testa e l'impianto nell'animale. Grazie all'assenza di connessioni allentate nel sistema, è possibile ottenere registrazioni affidabili dei potenziali di campo locale dall'ippocampo del ratto. Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come l'acquisto di un sistema amplificatore commerciale per lo stadio di testa, consiste nel fatto che questo metodo può costare migliaia di dollari in meno ed è facilmente personalizzabile per specifici esperimenti di stimolazione e registrazione.Essendo in grado di registrare e stimolare cont

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L', fabbricazione progettazione e montaggio di un ultraleggero motorizzato microdrive è descritto. Il dispositivo offre una soluzione economica e facile da usare per le registrazioni croniche di singole unità in piccoli animali che si comportano.

Progettazione e assemblaggio di un ultraleggero motorizzato per Microdrive croniche Recordings neurali in animali di piccola taglia

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Descriviamo i protocolli per la formazione di ratti per le registrazioni elettrofisiologiche croniche in compiti cognitivi completamente automatizzate su una proiezione Piano Maze.

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Shuttle-box apprendimento evitamento è ben consolidata in neuroscienze comportamentali. Questo protocollo descrive come navetta-box di apprendimento nei roditori può essere combinata con microstimolazione site-specific elettrica intracorticale (ICMS) e croniche simultanea nelle registrazioni vivo come strumento per studiare molteplici aspetti dell'apprendimento e della percezione.

Combinato Shuttle-Box Training con elettrofisiologiche Cortex registrazione e stimolazione come strumento per studiare percezione e apprendimento

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Una connessione Wireless, interfaccia bidirezionale per registrazione In Vivo e la stimolazione dell'attività neurale a comportarsi liberamente ratti

Viene presentata una nuova tecnica wireless per la registrazione di segnali neurali extracellulari dal cervello di pesci rossi che nuotano liberamente. Il dispositivo di registrazione è composto da due tetrodi, un microdrive, un registratore di dati neurali e una custodia impermeabile. Tutte le parti sono personalizzate, ad eccezione del data logger e del relativo connettore.

Registrazione elettrofisiologica wireless dei neuroni da tetrodi mobili in pesci che nuotano liberamente

Il protocollo qui presentato fornisce informazioni sull'elettroencefalografia simultanea (EEG) e sulla valutazione comportamentale in tempo reale. Abbiamo discusso tutti i passaggi coinvolti in questo protocollo come soluzione attraente per i ricercatori in molti campi delle neuroscienze, in particolare nelle aree di apprendimento e memoria.

Monitoraggio simultaneo dell'elettrofisiologia wireless e del test comportamentale della memoria come strumento per studiare la neurogenesi ippocampale

Il presente protocollo descrive la costruzione di array di microelettrodi su misura per registrare i potenziali di campo locale in vivo da più strutture cerebrali contemporaneamente.

Costruzione di microelettrodi potenziali di campo locale per registrazioni in vivo da più strutture cerebrali contemporaneamente

Viene proposto un sistema di registrazione elettroencefalografica a basso costo combinato con una bobina di dimensioni millimetriche per guidare la stimolazione magnetica transcranica del cervello del topo in vivo. Utilizzando elettrodi a vite convenzionali con un substrato multielettrodo personalizzato, flessibile e multielettrodo, è possibile eseguire la registrazione multi-sito dal cervello del topo in risposta alla stimolazione magnetica transcranica.

Sistema di registrazione elettroencefalografica a basso costo combinato con una bobina di dimensioni millimetriche per stimolare transcranicamente il cervello del topo in vivo

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Scopri come costruire un headstage economico per registrazione e stimolazione neurale simultanee nel labirinto d'acqua. Questo metodo offre risparmio sui costi e personalizzazione per esperimenti elettrofisiologici.

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Progettazione e Costruzione di un Headstage conveniente per simultanea Stimolazione Neurale e registrazione nel Labirinto d'acqua

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