빛 기계 주변 자극에 적절한 자극을 못을 박는 다하기 위해 현지 필드 잠재력 (LFPs)에서 복잡한 변화를 해명하는 것은 건축되었다. 응용 프로그램으로, 체성 감각 피질에서 기록 된 급상승 활동은 다중 목적 최적화 전략에 의해 분석 하였다. 결과는 제안 자극이 밀리 밀리미터 정밀도와 촉각 자극을 제공 할 수있는 것을 보여 주었다.
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이 논문에서
요약
초록
현재 신경 생리 학적 연구는 스파이크 즉 현지 필드 잠재력에 스파이크 (LFPs)에서 전환 및 LFPs에서 신경 세포로 신경 세포의 신호 경로를 조사하는 방법을 개발하는 것을 목표를 가지고 있습니다.
LFPs 스파이크 활동에 대한 복잡한 의존성을 가지고 있고 그들의 관계는 여전히 저조한 1을 이해된다. 이러한 신호 관계의 해명은 임상 진단 (뇌 심부 자극에 대한 예를 들어, 자극 패러다임)과 정상 및 병적 인 상태 (예를 들어 간질, 파킨슨 병, 만성 통증)에있는 신경 코딩 전략의 깊은 이해에 모두 도움이 될 것입니다. 이 목표로, 하나는 자극 장치, 자극 패러다임 및 전산 분석에 관련된 기술적 문제를 해결해야합니다. 따라서 주문품 자극 장치는 기계적 공진이 발생하지 않는 잘 시공간 규제 자극을 제공하기 위해 개발되었다. 그 후,예시로서, 신뢰성 LFP 스파이크 관계의 세트는 추출 하였다.
장치의 성능, 세포 외 기록에 의해 조사 된 공동 스파이크와 쥐 차 체성 감각 피질에서 적용 자극에 LFP 응답. 이어서, 다중 목적 최적화 전략에 의해, LFPs에 근거 스파이크 발생에 대한 예측 모델을 추정 하였다.
이 패러다임의 애플리케이션은 장치가 적절하게 일반적인 압전 액추에이터를 상회, 고주파수 촉각 자극을 전달하기에 적합한 것을 보여준다. 장치의 효능의 증거로, 다음과 같은 결과를 제시했다 : 1) LFP 응답의 타이밍과 신뢰성은 물론, 스파이크 응답을 일치 2) LFPs는 자극의 역사에 민감하고 평균 응답뿐만 아니라 캡처뿐만 아니라 스파이크 활동하고, 마지막으로, 3) LFP를 사용하여 시험 대 시험 변동은 O 범위를 추정 할 수있다 신호F 스파이크 활동의 다양한 측면을 포착 예측 모델.
서론
신호의 맥락에서 임펄스 응답을 처리하는 동적 시스템의 동작의 기본적인 특성을 제공한다.
이상적인 임펄스 자극 사실상 달성되지 않지만, 높은 주파수의 변위가 발생하는 액추에이터 소자를 사용하여 그것의 합리적인 근사를 구하는 것이 가능하다. 빛 촉각 - 진동 자극의 유형은 모두 깊은 피부 (예 : 빠른 응답 빠른 Pacinian 미립자 적응) 2 및 표면 수용체 (예를 들어, 낮은 임계 값을 천천히 메르켈 원반 모양의 구조를 적응) 2를 대상으로하는 것으로 알려져 있습니다.
현재 자극 장치, 주로 압전 액추에이터는, 다수의 문제점이 아닌 이상 공명 작은 변위로 청구됩니다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 임펄스 형상 자극의 대안적인 구현은 수직 무딘 팁 (우리의 경우 선인장 평활화 된 팁)를 사용하여 제안미드 레인지 스피커 콘의 막 센터에 장착. 이것은 큰 변위 및 넓은 주파수 스펙트럼의 장점을 제공한다.
이러한 장치의 효과적인 응용 프로그램 종속성을 스파이크하는 LFPs 관련 신경 생리 학적 문제의 연구했다. 때문에 이러한 전기 이벤트 사이의 미묘한 시간적 협회의 미세 ....
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프로토콜
윤리 정책
감각 자극은 신경 활성에 의해 표현되는 방법을 연구하는 동물의 사용 및 생체 내 접근법의 사용에 대안은 없다. 모든 동물은 과학 연구 (이탈리아어 생명 윤리위원회, 연구에 동물의 치료에 대한 법률 시행령, 1992년 1월 27일, 번호 116)에서 동물 치료에 이탈리아 및 유럽의 법률에 따라 처리하고 있습니다. 실험이 수행 된 국가 연구위원회는 국제 연합 교육 과학 문화 기관 (유네스코), 의료 과학의 국제 조직위원회 (대신 실험 동물 과학에 관한 국제위원회 (ICLAS)을 준수 CIOMS ) 및 생물 과학의 국제 연합 (IUBS). 따라서, 어떠한 프로토콜 별 승인이 필요하지 않았다. 보건 복지부의 승인의 윤리위원회의 파일에 "비 엘라 1, 3 / 리뷰"로 분류밀라노의 대학.
1. 실험 동물의 준비
- 수컷 쥐에게의 크기는 약 300-400g을 선택합니다.
- 실험 준비를위한 쥐를 마취.
- 복강 바르비 투르 산염 용액 (유도 펜토 바르 비탈, 50 ㎎ / ㎏, 유지 보수를 위해 10 ㎎ / ㎏)을 주입한다.
- 더 후퇴 반사가 발생하지 보장하는 발에 낮은 임계 값과 높은 임계 값 기계적 자극에 의해 마취....
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결과
팁 소풍 기능
제안 자극 장치의 역학적 성질을 특성화하기 위해, 일련의 실험이 설정되었다. 실리콘 광 트랜지스터와 결합 발광 다이오드 적외선 갈륨 비소로 구성되어 특정 장치가 팁 변위, 변위 기간 및 변위 가능한 지연을 평가하기 위해 사용되었다. 이 광 차단기 스위치에 의해 우리는 발광 다이오드 구멍 (높이 = 1 ㎜)의 가장자리에 자극 팁을 배치하고, 마이크로 컨트롤러와 포토 트랜지스터 출력을 모두 기록했다. 배치 과정은 1mm의 최대 해상도로 microstepper 장치에 의해 촉진되었다.
장치의 응답은 그림 2A에 표시됩니다. 빨간색 선은 끝 변위의 정확한 시작을 나타냅니다 마이크로 컨트롤러 응답 다음에 포토 트랜지스터의 응답을 나타냅니다. 특히, 체계적인 지연 인해 commut 할관리 포인트가 풍부하게 원하는 시간 정밀도 (1 밀리 초) 다음과 같이 결과 (그림 2B는
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토론
이 작품은 첫째 빠르고 공간적 점과 같은 감각 자극을 제공 할 수 있도록, 새로운 간단하고 저렴한 장치를 발표했다. 그런 다음 무작위로 짝 펄스 자극 프로토콜 및 전산 분석하는 일련의 유효성이 확인되었다. 전반적인 목표는 촉각 자극하는 동안 전기 생리학 기록의 LFP 스파이크 관계의 추정을위한 프레임 워크를 구축하는 것이 었습니다.
장치, 프로토콜 및 분석 접근 방식은 공동 즉 LFP - 투 - 스파이크 전환을 설명하고 예측할 수 결정 론적 접근의 첫 번째 데모, 신경 프로세스가 계속 제대로 일을 이해하고, 그 결과에 기여했다.
중요한 점은 강도와 먼지 캡으로 뽑아 끝 소풍의 길이를 조절하는 프로그램 마이크로 컨트롤러 보드의 적절한 설정으로 표시했다. 신뢰할 수있는 고주파 자극과 비교적 큰 진열대는 허용 적합한 솔루션시멘트는 결과 섹션에 설명되어 있습니다. 그것이 기계적 공진의 일반적인 문제를 탈출하여.......
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공개 사항
저자는 더 경쟁 재정적 이익을 선언하지 않습니다.
감사의 글
SN과 AGZ은 PON 01-01297 VIRTUALAB 기금에 의해 지원되었다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 마이크로 스테퍼 | AB Transvertex (스웨덴 스톡홀름) | 전극 매트릭스를 끌어 내리는 데 사용되는 마이크로 스테퍼 | |
| 32 채널 Cheetah System | Neuralynx (MT, 미국) | 전기 생리학 기록 시스템 | |
| L293D h-bridge | RS 구성 요소 (Cinisello Balsamo, Italy) | 마이크로 컨트롤러를 스피커에 연결하는 데 사용되는 브리지 | |
| H21A3 광학 차단기 Switch | Fairchild Semiconductor Corporation (San Jose, California) | 팁 변위를 안정화하는 데 사용되는 광 트랜지스터 | |
| Arduino Uno | Arduino (Duemilanove, Italy) | 스피커에 전류 펄스를 전달하는 데 사용되는 마이크로 컨트롤러 | |
| Microelectrode Matrices GB1 | FHC | ||
| 로 | 디아 Organique Fine Ltd. | 동물을 준비하는 데 사용되는 마취제 | |
| 입위 기구 | Narishighe (일본 도쿄) | ||
| Sprague-Dawley 수컷 쥐 | Charles River (Calco, LC, Italy) | ||
| Gallamine thriethiodide | Sigma-Aldrich | 동물을 curarize하는 데 사용되는 화합물 | |
| Cresyl violet | Sigma-Aldrich | ||
| 국소 소독제(베타딘 10%) | Meda Pharma(이탈리아 밀라노) | ||
| 헤파린 | 시그마-알드리치 | ||
| 포름알데히드 | Carlo Erba 시약(Pomigliano Milanese, 밀라노, 이탈리아) |
참고문헌
- Pesaran, B. Uncovering the Mysterious Origins of Local Field Potentials. Neuron. 61 (1-2), (2009).
- Delmas, P., Hao, J., Rodat-Despoix, L. Molecular Mechanisms of Mechanotrasduction in Mammalian Sensory Neurons. Nat. Rev. Neurosci. 12, 139-153 (2011). <....
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재인쇄 및 허가
