Name: 자유롭게 곤충 워킹 뇌 세포 와이어 사극 기록 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-01T16:30:00.000+00:00
Duration: 15 min 28 s
Description: 배우세요 자유롭게 움직이는 바퀴벌레 뇌에서 신경 활동을 기록하는 테트로드 전극 삽입 기법을. 이 방법은 행동과 신경 신호를 동기화하여 곤충 뇌 기능 연구에 활용됩니다.

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저자는 제안 닉 Kathman 감사하고 원고를 준비에 도움이됩니다. 이 기술은 부여 FA9550-10-1-0054와 RER에 부여 번호 IOS-1120305 아래에있는 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에서 AFOSR에서 지원하는 작업과 함께 개발되었다.

1. 사극 와이어의 제조 <ol><li> 약 1.1 m 길이의 매우 얇은 니크롬 선 (12 μm의 직경, PAC 코팅)를 잡아 당깁니다. 양쪽 끝을 테이프 태그를 부착합니다. 두 끝은 벤치 탑 근처의 같은 높이에 있는지 등의 수평 나사 막대를 통해 와이어를 끊습니다. </li><li> 4의 총 두 개 더 끝을 만들고, 두 번째 와이어를위한 단계 1.1를 반복 한 다음 첫 번째 선 (사이에 약 1 ㎝)에 배치합니다. </li><li> 테이프 태그와 함께 네 개의 끝을 찌르고 전동 회전 권선 장치에 태그를 부착합니다. 이 장치는 저렴한 DC 모터로 제조 될 수있다. </li><li> 2 분 (60 RPM)에 대해 일방향으로 사극을 감아 30 초간 반대 방향으로 긴장. </li><li> 함께 전선을 융합 히트 건을 사용합니다. 총을 들고 전선을 만지지 마십시오. 각 패스는 약 10 초를 복용, 위아래로 통과 교류 방향에서 세 가지를 사용합니다. </li><li> 위쪽 및 상처 와이어의 하단을 잘라. 4 개의 선을 꼬아거라고 일단 융합 그러나 다른에서 분리합니다. </li><li> 지원 관을 추가합니다. 폴리에틸렌 관의 30 cm 길이 (: 내부 0.28 mm, 외부 0.61 mm 직경) 잘라. 아주 천천히 조심스럽게 지원 관에 틀리지 않도록 사극 실. </li><li> 융합 단부가 다른 쪽을 나타나면 가이드 튜브의 양단의 와이어의 동일한 길이가 있기 때문에, 그것을 통해 당겨. </li><li> 집게로 각 전선의 별도의 끝을 잡아. 가스 버너의 불꽃의 기본을 사용하여주의 깊게 각 전선의 마지막 2 ~ 3 ㎜의 오프 절연을 구울 수 있습니다. 이 점등 될 때까지 와이어를 가열하지만,​​ 컬하지 않습니다. </li><li> 녹화 장치에 맞는 남녀 IC 소켓 어댑터로 사극을 연결합니다. 집게로 어댑터의 다른 소켓에 각 전선의 deinsulated 끝을 넣어. 작은 황동 핀 소켓에 전선을 안정. 좋은 점 납땜 인두를 사용하여 용융 된 솔더 소켓을 채 웁니다. 접촉하지 않도록주의하십시오납땜 인두 깨지기 쉬운 와이어. </li><li> 각 전선의 임피던스 및 전선의 각 쌍의 상호 임피던스를 확인합니다. <ol><li> 식염수 용기에 융합, 트위스트 끝을 놓고 옴 미터에 생리 식염수에서 구리 전선 도체를 연결합니다. </li><li> 와이어를 포함하는 소켓 핀 미터의 다른 쪽 끝을 연결합니다. 각 전선의 임피던스는 3 MΩ 이하이어야한다. </li><li> 상기 값이 달성되지 않으면, 땜납 접속을 재 시도. </li><li> 식염수에서 전선을 제거 물을 팁을 씻어, 각 페어링 간 와이어 임피던스 테스트 (N = 6). 간 임피던스는 5 MΩ 이상이어야합니다. </li><li> 상기 값이 달성되지 않은 경우, 융합 끝에 팁 오프 소량 슬라이스 재시험. </li><li> 전선의 모든 임피던스 요구 사항을 모두 충족하지 않는 와이어 세트를 폐기하십시오. </li></ol></li><li> 사극을 고정합니다. <ol><li> 작은 직사각형의 종이 상자 slig 배소켓 어댑터보다 큰 htly. </li><li> 하단의 남성면 상자에 어댑터를 전송합니다. 어댑터의 나머지는 상자 안에있는 동안 남성 측의 모든 핀이 상자 이상이되도록 상자를 침투. </li><li> 외부에있는 상자의 모서리를 테이프. 와이어의 개별 물가를 안정시키기 위해 상자의 안쪽에 양면 접착 테이프의 작은 조각을 사용합니다. 이 상자를 종료로 와이어가 융합되어야한다. </li><li> 빠른 설정 2 부분 에폭시 혼합 어댑터와 모든 전선을 확보하기 위해 상자에 붓는다. </li><li> 치과 용 왁스와 함께 박스의 일측에 상기 가이드 튜브의 단부 근처 부착하지만 튜빙 사극 양단에서 자유롭게 통해 당겨질 수 있도록 열 남긴다. </li></ol></li><li> 사극을 선명하게. <ol><li> 각 실험 전에 날카로운 메스 블레이드가 아닌 가위로 사극의 끝을 잘라. 이것은 분쇄 방지하고 다음 단계를 위해 클린 편평한 가장자리를 제공하면서 와이어 플레잉 종료한다. <oL&gt; <li> 작은 회전 도구는 사극을 연마하고 몇 가지 팁 절연을 제거하기 위해 (이 하나의 플랫폼에 통합 할 수 있습니다) 매체와 고운 모래로 덮는 디스크를 수직으로 장착 사용합니다. 집게로의 끝 부분에 번들을 잡습니다. 샌딩 디스크에 45 ° 각도로에 전선으로 설정된 끝을 기울여 부드럽게 매체에 각각 약 1 ~ 2 초 동안 중간 속도로 회전하는 디스크에 접촉 한 후 미세 밀가루. 축 방향으로 번들 90 °마다 회전이 세 번 이상 반복합니다. 그것은 그렇지 않으면 전선의 분리가 발생할 수 있습니다, 샌딩 디스크의 스핀의 방향이 떨어져 와이어 끝의 얕은 각도에서하는 것이 중요합니다. </li><li> 원하는 결과는 각 와이어의 끝에서 제거 절연 소량의 뾰족한 끝을 직선에서 번들 끝을 변환합니다. 사극을 도금하기 전에 해부 현미경을 사용하여 점을 확인합니다. 모든 소모가 끝 부분에 발생하는 경우, 재 절단 및 repolish. </li><li> 만약 subsequ 동안 임피던스 테스트엔트 도금 단계는 매우 낮은 간 와이어 값 (이하 4 MΩ)를 보여줍니다, 그것은 연마 단계에서 제거 재료를 너​​무 많이 나타냅니다. 재연 마 가공과 사극을 repolish. </li></ol></li><li> 사극 플레이트. 포화 황산 구리 용액 (85 ​​㎖의 물, 5 ㎖의 황산, 50g의 황산 구리)로 사극의 팁을 넣어. 판 자극 아이솔레이터 2.5 μA의 전류를 각 전선. , 1 초에 전류를 주입 1 초 동안 일시 중지하고이 과정을 반복 배속. </li><li> 각 전선의 임피던스 및 전선의 각 쌍의 interimpedance을 확인합니다. 각 전선의 임피던스는 0.5 MΩ 및 간 임피던스가 4 MΩ 이상이어야 사이 여야합니다. </li><li> 멀티 채널 녹음 시스템의 headstage에 어댑터를 장착합니다. </li><li> 미세 조작기에 구부러진 곤충 핀을 연결합니다. 치과 왁스와 곤충 핀에 사극의 끝을 연결합니다 </li></ol></li></ol> 2. 동물 준비 <ol><li> 마취얼음 바퀴벌레. </li><li> 바퀴벌레가 이동을 중지 한 후, 곤충에 걸쳐 큰 안장 핀 플랫 코르크 표면에 수직으로 바퀴벌레를 억제하지만 신체의 어떤 부분을 통과하지 않습니다. </li><li> 플라스틱 용기에 준비를 전송하고 혈류 및 신체 움직임을 최소화하기 위해 동물의 주위에 얼음을 배치. </li><li> 머리를 지원하고 안정화하기 위해 머리 주위에 치과 왁스를 배치 목에 플라스틱 고리를 배치합니다. </li><li> 면도날 ocelli 사이에 작은 창을 잘라 머리에서 표피를 제거합니다. </li><li> 뇌를 노출 집게로 결합 조직과 지방을 제거합니다. </li><li> 뇌 조직을 커버하기 위해 머리를 캡슐에 어떤 바퀴벌레 식염수를 놓습니다. </li><li> 뇌를 desheath하려면 부드럽게 뇌의 상단에 칼집을 잡고 와이어 이식 영역에서 떨어져 칼집을 찢어 다른 미세 집게를 사용하는 미세 집게를 사용합니다. </li><li> 두뇌의 기지에 머리 캡슐 앞쪽에 작은 구멍을 엽니 다H 곤충 핀. 참조 / 접지 전극 역할을하는 구멍에 구리 와이어를 절연 세 가지 큰 직경 (56 μM)의 브레이드를 삽입합니다. </li><li> 미세 조작기와 뇌 표면에 사극의 끝을 내리고 그 뇌 영역 근처에 위치. </li><li> 조심스럽게 사극에 얇은 아세테이트 시트의 두 개의 작은 조각 머리 캡슐의 구멍보다 약간 큰 (2mm x 1 ㎜), 전방 및 후방 배치합니다. </li><li> 녹화 시스템을 켭니다. </li><li> 천천히 녹음 품질에 따라 뇌의 표면 아래의 사극 150 ~ 250 μm의를 내립니다. </li><li> 기록 시스템의 전원을 끕니다. </li><li> (그림 1A)을 터치하지 않고 가능한 한 사극에 가까운 아세테이트 시트의 두 조각을 이동합니다. </li><li> 작은 주걱 평평 피하 주사 바늘을 가열 액체 왁스 주걱의 끝이되도록 치과 왁스에 넣어. 조심스럽게에서 아세테이트 시트의 각 조각의 끝을 터치액체 왁스가 각각의 조각에 흐르게하고 그리고 헤드 표피 사이의 틈새를 밀봉 할 수 있도록 주걱 사극. </li><li> 2.16 단계를 반복합니다. 아세테이트 시트마다에 액체 왁스의 작은 금액을 삭제합니다. 멀리 사극의 절차를 시작하고 그것을 향해 서서히 이동합니다. 결국 사극 치과 왁스로 고정됩니다. 공동으로 뇌에 뜨거운 왁스를 받고 마십시오. </li><li> 왁스의 참조 / 접지 전극을 고정하는 2.16 및 2.17 단계와 동일한 방법을 사용합니다. </li><li> 그것에서 사극을 해제 미세 조작기에 사극을 첨부 왁스를 가열한다. </li><li> 루프 스트레인 릴리프 (그림 1B)를 제공하기 위해 머리에 치과 왁스로 사극. </li><li> 치과 왁스 (그림 1C)와 스트레인 릴리프 루프를 커버. </li><li> 조심스럽게 제약 조건을 제거하고 배양 접시에 준비를 전송할 수 있습니다. 큰 안장 핀 준비 등의 측면을 억제합니다. </li><li> 첨부접착제 총을 사용하는 등판 라드. 이것은 복부에 앞가슴 등판에서 확장하는 나무 막대기입니다. </li><li> 치과 왁스로드의 후방 끝으로 사극 튜브의 끝을 연결합니다. </li><li> 치과 용 왁스와로드의 전단에 사극 및 기준 / 접지 전극을 고정. </li><li> 극력 튜브 소켓 단부로부터 사극 당겨, 그러나 동물 튜브 (도 1D)의 외부 사극의 부분이 손상 될 수있는 가능성을 제거하기 위해,에 잡아 당기지 않는다. </li><li> 모든 제약 조건을 제거합니다. 치과 왁스 사극 튜브에 대한 참조 / 접지 전극을 연결합니다. </li><li> 어떤 실험을하기 전에 얼음 마취에서 회복하기 위해 동물을 위해 최소한 60 분을 기다립니다. </li></ol> 3. 실험 절차 <ol><li> 기록 시스템 및 직렬 포트 케이블에 USB를 사용하여 LED 조명 모두와 PC를 연결합니다. </li><li> 신경 녹음을 시작합니다. </li><li>고속 카메라를 사용하여 실험을 등산 Motmot 이미지 수집 패키지 16 또는 120 FPS를 사용하여 실험을 산책 초당 20 프레임의 비디오 녹화를 시작합니다. </li><li> 산책 실험 또는 58cm, 길이 5cm, 폭과 실험을 등산 5cm 높은 무대를 위해 X 40cm의 유리 야 경기장 40cm로 바퀴벌레를 놓습니다. 도보로 이동할 수있는 분야는 headstage가있는 위의 무대의 중심에 오른쪽 벽의 중간에서 연장 투명한 장벽이있다. 배리어는 카메라 뷰가 headstage 의해 차단 영역에서 산책에서 동물을 방지하기 위해 사용된다. 등반 경기장 아크릴 블록 (1.2 cm 1.8 cm 높은, 5 cm 넓은 중 하나) 또는 중앙에 필적하는 높이에있는 선반이 있습니다. </li><li> 사용자 정의 MATLAB 명령을 사용하여 PC에서 TTL 펄스를 생성합니다. (S = 직렬 ( &#39;COM4&#39;);하면 fopen (들) s.RequestToSend = &#39;오프&#39;/ s.RequestToSend = / &#39;에&#39;; fclose를 (들))의 (삭제 ;). TTL 펄스는 배를 생성기록 시스템 탐포 및 켜거나 LED가 빛을 차단 하나. </li><li> 그것은 걷는 실험에 30 초 이상 이동이 멈출 때까지 바퀴벌레가 경기장을 탐험 할 수 있습니다. 바퀴벌레 실험을 등반을위한 선반을 통해 블록 / 선반이나 터널을 통해 등반을하거나 할 수 있습니다. </li><li> 비디오 녹화를 중지합니다. </li><li> 신경 녹음을 중지합니다. </li><li> TTL 펄스에 의해 생성 된 타임 스탬프를 기록합니다. </li><li> 경기장에서 바퀴벌레를 제거하고 적어도 3 분을 기다립니다. </li><li> 반복은 다음 재판 3.2-3.10 단계를 반복합니다. </li><li> 일단 모든 녹음이 완료되었습니다 와이어 팁 (양극)과 와이어의 끝에서 뇌에 구리를 증착하는 기준 전극 (음극) 중 하나를 통해 5 μA DC 전류를 5 초를 전달합니다. </li></ol> 4. 오프라인 분석 <ol><li> LED 조명이 전환 프레임에 기록 시스템에 의해 기록 된 타임 스탬프를 링크하여 비디오 및 신경 데이터 동기화그 순간. </li><li> 마크 와이어 팁 명소. 12 μm의 시리얼 부분 (17)에 구리를 석출 관찰 팀스 강하게 절차를 사용합니다. 눈에 띄는 예금은 3-8 인접 섹션 (지역의 지느러미 복부 평면의 길이에 대한 18-48% 우리의 기록) (그림 2)에서 볼 수 있어야합니다. </li><li> 하나의 뉴런의 활동에 특정 전기 신호의 상관 관계. 다른 10,14,18 세부에 배치 정렬 절차 스파이크 따릅니다. 초기, 자동 클러스터링을 생성하는 프로그램 KlustaKwik (버전 1.5, 저자 K. 해리스, 러트 거스 대학교)를 사용합니다. 더 정제 및 분석 (그림 3)의 프로그램에 MClust (버전 3.5을, 저자 AD redish입니다 등., 미네소타 대학)을 가져옵니다. </li><li> 바퀴벌레의 움직임을 추적 할 수 있습니다. 실험을 걷기를 들어, VID의 각 프레임의 질량과 그것의 몸 방향의 바퀴벌레의 (영상) 센터의 위치를​​ 추출및 MATLAB (19)에 대한 관련 FixErrors 도구 상자, Caltech의 여러 비행 트래커 (http://ctrax.sourceforge.net/ 버전 0.1.5.6)를 사용하여 EO 녹음. 실험을 상승, 모션 분석​​ 소프트웨어 패키지를 사용하여 영상의 각 프레임에서 블록 및 바퀴벌레의 머리와 등판의 위치를​​ 추출한다. </li></ol>

<ol><li>Strauss, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+central+complex+and+the+genetic+dissection+of+locomotor+behaviour%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">The central complex and the genetic dissection of locomotor behaviour.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 12, 633-638 (2002).</li>
<li>Pick, S., Strauss, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Goal-driven+behavioral+adaptations+in+gap-climbing+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Goal-driven behavioral adaptations in gap-climbing Drosophila.</a> Curr. Biol. 15, 1473-1478 (2005).</li>
<li>Triphan, T., Poeck, B., Neuser, K., Strauss, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+targeting+of+motor+actions+in+climbing+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Visual targeting of motor actions in climbing Drosophila.</a> Curr. Biol. 20, 663-668 (2010).</li>
<li>Heinze, S., Gotthardt, S., Homberg, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transformation+of+polarized+light+information+in+the+central+complex+of+the+locust%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neuorosci%22%5BJournal%5D)">Transformation of polarized light information in the central complex of the locust.</a> J. Neuorosci. 29, 11783-11793 (2009).</li>
<li>Heinze, S., Homberg, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maplike+representation+of+celestial+E-vector+orientations+in+the+brain+of+an+insect%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Maplike representation of celestial E-vector orientations in the brain of an insect.</a> Science. 315, 995-997 (2007).</li>
<li>Heinze, S., Homberg, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroarchitecture+of+the+central+complex+of+the+desert+locust%3A+Intrinsic+and+columnar+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Neuroarchitecture of the central complex of the desert locust: Intrinsic and columnar neurons.</a> J. Comp. Neurol. 511, 454-478 (2008).</li>
<li>Heinze, S., Homberg, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linking+the+input+to+the+output%3A+new+sets+of+neurons+complement+the+polarization+vision+network+in+the+locust+central+complex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Linking the input to the output: new sets of neurons complement the polarization vision network in the locust central complex.</a> J. Neurosci. 29, 4911-4921 (2009).</li>
<li>Heinze, S., Reppert, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sun+compass+integration+of+skylight+cues+in+migratory+monarch+butterflies%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Sun compass integration of skylight cues in migratory monarch butterflies.</a> Neuron. 69, 345-358 (2011).</li>
<li>Brill, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+processing+via+a+dual+olfactory+pathway+in+the+honeybee%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Parallel processing via a dual olfactory pathway in the honeybee.</a> J Neurosci. 33, 2443-2456 (2013).</li>
<li>Guo, P., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+activity+in+the+central+complex+of+the+cockroach+brain+is+linked+to+turning+behaviors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Exp.+Biol%22%5BJournal%5D)">Neural activity in the central complex of the cockroach brain is linked to turning behaviors.</a> J. Exp. Biol. 216, 992-1002 (2013).</li>
<li>Ritzmann, R. E., Ridgel, A. L., Pollack, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-unit+recording+of+antennal+mechanosensitive+units+in+the+central+complex+of+the+cockroach%2C+Blaberus+discoidalis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol.+A%22%5BJournal%5D)">Multi-unit recording of antennal mechanosensitive units in the central complex of the cockroach, Blaberus discoidalis.</a> J. Comp. Physiol. A. 194, 341-360 (2008).</li>
<li>Buzsáki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nature Neurosci. 7.5, 446-445 (2004).</li>
<li>Huston, S. J., Jayaraman, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studying+sensorimotor+integration+in+insects%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Studying sensorimotor integration in insects.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 21, 527-534 (2011).</li>
<li>Bender, J. A., Pollack, A. J., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+activity+in+the+central+complex+of+the+insect+brain+is+linked+to+locomotor+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Biol%22%5BJournal%5D)">Neural activity in the central complex of the insect brain is linked to locomotor changes.</a> Curr. Biol. 20, 921-926 (2010).</li>
<li>Harrison, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+Neural%2FEMG+telemetry+systems+for+small+freely+moving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE%22%5BJournal%5D)">Wireless Neural/EMG telemetry systems for small freely moving animals.</a> IEEE. 5, 103-111 (2011).</li>
<li>Straw, A. D., Dickinson, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motmot%2C+an+open-source+toolkit+for+realtime+video+acquisition+and+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Source+Code+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Motmot, an open-source toolkit for realtime video acquisition and analysis.</a> Source Code Biol. Med. 4, 5(2009).</li>
<li>Strausfeld, N. J., Miller, T. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTyrer%2C+NM+%22Neuroanatomical+Techniques.+Insect+Nervous+System%22">Neuroanatomical Techniques. Insect Nervous System</a>. , Springer Verlag. (1980).</li>
<li>Daly, K., Wright, G., Smith, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+features+of+odorants+systematically+influence+slow+temporal+responses+across+clusters+of+coordinated+antennal+lobe+units+in+the+moth%2C+Manduca+sexta%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophsyiol%22%5BJournal%5D)">Molecular features of odorants systematically influence slow temporal responses across clusters of coordinated antennal lobe units in the moth, Manduca sexta.</a> J. Neurophsyiol. 92, 236-254 (2004).</li>
<li>Branson, K., Robie, A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+ethomics+in+large+groups+of+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">High-throughput ethomics in large groups of Drosophila.</a> Nat Methods. 6, 451-457 (2009).</li>
</ol>

저자는 관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

곤충의 뇌의 CC 또는 다른 지역에 이전 전기 생리학 연구는 행동의 중앙 제어에 대한 통찰력으로 우리를 제공하고 있지만, 대부분은 절제된 준비 9,11 또는 닿는 것 10,14 하나에서 수행되었다. 그 결과, 동물의 감각 경험과 생리 학적 상태는 자연 환경과는 매우 다를 수 있습니다. 또한, 동물이 수행 할 수있는 행동 작업은 그 상황에서 하나의 비행기로 제한됩니다. 여기에 우리가 자유롭게 행동 바퀴벌레의 CC에서 기록 할 수있는 방법을 제시했다. 바라 건데, 우리는 당신이 자유롭게 자신의 실험실에서 곤충을 행동에 전기 생리학 녹음을 캡처해야합니다 필요한 모든 정보를 제공하고 있습니다. # 우리는 (Neuralynx, MClust, WinAnalzye 및 Ctrax)를 사용하는 시스템을위한 절차를 제시하지만, 레코딩 전극이 주입되면, 녹화 셋업 용이 다른 시스템에 적용 할 수있다. &amp;(160); <p class="jove_c...

곤충은 아래에, 주위에 터널을 설정하거나 장애물을 통해 상승하는 원인이 개체와 경기장 및 상품의 안내로이 기사는 중앙 복잡한 바퀴벌레, Blaberus의 discoidalis의 (CC) 내에서 뉴런에서 기록하는 성공적인 시스템을 설명합니다. 전선은 필연적 인 행동 변화와 주변 neuropil 활동을 보여주고있는 자극에 연결할 수 있습니다. 지난 십 년간 상당한 관심 곤충의 행동을 제어하는​​ 다양한 뇌 영역에서 수행하는 역할에 지시했습니다. 이 초점의 대부분은 공동으로 중앙 복잡한 (CC)이라고합니다 중간 선 뇌 neuropils 향한되었습니다. 진행 동작의 CC의 역할에 대한 질문을 대상으로 기술의 다양한 종류의 결과로 만들어진되었습니다. 이러한 기술은 behavi과 함께 주로 초파리 neurogenetic 조작, 범위CC와 행동으로 관련 매개 변수에 그 활동을 관련 시도에서 신경 활동을 모니터 전기 생리학 기술 경구 분석 1-3. 전기 생리학 기술들은 멀티 채널 프로브를 10, 11으로, 개인 식별 뉴런 4-9 및 세포 녹화에서 세포 내 기록이 (가) 있습니다. 이 두 기술은 무료로 이용하실 수 있습니다. 날카로운 전극 또는 전체 세포 패치 세포 내 기록이 확인 된 뉴런에 대한 매우 상세한 데이터를 제공하지만, 한 번에 하나 또는 두 개의 세포로 제한, 제한되거나 운동이 필요하고 시간이 상대적으로 짧은 기간 동안 유지 될 수있다. 세포 외 기록은 쉽게 억제를 필요로하지 않고, 설정 될 수 있고, 시간 동안 유지 될 수있다. 멀티 채널 tetrodes 및 클러스터 절단으로, 신경 세포의 상당히 큰 인구는 9,12 동시에 분석 할 수 있습니다. 반면 전체 휴대 덧대 어 깁기 Diy시간이 성공적으로 닿는 곤충 (13)에 사용 된, 우리는 그들이 앞으로 이동에 대한 장벽에 대처로 우리가 자유롭게 곤충 행동에 오랜 기간 동안 뇌의 신경 활동을 기록 할 수있는 기술에 대한 필요성도 있습니다 생각합니다. 아래 곤충의 움직임과 최대 반사와 같은 기록 할 필요가 세포 외 기록 방법으로 우리를 밀어. 우리는 상업적으로 이용 가능한 16 채널 실리콘 프로브 (11)에 구속 준비에 좋은 성공의 기록을 가지고있다, 그러나도 큰 바퀴벌레의 작은 크기는 프로브가 몸을 장착 할 필요가 있다는 것을 의미한다. 즉, 프로브 타인의 섬세함과 함께, 무료 도보로 준비하기에 부적절했다. 이전의 두 프로젝트에서 우리는 유사한 기록 속성을 달성하기 위해 사극을 형성하는 미세 와이어 번들을 사용하지만보다 강력한 배열. 이러한 사극 번들은 우리가 닿는 바퀴벌레에서 기록 할 수속도 14을 걷고로드 (10)와 더듬이 접촉으로 인해 발생하는 문제를 선회의 변화에 CC 유닛 활동을 관련 거라고. 이 닿는 준비가되었습니다 앞으로도 계속 될으로 유용한, 그들은 몇 가지 제한 사항을 제시 할. 첫째, 곤충 수행 할 수있는 행동은 하나의 평면에 제한됩니다. 즉, 우리가 쉽게 보행 속도 또는 회전의 변화를 불러 일으킬 수있는,하지만 등산과 터널링 작업은 적어도 일반적인 밧줄 배열로 가능하지 않았다. 둘째, 우리 곁에 준비 &quot;루프&quot;입니다. 즉, 그들이 시스템에 수직 운동과 관련된 피드백을 허용하지 않는 것이다. 바퀴벌레는 우리의 밧줄에 보니 따라서, 시각적 세계는 그에 따라 변경되지 않았습니다. 그것은 이런 종류의 피드백을 소개하는 폐쇄 루프 밧줄 시스템을 구축 할 수 있습니다. 그러나, 이들은 모의 시각적 환경의 프로그래밍 및 하드웨어의 복잡도에 의해 제한된다. Nevertheles의, 우리는 그것의 자연 환경에서와 마찬가지로 경기장 트랙 및 발견 된 개체에서 자유롭게 걸어 우리가 동물에서 기록하여 기존 닿는 기록 방법을 개선 할 수 있음을 느꼈다. 뇌의 활동 (15)를 기록하기위한 무선 시스템이 이상적인 것 있지만, 현재의 시스템은 레코딩 채널의 수, 데이터 수집, 배터리 수명과 무게의 시간에 한계가있다. 그러므로 우리는 자유롭게 준비를 이동에 사용하기 위해 우리 곁에 기록 시스템을 적용하기 위해 노력하기로했다. 나은 무선 시스템이 제공되면,이 기술은 좀처럼 그러한 장치에 적용될 수있다. 이 문서에 설명되어있는 시스템은 경량 매우 잘 작동하고 바퀴벌레의 행동에 약간 해로운 영향을 미칠 것으로 보인다. 저렴한 고속 카메라와 클러스터 절단 소프트웨어와 함께, 각각의 뇌 신경 세포의 활동은 운동과 관련 될 수있다. 여기서 우리는 prepar을 설명사극 와이어와 곤충의 뇌에 자신의 주입뿐만 아니라 전기 활동과 운동과 이러한 데이터를 기록하는 기술의 ATION 후속 분석을 위해 소집 할 수있다.

<table><tbody><tr><td>니크롬 와이어&nbsp;</td><td>Sandvik Heating Technology</td><td>Kanthal RO-800</td><td>사극</td></tr><tr><td>용 생물 의학 폴리에틸렌 튜빙</td><td>A-M 시스템</td><td>800700</td><td>테트로드 튜빙</td></tr> 용 <tr><td>Lynx-8</td><td>Neuralynx</td><td></td><td>멀티 유닛 녹음에 사용</td></tr><tr><td>Cheetah 32</td><td>Neuralynx</td><td></td><td>멀티 유닛 녹화에 사용</td></tr><tr><td>고속 카메라</td><td>Basler</td><td>A602f</td><td>비디오 녹화에 사용 걷기 실험</td></tr><tr><td>고속 카메라</td><td>Casio</td><td>EX-FC150</td><td>등반 실험을 위한 비디오 녹화에 사용</td></tr><tr><td>WINanalyze</td><td>Winanalyze</td><td>버전 1.4 3D</td><td>비디오 추적에 사용&nbsp;</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td>: <td>MATLAB R2012b</td>, <td>TTL 펄스 생성 및 오프라인 데이터 분석에 사용</td></tr></tbody></table>

자유롭게 곤충 워킹 뇌 세포 와이어 사극 기록

Extracellular Wire Tetrode Recording in Brain of Freely Walking Insects

곤충 모터 제어의 두뇌 활동의 역할에 대한 관심의 증가는 우리가 곤충이 자연적인 동작을 수행하는 동안 신경 활동을 모니터 할 수 있어야합니다. 속박 된 바퀴벌레가 설정 또는 변경 보행 속도 동안 우리는 이전에 우리가 동시에 여러 뉴런의 활동을 기록 할 수 바퀴벌레 뇌의 중심 단지로 사극 전선을 주입하는 기술을 개발했다. 주요 사전 동안 닿는 제제는 제한된 동작에 대한 액세스를 제공하고 종종 자유롭게 동물을 이동에서 발생 피드백 과정이 없다. 우리는 지금 우리가 경기장에서 도보로, 회전 상승 또는 터널링 장벽에 의해 처리로 자유롭게 바퀴벌레 이동의 중심 복잡한에서 기록 할 수 있도록하는 기술의 수정 된 버전을 제시한다. 고속 비디오 및 클러스터 절단과 함께, 우리는 이제 자유롭게 행동 곤충의 움직임의 다양한 매개 변수에 뇌의 활동을 관련 될 수있다.

우리는 도보로 실험 27 준비의 CC에서 50 단위의 신경 활동을 기록했다. 그 준비 (23 대)의 15의 경우, 등반 실험도 수행 하였다. 개별 단위 (예 : 장치 1-2 준비 1 부 (2)를 나타냅니다) 준비와 장치 번호에 따라 이름이 지정됩니다. 한 등반 재판의 비디오 스냅 샷은 그림 4에 나타내었다. 전체 비디오 (사운드 유닛 1 ~ 2입니다) 보충 비디오 1에서 사용할 수 있습니다. 기록은 바로 팬 모양의 본체 (FB)에서 만들어졌다. 이 블록을 발생하여 블록 (그림 4A-C)을 평가하기 위해 안테나를 사용하면 바퀴벌레 산책 중단했다. 그런 바퀴벌레는 (그림 4 층-I)는 블록의 위쪽으로의 다리를 흔들 전에 몸 기판의 각도 (그림 4D-E)를 변경, 몸의 전면을 올리고 그 위에 올랐다. 일의 속도와 높...

우리는 이전에 우리가 닿는 바퀴벌레의 개별 단위의 활동을 모니터링 할 수 있습니다 바퀴벌레 뇌의 중심 단지로 사극 전선을 주입하는 기술을 개발했다. 여기에서 우리는 우리가 자유롭게 곤충을 움직이는 뇌 활동을 기록 할 수 있도록하는 기술의 수정 된 버전을 제시한다.

Increasing interest in the role of brain activity in insect motor control requires that we be able to monitor neural activity while insects perform ...

이 절차의 전반적인 목표는 뇌의 복잡한 신경 활동을 기록하고 이를 자유롭게 움직이는 곤충의 비디오 기록 행동과 연동시키는 것입니다. 이를 위해 먼저 매우 가느다란 와이어를 연마하고, 팁을 테스트하고 코팅하며, 폴리에틸렌 튜빙 내에서 위치를 표시하고 와이어를 안정화할 수 있는 재료를 사용하여 유연한 기록 전극을 제작합니다. 두 번째 단계는 기록 전극을 뇌에 삽입하고, 아세테이트와 왁스로 고정하며, 머리에 스트레인 릴리프 루프를 부착하여 고정하는 것입니다.다음으로, 운동 행동의 비디오 녹화와 함께 신경 활동을 기록합니다. LED와 증폭기에 동기화 펄스를 보내 비디오와 기록을 동기화합니다. 마지막 단계로, 연속 전류를 사용하여 구리를 증착하고 Tims 방법을 이용해 염색을 강화함으로써 기록 부위를 시각화합니다.결과적으로, 고밀도 다채널 세포 외 분류 기술은 신경 단위를 식별하며, 동시에 기록된 행동 비디오 분석을 통해 신경 활동과 행동 간의 세밀한 상관관계를 파악할 수 있게 합니다. 이 기술의 주요 장점은 곤충이 복잡한 행동을 수행하는 동안 기존 절차를 사용하여 뇌의 고밀도 세포 외 신경 활동을 기록할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 뇌의 어느 부위에 Tet electrode가 위치했는지 식별할 수 있으며, 이 모든 과정은 상대적으로 저렴한 비용으로 수행 가능합니다.이 기술은 특정 뇌 영역의 신경 활동 타이밍과 강도를 자유롭게 움직이는 동물의 행동과 상관 분석함으로써 신경병리학의 핵심 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 방법은 감각 운동 제어에 대한 통찰을 제공할 수 있으며, 학습, 정위 또는 탐색과 같이 곤충의 자유로운 이동이 필요한 모든 행동 연구에도 적용될 수 있습니다. 일반적으로 이 방식이 처음인 연구자들은 기록용 전극(TE S)을 배치하기 어렵고, 기록을 위해 전극을 배치하고 고정하는 과정에서 매우 정밀한 미세 수술 기법이 필요하기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다.이 방법의 시각적 시연은 매우 중요합니다. Tero 제작 및 이식 절차는 매우 작고 취약한 재료를 사용하며, 뇌 조직을 손상시키지 않도록 각별한 주의가 필요하기 때문에 습득하기 어렵습니다. Tet Road 와이어를 준비하려면, 두 개의 풀링된 롬(rom) 와이어를 전동 회전 권선 장치에 넣으십시오.tero를 분당 60회 회전 속도로 한 방향으로 2분 동안 감은 다음, 반대 방향으로 30초 동안 풉니다. 그다음, 히트건을 사용하여 전선들을 서로 융합시키되, 히트건이 전선에 직접 닿지 않도록 주의하십시오. 서로 다른 방향에서 위아래로 세 번 왕복하며 가열하며, 각 횟수당 약 10초가 소요되도록 합니다.그 다음 30 cm 길이의 폴리에틸렌 튜빙으로 제작된 지지 튜브를 추가합니다. 테트라를 지지 튜브 속으로 천천히 끼워 넣어 꼬이지 않도록 합니다. 융합된 끝부분이 튜브의 반대쪽 끝에 나타나면, 가이드 튜브의 양 끝에 와이어의 길이가 동일하게 되도록 당겨서 뺍니다.이제 가스 버너의 불꽃 하단부를 이용하여 핀셋으로 각 전선의 분리된 끝부분을 잡습니다. 각 전선의 끝 2~3mm 부분의 절연체를 조심스럽게 태워 제거합니다. 전선이 말리지 않을 정도로만 가열하여 붉게 달궈지게 합니다.다음으로, 포셉을 사용하여 tero를 기록 장치에 맞는 수-암 IC 소켓 어댑터에 연결합니다. 각 전선의 피복이 벗겨진 끝부분을 어댑터의 서로 다른 소켓에 넣습니다. 전선을 고정하기 위해 황동 핀을 추가합니다.그다음 세밀한 팁의 납땜 인두를 사용하여 소켓을 녹은 납으로 채웁니다. 이어서 동봉된 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 임피던스 측정기를 사용하여 전기 연결이 적절한지 테스트합니다. 사용하지 않은 별도의 어댑터를 사용하여 바닥에 구멍이 있는 작은 종이 몰드를 만듭니다.메일 핀의 경우, 메일 쪽이 아래로 향하고 핀이 박스 밖으로 돌출되도록 워킹 어댑터를 박스 안으로 옮깁니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 박스를 테이프로 고정한 후, 2액형 에폭시를 빠르게 혼합하여 박스 안에 붓습니다.어댑터와 모든 와이어를 고정하기 위해, 가이드 튜빙의 가까운 쪽 끝을 치과용 왁스로 상자 한쪽에 부착하되, 와이어 tero가 양 끝에서 자유롭게 당겨질 수 있도록 튜빙을 열어 둡니다. 에폭시가 경화되고 전체 조립품이 건조되면, 다음 단계로 tero를 날카롭게 다듬습니다. 우선 날카로운 메스 날을 사용하여 tero의 끝부분을 절단하십시오.다음으로, 중간 및 고운 입자의 샌딩 디스크가 수직으로 장착된 소형 로터리 툴을 사용하여 tero를 연마합니다. 로터리 툴을 중간 속도로 설정하고 번들의 끝부분 근처를 잡습니다. 핀셋을 사용하여 와이어 세트 끝부분을 샌딩 디스크에 대해 45도 각도로 기울입니다.샌딩 디스크의 회전 방향이 와이어 끝단의 얕은 각도 반대 방향을 향하는 것이 매우 중요합니다. 그렇지 않으면 와이어가 분리될 수 있습니다. 와이어 다발을 중간 입도 샌딩 디스크에 1~2초 동안 살짝 접촉시킨 후, 고운 입도 샌딩 디스크에 다시 1~2초 동안 접촉시키십시오.이 과정을 세 번 더 반복합니다. 이때 묶음을 매번 축 방향으로 90도씩 회전시킵니다. 완료 후, 해부 현미경을 사용하여 묶음의 끝단이 뾰족한 팁 모양인지, 각 와이어의 끝부분에서 소량의 절연체가 제거되었는지, 그리고 헤진 부분이 없는지 확인합니다. 개별 와이어 간 및 각 와이어와 접지판 사이의 임피던스를 다시 확인합니다.끝부분을 포화 황산구리 용액에 담가 첫 번째 와이어를 2.5 µA의 전류로 도금합니다. 자극 절연기(stimulus isolator)를 사용하여 1초 동안 전류를 주입합니다. 1초 동안 중단한 후 이 과정을 3회 반복합니다.그 다음, 나머지 세 개의 와이어도 동일한 방식으로 플레이팅합니다. 다시 한번 임피던스를 확인한 후, 어댑터를 다채널 기록 시스템의 헤드 스테이지에 장착합니다.텍스트 프로토콜에 설명된 대로 바퀴벌레를 마취시키고 고정한 후, 구부러진 곤충 핀을 마이크로 매니퓰레이터에 부착하고 테로 와이어(tero wire)의 끝부분을 치과용 왁스로 곤충 핀에 고정하십시오. 큐티클을 제거한 후 면도날을 사용하여 O cell eye 사이에 작은 창을 냅니다. 핀셋을 사용하여 결합 조직과 지방을 제거하여 뇌를 노출시킵니다. 그런 다음 뇌 조직을 덮도록 머리 캡슐에 바퀴벌레 생리식염수를 넣어 뇌의 외피를 벗깁니다.미세 핀셋을 사용하여 뇌 상단의 초(sheath)를 조심스럽게 잡고, 다른 미세 핀셋을 이용해 전극이 삽입된 부위의 초를 찢어 분리합니다. 다음으로, 곤충 핀을 사용하여 뇌 앞쪽의 머리 캡슐에 작은 구멍을 뚫습니다. 이 구멍에 직경 56 micron의 절연 구리선 3가닥을 꼬아 삽입합니다.기준 접지 전극으로 사용하기 위해, 마이크로 매니퓰레이터를 이용하여 테트로(tetro)의 팁을 뇌 표면까지 내린 후 관심 영역 근처에 배치하십시오. 테트로의 전방과 후방에 머리 캡슐의 구멍보다 약간 더 큰 2x1 mm 크기의 얇은 아세테이트 시트 두 조각을 조심스럽게 배치하십시오.기록 품질을 모니터링하면서 tede를 뇌 표면에서 150~250 microns 아래로 천천히 내립니다. 관심 영역과 전반적인 신경 조직의 생존력을 나타내는 중간 또는 큰 크기의 자발적 세포외 스파이크(extracellular spikes)가 나타나는지 확인합니다. Tero의 위치가 적절하다고 판단되면, 두 개의 아세테이트 시트를 tetro에 닿지 않도록 최대한 가까이 이동시킵니다.전선을 찢지 않도록 해부 및 이식 과정 중에 매우 세심한 주의를 기울이는 것이 중요합니다. 피하 주사 바늘의 끝부분을 납작하게 만들어 만든 작은 스패튤라를 알코올 램프로 가열하십시오. 그 다음, 스패튤라 끝에 액체 상태의 왁스가 묻도록 치과용 왁스에 담그십시오.액상 왁스를 tero에서 가장 먼 쪽의 아세테이트 시트 끝부분에 조심스럽게 접촉시켜, 액상 왁스가 아세테이트 시트와 머리 큐티클 사이의 틈을 메우도록 합니다. 스패튤라를 계속 가열하면서 소량의 액상 왁스를 아세테이트 시트 위에 떨어뜨립니다. 서서히 tero 방향으로 이동하며, 최종적으로 소량의 치과용 왁스로 tero를 고정합니다.뜨거운 왁스가 강(cavity) 내부나 뇌 위로 들어가지 않도록 주의하십시오. 다음으로, 참조 전극(reference electrode)을 유사한 방식으로 왁스를 사용하여 고정합니다. 이제 tero를 마이크로 조작기(microm manipulator)에 부착하고 있는 왁스를 가열하여 tero를 분리합니다.그런 다음 tero를 머리 부분의 왁스에 고리 모양으로 감아 스트레인 릴리프(strain relief)를 형성하고, 이 스트레인 릴리프 루프를 왁스로 덮습니다. 이 단계에서 구속 장치를 조심스럽게 제거하고 준비물을 얼음 위에 놓인 페트리 접시로 옮깁니다. 큰 새들 핀(saddle pins)을 사용하여 준비물의 등 쪽이 위로 향하도록 고정합니다. 글루건을 사용하여 나무 막대를 부착하여 pro noum에서 복부까지 뻗어 있도록 합니다.다음으로, 치과용 왁스를 사용하여 tero 튜브의 끝부분을 로드의 후단에 부착합니다. 그런 다음, tero와 기준 전극을 치과용 왁스로 로드의 전단에 고정합니다. 이후 튜브의 소켓 끝부분에서 tero를 최대한 당겨 빼내되, 너무 세게 잡아당기지 않도록 주의하십시오.동물이 tero의 노출된 부분을 손상시킬 가능성을 없애기 위해 왁스를 사용하여 어댑터에 고정하십시오. 모든 구속 장치를 제거한 후, 치과용 왁스로 기준 전극을 tero 튜브에 부착하십시오. 보행 실험을 위한 행동 실험을 시작하기 전, 텍스트 프로토콜에 기재된 대로 양호한 신경 및 비디오 기록 상태를 확보하십시오. 등반 실험의 경우, 바퀴벌레가 플렉시글라스 아레나를 탐색할 수 있도록 하십시오.동물이 타고 넘거나 아래로 통과할 수 있는 선반 장애물, 또는 동물이 올라갈 수 있는 플렉시글라스 블록이 설치된 길고 좁은 아레나를 사용하십시오. 기록 시에는 사용자 정의 MATLAB 명령을 사용하여 컴퓨터에서 TTL 펄스를 생성하십시오. TTL 펄스는 기록 시스템을 위한 타임스탬프를 생성하며, 자극 시험을 위해 LED 조명을 켜거나 끕니다.기록 전극들 사이에 전류 펄스 열을 가하여 행동을 유도할 수 있는데, 이는 전극 팁 중 하나와 참조 전극을 통해 5 µA의 DC 전류를 5초 동안 흘려 뇌에 구리를 증착시킨 후 실험이 완료된 상태에서 수행됩니다. 전극 팁의 위치를 표시하기 위해, 하나의 테트로 번들 내 단일 전극들로부터 얻은 전압 raw trace가 여기에 제시되어 있습니다. 전극마다 전압 trace가 서로 다름을 확인하십시오.MLU를 사용하여 세 개의 유닛을 분류하였습니다. 네 개의 전극 중 세 개에서 기록된 파형 에너지의 3차원 뷰가 여기에 도식화되어 있습니다. 각 점은 최종적으로 할당된 클러스터에 따라 색상으로 구분된 단일 임계값 이벤트입니다.이 스냅샷은 등반 시험 영상에서 추출한 것입니다. 각 프레임 상단에는 정규화된 속도, 바퀴벌레의 높이, 그리고 첫 프레임부터 현재 프레임까지 정렬된 두 단위의 순간 발화율이 표시되어 있습니다. 시간 0은 등반 시작 시점을 나타내며, 표시를 위해 발화율은 0에서 1까지, 속도와 높이는 0에서 0.5까지 정규화되었습니다. 각 프레임 하단의 표식은 현재 프레임의 1초 이내에서 두 정렬 단위의 스파이크를 나타냅니다. 주황색 선은 각 프레임이 커버하는 시간을 나타내며, 파란색 직사각형은 현재 프레임의 순간 발화율을 계산하는 데 사용된 커널 너비의 2배를 나타냅니다.이 기록은 오른쪽 부채꼴 모양의 체부(fan shaped body)에서 이루어졌습니다. 유닛 1-1의 발화율은 상승 중에 증가했으며, 발화율의 증가는 속도의 증가보다 먼저 일어났습니다. 유닛 1-2는 상승 전에는 정지 상태였으나, 상승이 시작된 이후에 발화를 시작했습니다.아레나 탐색 실험(Arena Exploration Trial)의 이 스냅샷에서, 빨간색 타원선은 해당 프레임 내 바퀴벌레의 형태를 나타내며, 빨간색 점선은 이전 10개 프레임 동안 바퀴벌레의 질량 중심 위치를 나타냅니다. 회전 및 전진 보행 속도와 더불어 유닛 2-1의 즉각적인 발화율이 여기에 표시되어 있습니다. 현재 프레임을 기준으로 4초 이내의 유닛 2-1의 스파이크가 프레임 아래에 표시되어 있습니다.이전과 마찬가지로 주황색 선은 각 프레임이 포괄하는 시간을 나타내며, 파란색 직사각형은 현재 프레임의 순간 발화율을 계산하는 데 사용된 커널 너비의 2배를 나타냅니다. 이 기록은 중간 부채꼴체(fan body)에서 이루어졌습니다. 각 프레임에서의 바퀴벌레 위치와 신체 방향은 텍스트 프로토콜에 설명된 추적 소프트웨어를 사용하여 추출되었으며, 이를 통해 전진 속도와 헤딩 속도 및 순간 발화율을 계산하였습니다.바퀴벌레가 걷기 시작했을 때 Unit 21의 발화율이 증가했으며, 이는 보행 속도와 상관관계가 있었습니다. 많은 중앙 복합체 유닛의 경우, 발화율의 증가는 특정 운동 상태로 제한되었습니다. 예를 들어, unit 2, 1은 회전 속도와 관계없이 전진 보행에 맞춰 조정되었습니다.비디오 속 바퀴벌레의 이동 경로가 여기에 표시되어 있습니다. 큰 검은색 점은 바퀴벌레의 시작 지점을 나타내며, 각각의 작은 검은색 점은 각 프레임에서 바퀴벌레의 위치를 나타냅니다. 이동 경로는 유닛 2의 순간 발화율을 보여주기 위해 색상으로 구분되었으며, 낮은 발화율을 나타내는 파란색부터 높은 발화율을 나타내는 빨간색까지 범위가 지정되었습니다.Unit 21의 발화율 지도(firing rate map)에서 X축은 회전 속도를, Y축은 전진 보행 속도를 나타냅니다. 양의 회전 속도는 우회전을, 음의 회전 속도는 좌회전을 의미합니다. 전극의 위치는 본문에 기술된 조직학적 절차 후 확인 가능한 구리 침전물을 통해 결정됩니다.또는, 전극을 형광 염료로 코팅하여 공초점 현미경으로 위치를 찾을 수 있습니다. 이는 숙달하더라도 총 수 시간이 소요되는 복잡한 기술 세트이므로, 구성 요소를 하위 집합으로 나누어 여러 개의 테로(tero)를 제작하고 테스트하는 것이 가장 좋습니다. 이는 이식 실험을 시작하기 전에 수행하십시오.전극(tero)의 전선 간 및 개별 임피던스가 적절한지 사전 테스트를 수행하는 것과 뇌에 식립하고 고정 임계값을 설정할 때 각별히 주의하는 것이 중요합니다. 분석 절차를 간소화하기 위해 자동 실시간 추적과 같은 방법을 통합할 수 있습니다. 이 영상을 시청한 후에는 자유롭게 움직이는 곤충의 복잡한 행동과 생리학적 활동을 조율하기 위해 전극을 제작하고 식립하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

우리는 미끄러운 표면에 산책, 곁에 곤충의 전기적 기록 tarsa​​l 연락처 신호 초과 모터 활동을 기록하는 방법을 설명합니다. 이것은 기판을 통해 다리 사이의 기계적 상호 작용의 감소 영향에 따라 적응 행동의 신경 기초를 연구하는 데 사용됩니다.

곤충의 적응 운동력이있는 사람의 행동의 신경 기초를 공부

이 비디오는 무선 양방향 다채널 전극 장치를 쥐의 뇌에 이식하여 다채널 신경망을 기록하고 자극하는 절차를 보여줍니다.

쥐의 뇌에 무선 양방향 미세전극 시스템 이식

이 비디오는 초파리 유충의 중추신경계(CNS)에서 신경 세포 활동을 세포 외로 기록하는 것을 보여줍니다. transection된 CNS는 기록 챔버에 배치되고 하행 신경의 전기 활동을 기록하여 기준선 발사 빈도를 설정합니다. 그런 다음 테스트 에이전트를 도입하고 발사 빈도의 변화를 기록하여 에이전트의 흥분 또는 억제 효과를 결정합니다.

초파리 중추신경계의 전기적 활동에 대한 세포외 기록

우리는 invertebrate 후각 경로의 처음 세 단계에서 냄새 evoked 응답을 특징하는 세포 다중 단위 기록 기술의 변화를 보여줍니다. 이 기술은 쉽게뿐만 아니라 다른 신경 시스템에서 앙상블 활동을 검토하도록 구성 할 수 있습니다.

메뚜기에 신경 활동을 특성화하기 위해 다중 단위 기록 방법 (<em&gt; Schistocerca 아메리카나</em&gt;) 강한 회로

이 문서에서는 바퀴벌레 복부 신경 코드 해부 cercal 신경과 connectives에서 세포 녹음을 설명합니다. 유발 반응은 cercal 신경 또는 cerci 직접 기계적 자극의 전기 자극에 의​​해 생성됩니다.

신경 회로 녹화 본래대로 바퀴벌레 신경계에서

두 개의 서로 다른 뇌 neuropiles 또는 두 개의 서로 다른 해부학 책자에서 동시 세포 장기 기록은 꿀벌에 설립되었다. 이 기록은 다른 뇌 영역 하나의 신경 세포에서뿐만 아니라 행동 동물의 앙상블 수준에서 신경 세포의 처리 시간 측면의 조사를 할 수 있습니다.

행동을 한 꿀벌 두 신경 처리 단계에서 동시 장기 녹음

이 방법은 탐색 및 동물의 머리의 확고한 고정을 필요로 미세한 영상 또는 단일 세포 전기 생리학 녹음하는 동안 탐험하는 마우스 유형, 친숙한 환경을 만듭니다.

평면 바닥의 공기 해제 플랫폼 : 새로운 방법이 깨어에 현미경 또는 전기 생리학과 행동을 결합하여 자유롭게 설치류 이동

깨어 있는 쥐의 기록 부위 부근에서 세포 외 신경 활동을 동시에 기록하고 여러 신경 활성 물질을 방출하는 전극 구성 방법을 제시합니다. 이 기술을 사용하면 관심 있는 뉴런에 대한 추정 국소 시냅스 입력값을 자세히 분석할 수 있습니다.

깨어 마우스의 신경 활성 물질의 Microiontophoretic 응용 프로그램과 결합하여 신경 활동의 세포 외 기록

미식가 코딩을 연구하기위한 세 가지 새로운 방법을 제시 합니다. 나방의 Manduca sexta ( Manduca ) 라는 간단한 동물을 사용하여 우리는 해부 프로토콜, 다중 미각 수용체 뉴런의 활동을 기록하기위한 세포 외 tetrodes의 사용법, 정확한 타이밍 버섯의 전달 및 모니터링 시스템을 설명합니다.

새로운 방식으로 맛보기 코딩 공부하기

무선, 멀티 채널 신경 녹음 및 자유롭게 쥐 행동에 자극에 대 한 양방향 시스템 도입. 시스템은 가볍고 콤팩트, 따라서 animal´s 행동 레 퍼 토리에 최소한의 영향을 미치고. 또한,이 양방향 시스템 두뇌 활성화 패턴 및 행동 간의 인과 관계를 평가 하는 정교한 도구를 제공 합니다.

무선, Vivo에서 녹음 하 고 자유롭게 행동 하는 쥐에서 신경 활동의 자극에 대 한 양방향 인터페이스

자유롭게 수영하는 금붕어의 뇌에서 세포 외 신경 신호를 기록하기위한 새로운 무선 기술이 제시됩니다. 기록 장치는 두 개의 테트로데스, 마이크로 드라이브, 신경 데이터 로거 및 방수 케이스로 구성됩니다. 데이터 로거와 커넥터를 제외한 모든 부품은 맞춤 제작됩니다.

자유롭게 수영 물고기에서 이동 식 Tetrodes에 의해 뉴런의 무선 전기 생리적 기록

배우세요 자유롭게 움직이는 바퀴벌레 뇌에서 신경 활동을 기록하는 테트로드 전극 삽입 기법을. 이 방법은 행동과 신경 신호를 동기화하여 곤충 뇌 기능 연구에 활용됩니다.

자유롭게 곤충 워킹 뇌 세포 와이어 사극 기록

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