本研究では、脳、心電図、筋電図、局所電界電位の同時計測と自由行動ラットの信号を呼吸するためのメソッドを紹介します。この技術は、実験のコストを削減し、データの分析を簡素化は、脳と末梢器官との間の相互作用の理解に貢献します。
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この記事について
サマリー
要約
動物の感情的な課題と変化にさらされている脳コントロールで機能と内臓のリズムを体する方法に関する質問の数に対処するために必要な脳と末梢組織の生理的動態は、生活環境。一般に実験、脳や心臓など、さまざまな器官からの信号は、データ ファイルを処理するための複数の録音デバイスと異なる手順を必要とする独立した記録システムによって記録されます。本研究は、複数の脳の領域、心臓のリズムを表す心電図、目を覚ましを表す筋電図局所電界電位の数十を含む電気の生体情報を同時に監視できます新しい方法を記述/睡眠に関連する筋肉の収縮と自由行動ラットにおける信号を呼吸します。このメソッドの記録構成は皮質のローカル フィールド潜在的な記録電極の数十に対応し、これらの電極から得られる信号が 1 つに統合されている従来のマイクロ ドライブ配列に基づいてください。電気キャビネットは、動物の頭にマウント。ここでは、この記録システムの改良だったので末梢器官からの信号にも電気的インタ フェース ボードに転送。シングルの手術で電極が個別に適切な体の部分や対象脳領域に埋め込まれた最初。すべてこれらの電極のオープン エンドは、動物の頭の上の電気基板の個々 のチャンネルにはんだ付け、信号のすべてが単一の電気ボードに組み入れることができます。実験のコストを削減し、同じデータ ファイル内のすべてのデータを処理できるので、データ処理を簡素化する 1 つのデバイスにすべての信号のコレクション録音デバイスにこのボードを接続することができます。この手法は、中枢および末梢の器官間のアソシエーションの神経生理学的相関の理解に役立ちます。
概要
中枢神経系は様々 な環境変化に対応した身体の状態を制御し、このコントロールは、通常、心拍数、呼吸数と筋収縮の変化として表されます。ただし、いくつかの研究は、このような末梢の生理的要因が皮質活動に関連付けられている方法をテストしています。この問題を解決するには、は、中枢および末梢組織から電気の生体情報を監視するための大規模な記録方式が必要です。大脳皮質では、ローカル フィールド (LFP) シグナル細胞外皮質組織1,2,3に挿入される電極によって記録されます。ラットやマウスなどの小型哺乳類の皮質領域から複数の LFP 信号を同時に記録するには、多くの研究は、マイクロ ドライブと呼ばれる特注電極アセンブリの様々 なタイプを開発しました。従来のマイクロ ドライブは (これは通常管四極管) 電極、ネジや電極対応コア ボディと金属の穴に対応する電気的インタ フェース ボード (EIB) の中間部分に接続されている金属製のネジから成る(図 1図 2、および図 3) 電極の開いた端部を接続します。この電極アセンブリ多くの電極を数日から数週間、もちろん脳に挿入の深さをコントロールするこ....
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プロトコル
動物を対象とする手順のすべては、ケアとの動物の使用のための NIH のガイドラインに従って行われました。
1. 統合のマイクロ ドライブ アレイの準備
- 1,2,3他の所で記述として皮質 LFP 録音用マイクロ ドライブ アレイを作成します。1.2 に従ってバイオフレックス ワイヤに接続されている心電図、筋電図、BR チャンネルとして用電極インタ フェース ボード (EIB) に少なくとも 6 のまま金属の穴を開きます。
- 長さの 5.0 cm 皮ポリテトラフルオロ エチレン (PTFE) を 6 個セットにバイオフレックス カットワイヤ ~5.0 mm の長さを持つすべてのワイヤー部分の両端のコーティングに各開いている金属穴 (心電図、筋電図、BR チャンネル) の 1 つにワイヤー部分の一端を接続、。 金のピンと EIB。
- 2 つの 5.0 cm 部分にエナメル線をカットします。各 EIB (図 3を参照してくださいも以前論文12,13) の地面/参照 (g....
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結果
このメソッドは、心拍数、呼吸のリズムと骨格筋収縮(図 1)は、脳の神経活動を表す複数の器官から生体電気信号を同時にキャプチャできます。図 4は、長方形の箱 (25 × 40 cm2) で自由に採餌は自由行動ラットからデータの代表的な記録を提供します。例のデータセットには、移動と静止状態との間の典型的な行動遷移が含まれています。パワー スペクトルは、ウェーブレット解析による海馬 LFP トレースから計算しました。嗅球の表面積から記録された BR 信号は、探索のスニッフィングの動作中に発生するものなど、周波数を呼吸の相対変化を大まかに見積もるに使用されました。
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ディスカッション
周辺のアクティビティ レベルと副の脳の変調を理解するため、逆に、大規模な複数の部位から電気の生体情報を同時にキャプチャする方法を記録が必要です。本研究の説明、手術は、脳の局所電界電位、心拍数、筋肉構造とに使用される記録システムに改善されてきた呼吸率の大きさを監視記録システム脳組織の細胞外の録音。このシステムは、統合マイクロ ドライブ配列の単一 EIB に脳と末梢器官からの電気信号を収集します。いくつかの時間がかかると統合マイクロ ドライブ アレイの準備には術前に少なくともいくつかの時間を開始してください。ここでは、ドライブ アレイに脳局所電界電位を記録するため管四極管が含まれていますが、これらの電極の両端は、正しくはんだ付けする場合、EIB を他の種類の金属の電極は、プラチナ、タングステン電極などを取り付けることが。次のプロトコルで手術、経験豊富な実験者は 2-3 時間以内のすべての手順を完了することができるされています。
このプロトコルの中で重要なステップは、筋電図と心電図の電極では特に組織に電極の配置です。いくつかのトレーニングの繰り返しは、安定した録音を取得する必要があります.......
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開示事項
著者が明らかに何もありません。
謝辞
この作品は、研こんにちはによって支えられた (17 H 05939; 17 H 05551)、中富財団とスズケン記念財団。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| FEPフックアップワイヤー撚り線ステンレス鋼 | Cooner Wire Company, Chatsworth, CA | AS 633 | Bioflex wire |
| EIB-36-PTB | Neuralynx, Inc., Bozeman, MT | EIB-36-PTB | EIB |
| Cereplex Mブラック | ロック Microsystems、ユタ州 | デジタルヘッドステージ | |
| Cereplex Direct | ブラックロック Microsystems, Salt Lake City, UT | Data acquisition system | |
| UEW polyurethane magnet wire | Oyaide.com, Tokyo, Japan | UEW 0.14mm 20m | エナメル線 |
| SD-102 | 成重 | SD-102 | 高速ドリル |
| ミニモ ONE SERIES ver.2 | (株)ミニター | C2012 | ハイピードドリル 電源 |
| Provinice 250 mL | Shofu Inc., Kyoto 213620136 | 歯科用セメント | |
| 小動物用麻酔器 | バイオマシナリー、千葉、日本 | TK-7 | 器 |
| ブプレノルフィン塩酸塩 | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | B7536-1ML | Analgesic |
| Isoflurane | DS Pharma Animal Health, 大阪, 日本 | イソフル 250mL | |
| ワセリン ホワイト | 和光純薬工業株式会社(〒 | 224-00165 | 獣医軟膏 |
| アルギン酸ナトリウム | Nacalai tesque (京都府京都市) | 31131-85 | |
| 塩化カルシウム二水和物 | 和光純薬工業(株) (大阪府大阪市 | ) 031-00435 | |
| ステンレス鋼ネジM1.0×4.0; | MonotaRO、兵庫県、日本 | 42617504 | BR電極用ステンレス鋼ネジ |
| ステンレス鋼ネジM1.4×3.0 | MonotaRO, Hyogo, Japan | 42617687 | g/r電極とアンカー用のステンレス製ネジ |
参考文献
- 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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再版と許可
