マウスからの脳信号のin vivoでの電気生理学的記録のためのマイクロドライブの設計およびアセンブリが記載されている。頑丈な駆動可能キャリアに微小電極バンドルを取り付けることにより、これらの技術は、長期的かつ安定的な神経の録音を可能にします。軽量設計は、動物以下のドライブ注入による無制限の行動のパフォーマンスを可能にします。
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マウスからの脳信号のin vivoでの電気生理学的記録のためのマイクロドライブの設計およびアセンブリが記載されている。頑丈な駆動可能キャリアに微小電極バンドルを取り付けることにより、これらの技術は、長期的かつ安定的な神経の録音を可能にします。軽量設計は、動物以下のドライブ注入による無制限の行動のパフォーマンスを可能にします。
動物実験関連の作業に従事しているように自由に行動する動物の脳から最先端の電気生理学的記録は、研究者が同時に、個々の細胞からニューロン活動電位の集団から局所電場電位を(LFPsの)を調べることができます。慢性的に注入されたマイクロドライブは、数週間の期間にわたって持続する脳の録音が可能になります。小型化されたドライブと軽量コンポーネントは、マウスなどの小型哺乳類で発生するために、これらの長期的な録音を可能にします。各ワイヤは、12.5ミクロンの直径を有する4つの電極をしっかりと編組束から成るtetrodesを使用することによって、それは同様に、例えば、大脳皮質、背側海馬、および海馬台などの表面的な脳の領域で生理活性ニューロンを単離することが可能であるこのような線条体と扁桃体などのより深い領域として。動物はバリエで攻撃されているようさらに、この手法は、安定した高忠実度の神経記録を保証する行動タスクのTY。本稿では、マウスの脳から記録するために最適化されているいくつかのテクニックを説明しています。最初KΩレンジにMΩから自分のインピーダンスを低減するために、それらのヒントを、私たちは、tetrodesを作製駆動可能チューブにそれらをロードする方法を示し、金プレート。第二に、我々は、安価な材料を使用することで垂直tetrodesを運ぶし、移動するためのカスタムマイクロドライブアセンブリを構築する方法を示しています。第三に、我々は独立して可動tetrodesを運ぶように設計された市販のマイクロドライブ(Neuralynx VersaDrive)を組み立てるための手順を示しています。最後に、我々は、マウスの背鉤状回で得られた局所電場電位と単体の信号の代表的な結果を提示する。これらの技術は、容易に電極アレイおよびマウスの脳における記録方式の異なるタイプに対応するように変更することができる。
インビボで細胞外神経信号を記録するための微小技術の使用は、神経1,2に長いと評価された伝統がある。自由に動物を行動で多くの脳領域からの電気的活動を記録する機能は、しかし、神経信号の集録、解析、差別するためのソフトウェアパッケージは3より洗練された、ユーザーフレンドリーになるとますます一般的になりつつある最近の技術であり、 4。ソフトウェア側の技術の進歩はまた、マウスなどの小型哺乳類で記録するために十分にスケールダウンされた植込み型デバイスの重量とバルクの減少を伴ってきた。軽量(主にプラスチック)成分を使用することによって、研究者は5-7脳領域の様々を対象とする電極やtetrodesの独立した位置決めを可能にするマイクロドライブを構築することができる。などであっても深部脳構造、扁桃体6と線条体5は 、日常的に適切に長いドライブねじの選択を対象とすることができます。これらの記録技術は、9研究者は、高忠実度の神経信号を取得できるように、単一のニューロンの電気的活動に登録されている細胞内に8を記録した。移植後10まで2ヶ月のためにマイクロドライブのこれらのタイプを使用して、我々は成功したマウスからのシングルユニットを記録している。また、デバイス(約1.5〜2.0グラム)の軽量な性質は、多くの行動のタスクにおける非移植したマウスに匹敵する行動のパフォーマンスをもたらしました。特に、移植したマウスは、新規な物体認識タスク10とオブジェクトの場所のタスク(未発表データ)の通常性能を示すことを実証した。
複数tetrodesに結合されたマイクロドライブの使用は、研究者がネットワークレベルで神経活動を監視し、分析することができまた、脳内の複数の単一のユニットから記録中。これらtetrodesと録音はユニット識別目的のためのいくつかの主要な利点を有しており、高精度の取得と複数のシングルユニット11の識別を可能にします。私たちは、製造と金プレート四極管バンドル、その後駆動可能電極キャリアにロードする方法について説明します。我々は説明しドライブキャリアのいずれかのタイプが市販されており、他の資源のかなりの投資をすることなく、複数のキャリアおよび4極配置を収容することができ、単純で容易に拡張可能な、ドライブ設計である。
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1。四極管作製
2。カスタムマイクロドライブアセンブリ
3。 VersaDriveアセンブリ
4。電極先端のゴールドメッキ
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マイクロドライブを注入し、目的脳のターゲットに電極を下げた後、例えばNeuralynxリンクス-8などの増幅されたデータ収集システムは、神経信号を記録するために必要とされる。マウスの背側の鉤状回からの活動電位(しばしば呼ばれる "スパイク")に示されている局所電場電位(LFPsの)と単一ユニットの代表的な神経録音図2。 LFP信号が3 kHzでサンプリングされ、バンドパス0.1〜500ヘルツ(間に濾過した図2Aと 2B)。図2A不十分な接地信号と4連続サンプリングLFPチャネルを示しています。これらの信号は非常に騒々現れ、簡単に与えられた振幅範囲内で飽和します。図2Bシータ範囲(4-12 Hz)の中ではっきりと見えるネットワーク振動で十分に接地LFP信号から4チャンネル、の例を示しています。 LFP信号はNeuroExplorer(バージョン4.0)データ解析ソフトウェアを使用して、 ...
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我々は、細胞外部およびマウスの電界電位の活動を記録するための軽量·コンパクトマイクロドライブを構築するための一連の技術が記載されている。アクリルガラス(メチルメタクリレート)から作ら塩基を使用してカスタムマイクロドライブを構築することにより、コアシステムを容易に複数のドライブおよび神経領域の広い配列を標的化するために適合させることができる。我々は成功した複数の脳のターゲットからの録音のため、マウスでのレコーディングのために大きなアレイを使用してシステムを変更しました。さらなる変形例では、モータ式駆動要素は、リモートを可能にするために組み込むことができ、潜在的により正確な、電極配置7。
我々は、これらの記録装置は、単一のマイクロワイヤーあるいはtetrodesなどのワイヤ束、のどちらかを利用の研究者の柔軟性を与えることを強調したいと思います。大径シングルマイクロワイヤーは、より堅牢で脳組織内LFPsのの記録のために適しています。 WHIルのtetrodesもLFPsの記録に使用することができ、それらは単一のユニットの作用の単離電位8,11の...
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著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。
我々は彼の助けを借りて、このプロジェクトへの早期貢献をダニエルカルピに感謝します。また、アートワークやイメージを持つ彼女の援助のためにルクレシアノボアに感謝します。この作品は、NIH / NIAIDプログラム助成5P01AI073693-03によってサポートされていました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0.0005" (12.5 μM)直径プラチナイリジウムワイヤー | カリフォルニアファイン | ワイヤーCFW#100-167 | HML VG絶縁www.calfinewire.com |
| 0.002"(50 μM)直径Stableohm 675ワイヤー | カリフォルニアファイン | ワイヤーCFW#100-188 | HML絶縁Ni-Cr |
| ポリアミドチューブ | Polymicro | 1068150020 | 99ミクロン内径、166ミクロンO.D.www.polymicro.com |
| >brass | 、ワールドプラスチック株式会社 | 3.3 x 6.6ミリメートル | |
| デルリンブロック | ワールドをガイドしますプラスチック株式会社 | 3.13 x 2.5 mm | |
| フィリスターヘッド真鍮ネジ | J.I. Morris Co. | 00-90 x 1/2 | ドライブ ネジ www.jimorrisco.com |
| >hex brass nuts | J.I. Morris Co. | 00-90 | |
| フィリスターヘッド真鍮ネジ | J.I.モリス | 000-120 x 3/32 | EIBマウントと接地ネジ |
| プレキシガラスアクリル | Canal Street Plastics | 厚さ5mm、透明、 www.cpcnyc.com | |
| >シアノアクリレート | Krazy | 2 gチューブ | |
| 電子インターフェースボード | Neuralynx | EIB-18 | www.neuralynx.com |
| 非シアン化物金溶液 | SIFCO | SIFCO 5355 | www.sifcoasc.com |
| >VersaDrive 4 | ニューラリンクス | 4四極管モデル | |
| 四極管組立ステーション | ニューラリリンクス | ||
| 電動四極管スピナー | Neuralynx | 四極管スピナー 2.0 | |
| VersaDrive ジグ | Neuralynx | ||
| はんだごて | ラジオシャック | 64-2802B | www.radioshack.com |
| >nanoZ | Neuralynx | ||
| スモールビットドリル/ドライバー | ラム製品 | ラムパワー35 | 、www.ramprodinc.com |
| drill bits | Small Parts, Inc. | 3/32" ビット、www.smallpartsinc.com | |
| 解剖顕微鏡 | オリンパス | SZ-60 | www.olympusamerica.com |
| ヒートガン | Alphawire | Fit ガン 3 | 設定「1」のみを使用してください、www.alphawire.com |
| 26 AWG銅線 | Arcor Electronics | F26 | 、 www.arcorelectronics.com |
| soldering flux | Eagle | 2 oz、#205 | |
| 0.02" 直径はんだ | Kester | 24-6337-0010 | www.kester.com |
| benchtop 万力 | 真空バイス | モデル 300 | |
| 光ファイバー ライト | ニコン | MKII | デュアル ライト アーム、 www.nikon.com |
| >5-min エポキシ | 連合軍電子機器 | 25 ml、 www.alliedelec.com | |
| fine tweezers | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-4907、RS-5010 | INOX材料、 www.roboz.com |
| micro解剖はさみ | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5880 | |
表 1.四極管やマイクロドライブの構築に使用される材料と試薬. |
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