Name: 평면 바닥의 공기 해제 플랫폼 : 새로운 방법이 깨어에 현미경 또는 전기 생리학과 행동을 결합하여 자유롭게 설치류 이동 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-29T14:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 2 s
Description: 배우세요 깨어있는 머리 고정 생쥐에서 광학 및 전기생리학 기록을 수행하는 방법을. 공기 부양 이동형 홈 케이지를 사용하여 스트레스를 최소화하고 자연스러운 행동을 유지하면서 투광자 현미경 및 페치 클램프 기록을 결합합니다.

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저자는 원고에 대한 자신의 소중한 의견에 대한 교수의 Eero Castren 감사합니다. 작품은 핀란드의 국제 이동성 및 신경 과학의 핀란드어 대학원 (두뇌와 마음 박사 과정)에 대한 핀란드의 아카데미 센터에서 교부금에 의해 지원됩니다.

<ol><li>Li, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((mTOR-dependent+synapse+formation+underlies+the+rapid+antidepressant+effects+of+NMDA+antagonists%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">mTOR-dependent synapse formation underlies the rapid antidepressant effects of NMDA antagonists.</a> Science. 329, 959-964 (2010).</li>
<li>Sitdikova, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isoflurane+suppresses+early+cortical+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Clinical+and+Translational+Neurology%22%5BJournal%5D)">Isoflurane suppresses early cortical activity.</a> Annals of Clinical and Translational Neurology. 1 (1), 15-26 (2013).</li>
<li>Helmchen, F., Fee, M. S., Tank, D. W., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+miniature+head-mounted+two-photon+microscope.+high-resolution+brain+imaging+in+freely+moving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A miniature head-mounted two-photon microscope. high-resolution brain imaging in freely moving animals.</a> Neuron. 31, 903-912 (2001).</li>
<li>Piyawattanametha, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+brain+imaging+using+a+portable+2.9+g+two-photon+microscope+based+on+a+microelectromechanical+systems+scanning+mirror%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+letters%22%5BJournal%5D)">In vivo brain imaging using a portable 2.9 g two-photon microscope based on a microelectromechanical systems scanning mirror.</a> Optics letters. 34, 2309-2311 (2009).</li>
<li>Sawinski, J., Wallace, D. J., Greenberg, D. S., Grossmann, S., Denk, W., Kerr, J. N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visually+evoked+activity+in+cortical+cells+imaged+in+freely+moving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Visually evoked activity in cortical cells imaged in freely moving animals.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 19557-19562 (2009).</li>
<li>Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+stabilization+of+electrodes+for+intracellular+recording+in+awake+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Active stabilization of electrodes for intracellular recording in awake behaving animals.</a> Neuron. 27, 461-468 (2000).</li>
<li>Greenberg, D., Houweling, A., Kerr, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Population+imaging+of+ongoing+neuronal+activity+in+the+visual+cortex+of+awake+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Population imaging of ongoing neuronal activity in the visual cortex of awake rats.</a> Nat Neurosci. 11 (7), 749-751 (2008).</li>
<li>Fujiwara-Tsukamoto, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reinforcing+operandum%3A+rapid+and+reliable+learning+of+skilled+forelimb+movements+by+head-fixed+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Reinforcing operandum: rapid and reliable learning of skilled forelimb movements by head-fixed rodents.</a> Journal of Neurophysiology. 108, 1781-1792 (2012).</li>
<li>Scott, B. B., Brody, C. D., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+Resolution+Functional+Imaging+in+Behaving+Rats+Using+Voluntary+Head+Restraint%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Cellular Resolution Functional Imaging in Behaving Rats Using Voluntary Head Restraint.</a> Neuron. 80, 371-384 (2013).</li>
<li>Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+imaging+of+hippocampal+place+cells+at+cellular+resolution+during+virtual+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation.</a> Nat Neurosci. 13, 1433-1440 (2010).</li>
<li>Parry, T. J., McElligott, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+restraining+awake+rats+using+head+immobilization%5BTitle%5D)+AND+%22Physiolog+%26+behavior%22%5BJournal%5D)">A method for restraining awake rats using head immobilization.</a> Physiolog & behavior. 53 (5), 1011-1015 (1993).</li>
<li>Brecht, M., Schneider, M., Sakmann, B., Margrie, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whisker+movements+evoked+by+stimulation+of+single+pyramidal+cells+in+rat+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Whisker movements evoked by stimulation of single pyramidal cells in rat motor cortex.</a> Nature. 427 (6976), 704-710 (2004).</li>
<li>Van Looij, M. A. J., Liem, S. -S., van der Burg, H., van der Wees, J., De Zeeuw, C. I., van Zanten, B. G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+conventional+anesthesia+on+auditory+brainstem+responses+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Hearing+research%22%5BJournal%5D)">Impact of conventional anesthesia on auditory brainstem responses in mice.</a> Hearing research. 193, 75-82 (2004).</li>
<li>Hentschke, H., Schwarz, C., Antkowiak, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neocortex+is+the+major+target+of+sedative+concentrations+of+volatile+anaesthetics%3A+strong+depression+of+firing+rates+and+increase+of+GABAA+receptor-mediated+inhibition%5BTitle%5D)+AND+%22The+European+journal+of+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neocortex is the major target of sedative concentrations of volatile anaesthetics: strong depression of firing rates and increase of GABAA receptor-mediated inhibition.</a> The European journal of neuroscience. 21, 93-102 (2005).</li>
<li>Margrie, T. W., Brecht, M., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo%2C+low-resistance%2C+whole-cell+recordings+from+neurons+in+the+anaesthetized+and+awake+mammalian+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Archiv%3A+European+journal+of+physiology%22%5BJournal%5D)">In vivo, low-resistance, whole-cell recordings from neurons in the anaesthetized and awake mammalian brain.</a> Pflugers Archiv: European journal of physiology. 444, 491-498 (2002).</li>
<li>Crochet, S., Petersen, C. C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlating+whisker+behavior+with+membrane+potential+in+barrel+cortex+of+awake+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Correlating whisker behavior with membrane potential in barrel cortex of awake mice.</a> Nat Neurosci. 9, 608-610 (2006).</li>
<li>Houweling, A. R., Brecht, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioural+report+of+single+neuron+stimulation+in+somatosensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Behavioural report of single neuron stimulation in somatosensory cortex.</a> Nature. 451, 65-68 (2008).</li>
<li>Poulet, J. F. A., Petersen, C. C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internal+brain+state+regulates+membrane+potential+synchrony+in+barrel+cortex+of+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Internal brain state regulates membrane potential synchrony in barrel cortex of behaving mice.</a> Nature. 454, 881-885 (2008).</li>
<li>Bryant, J. L., Roy, S., Heck, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+technique+for+stereotaxic+recordings+of+neuronal+activity+in+awake%2C+head-restrained+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neuroscience+methods%22%5BJournal%5D)">A technique for stereotaxic recordings of neuronal activity in awake, head-restrained mice.</a> Journal of neuroscience methods. 178, 75-79 (2009).</li>
<li>De Kock, C. P. J., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spiking+in+primary+somatosensory+cortex+during+natural+whisking+in+awake+head-restrained+rats+is+cell-type+specific%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Spiking in primary somatosensory cortex during natural whisking in awake head-restrained rats is cell-type specific.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 16446-16450 (2009).</li>
<li>Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+large-scale+neural+activity+with+cellular+resolution+in+awake%2C+mobile+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice.</a> Neuron. 56, 43-57 (2007).</li>
<li>Hentschke, H., Haiss, F., Schwarz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Central+signals+rapidly+switch+tactile+processing+in+rat+barrel+cortex+during+whisker+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+cortex%22%5BJournal%5D)">Central signals rapidly switch tactile processing in rat barrel cortex during whisker movements.</a> Cerebral cortex. 16, 1142-1156 (2006).</li>
<li>Stüttgen, M. C., Rüter, J., Schwarz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+psychophysical+channels+of+whisker+deflection+in+rats+align+with+two+neuronal+classes+of+primary+afferents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Two psychophysical channels of whisker deflection in rats align with two neuronal classes of primary afferents.</a> J. neuroscience. 26, 7933-7941 (2006).</li>
<li>Connor, D. H., Peron, S. P., Huber, D., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+activity+in+barrel+cortex+underlying+vibrissa-based+object+localization+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Neural activity in barrel cortex underlying vibrissa-based object localization in mice.</a> Neuron. 67, 1048-1061 (2010).</li>
<li>Drew, P. J., Shih, A. Y., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluctuating+and+sensory-induced+vasodynamics+in+rodent+cortex+extend+arteriole+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Fluctuating and sensory-induced vasodynamics in rodent cortex extend arteriole capacity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (20), 8473-8478 (2011).</li>
<li>Harvey, C. D., Collman, F., Dombeck, D. A., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+dynamics+of+hippocampal+place+cells+during+virtual+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Intracellular dynamics of hippocampal place cells during virtual navigation.</a> Nature. 461, 941-946 (2009).</li>
<li>Chen, G., King, J. A., Burgess, N., O’Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+vision+and+movement+combine+in+the+hippocampal+place+code%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">How vision and movement combine in the hippocampal place code.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (1), 378-383 (2013).</li>
<li>Harvey, C. D., Coen, P., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Choice-specific+sequences+in+parietal+cortex+during+a+virtual-navigation+decision+task%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Choice-specific sequences in parietal cortex during a virtual-navigation decision task.</a> Nature. 484 (7392), 62-68 (2012).</li>
<li>Holtmaat, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+%2C+high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Long-term , high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4 (8), 19-22 (2009).</li>
<li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+craniotomy+surgery+procedure+for+chronic+brain+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging.</a> J. Vis. Exp. (12), (2008).</li>
<li>Portera-Cailliau, C., Trachtenberg, J. T., de Paola, V., Svoboda, K., Wilbrecht, L., Holtmaat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+Neocortical+Neurons+through+a+Chronic+Cranial+Window%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harbor+Protocols%22%5BJournal%5D)">Imaging Neocortical Neurons through a Chronic Cranial Window.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2012, (2012).</li>
<li>Garaschuk, O., Milos, R. -I., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+bulk-loading+of+fluorescent+indicators+for+two-photon+brain+imaging+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Targeted bulk-loading of fluorescent indicators for two-photon brain imaging in vivo.</a> Nat Protoc. 1 (1), 380-386 (2006).</li>
<li>Barry, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((JPCalc%2C+a+software+package+for+calculating+liquid+junction+potential+corrections+in+patch-clamp%2C+intracellular%2C+epithelial+and+bilayer+measurements+and+for+correcting+junction+potential+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neuroscience+methods%22%5BJournal%5D)">JPCalc, a software package for calculating liquid junction potential corrections in patch-clamp, intracellular, epithelial and bilayer measurements and for correcting junction potential measurements.</a> Journal of neuroscience methods. 51 (1), 107-116 (1994).</li>
<li>Golshani, P., Gonçalves, J. T., Khoshkhoo, S., Mostany, R., Smirnakis, S., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internally+mediated+developmental+desynchronization+of+neocortical+network+activity%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Internally mediated developmental desynchronization of neocortical network activity.</a> The Journal of neuroscience. 29 (35), 10890-10899 (2009).</li>
<li>Polack, P. -O., Friedman, J., Golshani, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+mechanisms+of+brain+state-dependent+gain+modulation+in+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cellular mechanisms of brain state-dependent gain modulation in visual cortex.</a> Nat Neurosci. 16 (9), 1331-1339 (2013).</li>
<li>Schwarz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+head-fixed+behaving+rat--procedures+and+pitfalls%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosensor.%2C+%26+motor+research%22%5BJournal%5D)">The head-fixed behaving rat--procedures and pitfalls.</a> Somatosensor., & motor research. 27, 131-148 (2010).</li>
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나은 뇌 생리학 및 병리학을 이해하기 위해 연구는 각 제조에 가장 적합한 기술을 이용하여, 제조 복잡성 수준의 다양한 수행되어야한다. 깨어 있고 행동하는 동물 실험은 중요한 방법 론적 문제를 나타내는 반면 현재, 신경 과학 방법론의 넓은 범위 (전신의 fMRI에서 하위 세포 기관 STED 현미경에) 쉽게, 마취 동물에 적용됩니다. 여기에, 새로운 접근 방식은 실험실 동물, 단단히 머리 고정 임에도 불구하고, 공기가 들어 올려 이동 homecage을 이동하고 스트레스없는 상태에서의 가시적 인 환경을 탐구 곳을 설명합니다. 여기에 제시된 헤드 고정 행동 동물 제제는 중요한 장점을 제공한다. 첫째,이 방법으로 얻은 전기 생리학 또는 영상 데이터는 마취도 구속에 의한 스트레스도 타협이다. 이동 주택에 마우스의 위치케이지는 빠르게, 심지어 일시적으로 동물을 마취가 필요하지 않습니다. 둘째, 공기 해제 homecage 잘 신경 세포 형태의 변화를 정량화하고 깨어있는 동물에서 단일 세포 전기 생리학 활동을 기록하는 데 필요한 기계적 안정성을 보장합니다. 마지막으로, 모바일 homecage의 디자인은, 따라서 웨이크 마우스의 뇌에서 두 개의 광자 이미징 또는 패치 클램프 기록을위한 표준 직립 현미경 모바일 homecage 포지셔닝 있도록 구면 트레드밀에 비해 더욱 컴팩트. 모바일 homecage의 기업 헤드 고정은 기본 뇌 영역에 광학 또는 전기 액세스를위한 중앙에 둥근 구멍으로 특별히 디자인 된 네 개의 날개 금속 홀더의 주입이 필요합니다. 이러한 금속 홀더는 접착제, 치과 용 시멘트 및 두개골 뼈에 나사 결합 작은 볼트의 조합에 의해 두개골에 부착된다. 이 수술은 이전의 많은 수를 기반으로 개발 된절차를 발표하고, 안정적이고 재현 가능한 두개골 창 준비의 결과로 발견되었다. 생체 전기 생리학 실험, 달 모양의 창 (34), 작은 크기의 개두술 (0.5 mm 미만) (32) 및 드릴 유리 덮인 준비 35에 활용되었다. 여기에, &quot;반전&quot;두개골 창은 대형 (직경 3.5 mm) 또는 작은 (이하 0.5 mm 직경) 개두술 중 하나를 이식했다. 뇌의 움직임을 최소화하는 것은 전기 생리학 실험을 위해 작은 크기의 craniotomies을 수행하는 것이 좋습니다 이유입니다, 안정적인 단일 세포 레코딩을위한 중요합니다. 광학 영상 실험의 두개골 윈도우의 주입되면, 동물은 윈도우가 처음 일시적으로 투명성을 잃고 다음에 따라 50~70% 수익률 (그것을 회복하는 기간 동안 적어도 2 ~ 3 주에 복구 할 수 있습니다 마우스 균주의 유전 적 배경). 두개골 창 및 안정성이의 투명성두개골에 부착 된 치과 용 시멘트 &quot;캡&quot;의 ITY 동물 취급 중 정규 쌍안 현미경과 신체 검사에 의해 검증 될 수있다. 2-3 주 회복 기간의 끝에서, 치과 용 시멘트에 잔류 사후 동작 염증 또는 기계적 결함의 징후를 나타내지 그 동물은 실험에서 제외하고 종료한다. 쥐를 훈련을 시작하기위한 최적의 연령 2-4 개월 (20-40그램의 체중에 해당)입니다. 젊은 동물의 두개골에 치과 시멘트 &quot;모자&quot;의 고정은 모바일 homecage에 머리 고정 마우스의 운동에서 부과하는 기계적 스트레스의 탄력성을 감소시킬 수있는, 신뢰할 수 있습니다. 수컷과 암컷 생쥐 모바일 homecage에서 이동 동등 기꺼이 나타나지만, (데이터 미도시) 암컷 마우스에서 그들의 투명성 회복 두개 창 나은 비율을 달성하는 경향이있다. 따라서, 주문 티셔츠O 약 30 % 더 많은 수컷 마우스의 두개골 창을 주입, 영상 선택 동물의 코호트 연구에서 성별 균형있게 배합을 확인하는 것이 좋습니다. 사회적 상호 작용에 따라서는 한배 새끼가 운영하고 훈련 병렬 및 그룹 주택 새장에 함께 보관하는 것이 좋습니다, 동물의 복지를 향상시키고 스트레스를 감소하는 것으로 알려져있다. 구형 디딜 방아 준비 13 일 발표 된 절차와는 달리, 모바일 homecage을 이용하는 방법은 머리를 고정하는 순간에 마우스를 마취가 필요하지 않습니다. 그것도 간단한과 &quot;빛&quot;마취 에피소드 직후 얻은 생리 학적 측정에 미칠 가능성이 있다고 잔여 효과를 배제 할 수 있기 때문에이 차이는 중요하다. 사실, 비록 헤드 고정이 마취하에 이루어졌다 실제 실험이 하나가 할 수없는, 짧은 대기 기간 13 일 이후 시작된 연구실험 데이터에 대한 간단한 마취 에피소드 가능한 오래 지속되는 효과를 제외. 다른 연구는 고정을 머리에 동물의 체계적인 습관화 물 부족에 의존하고 36 움직 남아 동물을 동기 부여의 수단으로 물 보상을 사용했습니다. 그러나, 보상 기반 헤드 고정 방법은 해당 행동 검사의 선택을 제한하고, 중요한 것은, 잘 확립 된 자극 - 보상 협회 중 하나를 차지한다. 반면, 모바일 homecage에 고정을 머리에 마우스 습관의 방법은 물 부족과 이후의 보상을 필요로하지 않습니다. 물 배달 시스템과 모바일 homecage을 보충하는 것은 오랫동안 실험을 권장합니다. 여기에 제시된 동물 훈련과 실험은 표준 12 시간 빛 일정 (리에서 보관하는 마우스에 대한 생리 학적으로 수동 기간에 해당하는, (오전 8시부터 오후 6시까지) 낮 동안 수행 하였다) 오후 6시 오전 6시에 오프에 ghts. 취수 직접 마우스의 활동과 연관되어 있기 때문에 트레이닝 / 이미징 / 기록 세션의 지속 시간이 2 시간을 초과하지 않는 경우, 마우스 수동적 기간 동안 물 전달을 필요로하지 않는다. 트레이닝 세션의 타이밍 및 지속 기간뿐만 아니라, 하나의 모바일에 homecage 동물 익숙하게 필요한 세션의 최적의 수의 문제를 해결할 필요가있다. ⅰ) 체중 감소, 및 ⅱ) 운동 활성의 수준이 때문에,이 기준은 헤드 고정 절차에 의해 유도 된 응력을 평가하는 데 사용 하였다. 도 6에 도시 된 바와 같이, 체중 감소는 훈련 일에이 6 %의 평균 수준에 도달하고, 완전히 훈련 일 4 (도 6A)에 의해 반전된다. 지속적으로 무게 역학, 머리 고정 동물의 운동 활성 수준은 교육의 첫 번째 날에 억제되어 있지만, 훈련 4 일째 (그림 6D)에 의해 안정화. 이러한 측정을 바탕으로, 우리는 제언이에 프로토콜에 설명 된대로 이동 homecage에 마우스 연수 기간의 최소 기간은 4 일 t. 공기 해제, 평면 바닥의 모바일 homecage의 사용은 머리를 고정 마우스의 교육 패러다임에 복잡한 작업 (감각, 지각,인지)를 추가 할 수 있습니다. 본 연구에서는 행동 검사의 두 가지 프로토콜이 제공됩니다. 두 프로토콜 냄새 신호를 이용하고 마우스 피질 세로 영상 / 녹음과 결합 될 수있다. 모바일 homecage는 비 흡수성 물질로 제조되어 있지만, 하나는 여전히 계정에 장치 및 시험 냄새 (들)의 냄새 사이의 가능한 간섭을 할 필요가있다. 행동 실험의 시각 / 촉각 신호를 방해 할 수있는 또 다른 요인은 완벽하지 않으며, 따라서, 랜드 마크로서 동물에 의해 인식 될 수있는 벽과 인서트 사이의 접합이다. 그것은 여기에 몰래 가치가있다, 그 같은 INTE시 동물의 고통을 최소화하기 위해모바일 homecage 벽에 냄새 제시면의 배치 등 rventions은 실험자 가능한 한 빨리 이러한 개입을 수행하고 탄소 케이지의 연장 처리를 방지하기 위해 연습을해야합니다. 소설 냄새 / 객체의 프레 젠 테이션을위한 대체 전략은 하이드로 겔 기반 솔루션은 동물의 머리 위치와 호환 높이에서 탄소 케이지 벽의 내부 표면에 부착 된 작은 선반에 떨어지거나 (예 : 식품 칩과 같은) 오브젝트 배치, 예를 들면, 생각할 수 있습니다. 모바일 homecage 머리 고정 동물 수평 운동, situp,, 정리 터는 본 연구에 도시 된 바와 같이 앞다리와, 코 파고, 숙련 된 전면 발 움직임, 그리고 벽에 감동을 핥는 등의 두 가지 차원 운동의 넓은 범위를 수행 할 수 있습니다 . 모바일 homecage과 여기에 제시된 프로토콜을 사용하여, 연구자들은 자극 조건을 모두 제어 높은 수준의 감각 신경 시스템을 연구 할 수s와 행동 판독을. 또한, 깨어있는 생쥐의인지 능력에 대한 연구는 에어컨, 공간 탐색과 의사 결정 작업 중에 수행 할 수 있습니다. 이 방법의 몇 가지 실제적인 제한이 있습니다. 먼저, 압축 공기의 상당량은 homecage 드는 전력을 달성하고 오래 지속되는 실험을 수행하기 위해 필요하다. 둘째로, 현재의 구현에서 이동 homecage 직경 만 18cm이며, 따라서 복잡한 실험 환경은 공간적 제한없이 설계 될 수있는 가상 현실에 비해 상대적으로 작고 간단한 공간을 제공한다. 셋째, 수염 자극과 여기에 제시된 보상 기반의 실험을하는 동안, 장치는 가능성에게 마우스 벽 접촉을 제한하는 데 사용되었다. (예 : 눈의 지시 빛 프로젝터와 같은) 외부에서 시각적 또는 감각 자극 채널의 첨가에 비해 더 인체 공학적 컴팩트 한 장치를 설계 필요구형 디딜 방아 실험에 사용 된 여러 화면이나 돔 프로젝션 솔루션을 제공합니다. 요약하면, 공기 - 리프트 모바일 homecage 움직이는 헤드 고정 마우스의 사용은 크게 단일 실험 내 관찰과 조작, 세포 분자 및 행동 수준을 배합 연구를 용이하게한다. 여기에 예시 된 특정 응용 프로그램은 두 광자 현미경 이미징, 고유 광 신호 이미징 및 비 마취 행동을 한 쥐의 패치 클램프 녹음이 (가) 있습니다. 그것은이 방법은 깨어있는, 행동 마우스 실험에서 새로운 지평을 열고 약물 개발과 뇌 기능의 기초 연구 모두를위한 유용한 도구 역할을 할 것으로 예상된다.

신경 과학의 흥미로운 최근의 추세는 분자 및 세포는 설치류 행동, 깨어의 뇌에서 신경 세포 네트워크의 프로빙을위한 실험 방법을 개발하는 것입니다. 이러한 접근 방법은 운동 기능, 감각 통합, 지각, 학습, 기억,뿐만 아니라 부상의 진행, 신경 변성 및 유전 질환의 기초가 신경 생리 학적 과정에 새로운 빛을 발산 할 것을 약속십시오. 또한, 깨어있는 동물의 뇌에서 기록하는 새로운 치료제 및 치료법의 개발에 약속을 보유하고 있습니다. 흔히 신경 생리 학적 실험에 사용 된 마취, 잠재적 실험 결과의 잘못된 해석에 이르는, 뇌 기능의 기본 메커니즘에 영향을 미칠 수 있다는 인식의 증가가있다. 따라서, 널리 사용되는 마취제 케타민이 빠르게 새로운 돌기 쪽의 형성을 증가시키고 시냅스 기능 1을 향상; 또 다른 일반적으로 사용되는 anesthet수술 마취 수준에서 IC의 이소 플루 란이 완전히 성인 동물 2의 새로운 태어난 쥐와 블록 스핀들 버스트 진동에 자연 대뇌 피질의 활동을 억제한다. 현재 접근 방식의 단지 제한된 수의 이광자 현미경 영상 또는 패치 - 클램프 녹음 의해 비 마취 된 쥐 실험을 가능하게한다. 이러한 접근 방법은 자유롭게 이동 및 머리 고정 제제로 나눌 수있다. 자유롭게 이동하는 동물 준비의 독특한 매력은 탐색하는 동안 몸 전체의 움직임을 포함하여, 자연의 행동 평가를 할 수 있다는 것입니다. 자유롭게 이동하는 쥐의 뇌 내부의 이미지에 한 가지 방법은 소형 헤드 마운트 현미경 또는 파이버 스코프 3-5을 연결하는 것입니다. 그러나, 소형화 된 장치는 대물 기반이 광자 현미경에 비해 제한된 광학 성능을 갖는 경향이, 쉽게 전 세포 패치 클램프 기록 (6)와 결합 될 수 없다. EXI머리 고정 깨어 설치류에 대한 고통 솔루션은 물리적 억제 7,8 또는 자발적 머리 받침대 9 전시 동물을 훈련에 하나 주로 의존합니다. 인기있는 또 다른 방법은 동물의 사지가, 예를 들면, 구형 러닝 머신 (10)를에 배치하여 이동 할 수 있도록하는 것입니다; 이 접근법은 종종 컴퓨터 - 생성 된 가상 현실과 결합된다. 머리 고정 쥐에 전기 생리학 실험은 주로 세포 외 기록을 사용하고 심장 혈관 기능 (11)의 중앙 조절, 신경 세포의 활동을 12에 마취 효과, 뇌간 (13) 정보 처리 (14)의 청각 반응을 연구하는 데 사용되었다. 깨어있는 행동을 한 동물의 선구 세포 / 전체 셀 녹음은 2000 년대에 수행하고, 지각과 운동 15 ~ 20과 관련된 신경 활동에 초점을 맞추고있다. 같은시​​기에, 깨어 마우스의 첫 번째 현미경 영상 연구는 펍했다두 광자 현미경을 물리적으로 억제 쥐 7의 감각 피질과 구형 러닝 머신 21에서 실행중인 마우스에 사용되었다든지 반드시. 후속 생체 현미경 및 전기 생리학 연구는 헤드 고정 제제 성공적 앞다리 움직임 악취 인식 터는 및 8,22-25 핥는 행동에 근거 패러다임과 결합 될 수 있다는 것을 보여 주었다. 구형 디딜 방아에 배치 마우스는 컴퓨터 (10, 26)에 의해 생성 된 가상 시각적 환경을 탐색하는 훈련을 할 수 있습니다. 세포 내 / 외 기록은 가상 환경을 탐색 머리 고정 동물에서 해마의 장소 세포의 활성화 (27)를 검출 할 수 있다는 것을 보여 주었다. 가상 시각적 환경에서 마우스가 활성화 운동 27시 현지 필드 잠재력과 세타 상 선행 정상 운동 관련 세타 리듬을 보여줍니다. 최근, 시공간 activit신경 인구의 Y 패턴은 가상 환경 (28)에 메모리 의사 결정 작업을 작업하는 동안 마우스에 광학적으로 기록되었다. 획기적인 연구를 활성화하는 데에도 불구하고, 구형의 러닝 머신 디자인은 여러 가지 고유의 제한 사항이 있습니다. 첫째, 동물은 같은 벽이나 장애물 등 어떤 유형의 장애를 제기하지 회전하는 공기 해제 공, 무제한 표면에 이동하는 데 필요합니다. 영상 입력이 종은 자연적으로 의존하는 촉각 감각 입력 (예를 들면, 수염 터치 또는 핥아)에 비해 마우스와 쥐에 틀림없이 덜 효과적이기 때문에이 제한은, 컴퓨터에서 생성 된 &quot;가상 현실&quot;에 의해 보상 부분 만입니다 에. 둘째, 공 표면의 상당한 곡률은 케이지에서 평평한 바닥에 산책하는 데 사용되는 실험 쥐에 대한 불편 수 있습니다. 마지막으로, 공의 깎아 지른듯한 직경 (생쥐와 쥐 300 mm를 위해 최소 200 밀리) 구면의 세로 크기를 렌더링상대적으로 큰 디딜 방아 장치. 이로 인해 시판 현미경 셋업 대다수 구형 트레드밀을 결합 할 수있게, 그리고 종종 주문품 현미경의 범위에 의한 트레드밀 작성된 새로운 설정을 구축 요구한다. 머리 고정 마우스는 평평한 바닥과 벽 유형을 제공 공기 해제 모바일 homecage 주위에 이동하고, 스트레스없는 상황에서 물리적 환경을 탐험 할 수있는 여기, 새로운 방법이 설명되어 있습니다. 이 문서에서는 마우스 훈련과 머리 고정의 절차를 설명하고, 두 광자 현미경, 내장 광학 이미징 및 패치 클램프 녹음이 깨어있는 행동을 한 쥐의 뇌에서 수행하는 대표적인 예를 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>핀셋, 스테인리스강, 115mm</td><td>XYtronic</td><td>XY-2A-SA</td><td></td></tr><tr><td>동물 트리머, 면도기</td><td>Aesculap</td><td>Isis GT420</td><td></td></tr><tr><td>쌍안 현미경</td><td>Zeiss</td><td>Stemi 2000</td><td></td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 가열 패드가 있는 생물학적 온도 컨트롤러</td><td>Supertech</td><td>TMP-5b</td><td></td></tr><tr><td>무딘 미세 수술 블레이드</td><td>BD</td><td>REF </td><td></td></tr><tr><td>374769 필라멘트가 있는 붕규산 튜브</td><td>Sutter Instruments</td><td>BF120-69-10</td><td>패치 피펫 생산용</td></tr><tr><td>카메라&nbsp;</td><td>Foscam</td><td>FI8903W</td><td>야간 가시성</td></tr><tr><td>Carprofen</td><td>Pfizer</td><td>Rimadyl vet</td><td></td></tr><tr><td>치과 시멘트</td><td>DrguDent, Dentsply</td><td>REF 640 200 271</td><td></td></tr><tr><td>Dexamethasone</td><td>FaunaPharma</td><td>Rapidexon 수의사</td><td></td></tr><tr><td>일회용 드릴</td><td>Meisinger</td><td>HP 310104001001008</td><td></td></tr><tr><td>Dulbeco' s PBS 10x</td><td>Sigma</td><td>D1408</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 펜치, 110 mm</td><td>FST</td><td>91150-20</td><td></td></tr><tr><td>눈 윤활제</td><td>Novartis</td><td>Viscotears</td><td>작동 중 눈 보호 및 침수를 위한 비스코스 용액으로&nbsp;</td></tr><tr><td>Foredom 드릴 컨트롤</td><td>Foredom&nbsp;</td><td>FM3545</td><td></td></tr><tr><td>Foredom 마이크로 모터 핸드피스</td><td>Foredom</td><td>MH-145</td><td></td></tr><tr><td>4 날개 금속 홀더</td><td>Neurotar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>헤드 홀더 생쥐</td><td>Narishige</td><td>SG-4N</td><td>입체 기구에 조립</td></tr><tr><td>지혈 콜라겐 스폰지</td><td>Avitene, 초거품 BARD</td><td>Ref 1050050</td><td></td></tr><tr><td>Imaris</td><td>Bitplane</td><td></td><td></td></tr><tr><td>케타민</td><td>인터벳</td><td>케타미놀 벳</td><td></td></tr><tr><td>Kwik-Sil&nbsp;</td><td>WPI</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mai Tai DeepSee 레이저</td><td>Spectra-Physics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>마이크로 드레싱 집게, 105mm</td><td>Aesculap</td><td>BD302R</td><td></td></tr><tr><td>미세 전극 풀러</td><td>Narishige</td><td>PC-10H</td><td>유리 피펫 생산용 수직 풀러</td></tr><tr><td>Micromanipulator</td><td>Sensapex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mini bolt</td><td>Centrostyle</td><td>Ref. 00343 s/steel M1.0x4.5</td><td></td></tr><tr><td>모바일 홈케이지</td><td>뉴로타르</td><td></td><td></td></tr><tr><td>다광자 레이저 스캐닝 현미경</td><td>올림푸스</td><td>FV1000MPE</td><td></td></tr><tr><td>부직포 면봉, 5 x 5</td><td>Molnlycke 건강 관리</td><td>Mesoft</td><td>수술용 탐폰</td></tr><tr><td>폴리아크릴 접착제</td><td>Henkel</td><td>Loctite 401</td><td></td></tr><tr><td>원형 유리 커버슬립</td><td>전자 현미경 과학</td><td></td><td>1.5 두께</td></tr><tr><td>작은 동물 입체 기구</td><td>David Kopf Instruments</td><td>900</td><td></td></tr><tr><td>학생 홍채 가위, 스트레이트 11.5cm</td><td>FST</td><td>91460-11</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Bayer Health Care</td><td>Rompun vet</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Flat-floored Air-lifted Platform: A New Method for Combining Behavior with Microscopy or Electrophysiology on Awake Freely Moving Rodents

폭넓게 일반적인 마취제의 사용은 살아있는 동물의 뇌에서 얻은 전기 생리학 또는 현미경 데이터의 관련성을 저해 할 수 있음을 인정한다. 또한, 마취에서 긴 회복은 종 연구에 반복 기록 / 영상 에피소드의 주파수를 제한합니다. 따라서, 비 마취 행동을 한 쥐에서 안정적인 레코딩을 허용하는 새로운 방법은 세포 및인지 신경 과학의 분야를 발전 할 것으로 예상된다. 기존 솔루션은 단순한 물리적 구속으로부터 같은 컴퓨터 생성 가상 현실과 병용 선형 및 구형 트레드밀과 같은 더 정교한 방식으로 배열한다. 머리 고정 마우스 공기 해제 모바일 homecage 주위에 이동하고 스트레스없는 상태에서 그 환경을 탐험 할 수있는 여기, 새로운 방법이 설명되어 있습니다. 이 방법은 연구자가 동시에 행동 검사 (예를 들면, 학습 습관이나 새로운 물체 인식)을 수행 할 수 있습니다두 광자 현미경 이미징 및 / 또는 패치 클램프 녹음은 모두 하나의 실험에서 결합. 이 비디오 문서는 깨어있는 동물 머리 고정 장치 (모바일 homecage)의 사용을 설명, 동물 습관화의 과정을 설명하고, 방법의 응용 가능성의 수를 예시한다.

여기에 제시된 방법은 깨어있는, 머리를 고정하지만, 그렇지 않으면 자유롭게 움직이는과 행동 생쥐의 현미경 영상 또는 단일 세포 전기 생리학 녹화를위한 것입니다. 동물의 두개골이 헤드 고정 아암에 단단히 고정하고 동물은 진정한 (가상 반대), 유형 및 친숙한 환경에서 두 개의 차원으로 이동할 수있다. 공기 해제 모바일 homecage에 마우스를 익숙하게하는 것은 두 번 매일 2 시간의 교육 세션 4 ~ 6 일 (그림 1)으로 구성되어 있습니다. 훈련 된 동물은 그 후에 즉시 실험에 사용될 수있다. 일반적인 연구는 몇 시간에서 몇 일 또는 몇 주에 이르기까지 간격으로 이격되어있다 이미징 세션이나 패치 클램프 녹음 세션을 포함하고 있습니다. 중요한 것은, 모두 광학 및 전기 생리학 기록은 하나의 실험에서,인지 또는 행동의 자극과 판독을 동시에 수행 할 수 있습니다. 의 기계적 안정성을 평가하기 위해실험 동물은 이동 homecage (그림 2)를 탐색하는 동안 모바일 homecage에서 마우스의 머리 고정은, 형광 - 복합 덱스 트란과 및 YFP을 표현하는 대뇌 피질의 수상 돌기의 표시 대뇌 피질의 혈관의 이미지 시퀀스를 수집 하였다. 동물의 운동시 뇌의 최대 변위는 일반적으로 1.5 마이크로 미터를 초과하지 않았다. 이러한 변위는 수평 방향에 발생한 아주 드물게 모션 아티팩트 불필요한 어떠한 보정 렌더링, 결상면의 시프트 검출 결과 없다. 모바일 homecage 안정 헤드 고정은 마취 된 쥐에서와 같은 신뢰성 깨어 동물의 개별 돌기 쪽의 정량화 할 수 있습니다. 돌기 척추 밀도, 형태 및 회전율은 몇 시간에서 몇 일 또는 몇 주에 이르기까지 간격으로 수행 여러 이미지 세션과 세로 공부하는 동안 모니터링 할 수 있습니다. m의 사용감Thy1-GCaMP3 형질 전환 마우스의 I) 두 광자 현미경과 야생형 생쥐 II) 고유 광 신호 영상 : 기능성 광학 이미징 OBILE의 homecage는 두 가지 방법을 사용하여 깨어 마우스의 체성 감각 피질에서 테스트되었습니다. 칼슘 2 + 이미징 셀 많은 뉴런의 형광 표지 체,뿐만 아니라 수상 돌기 및 축색 돌기 (도 3)를 포함 레이어 2 / 3에서 수행 하였다. 이자 (로아)의 선택된 영역에서 형광을 통해 시간의 플롯은 모바일 homecage에서 마우스의 활성 탐색 중 (GCaMP3 형광 일시적 증가로 측정) 자연의 연결 활동을 보여주는 그림 3에 나타낸다. 고유의 신호에 따라 광학 이미징 기능 영역의 공간적 분포를 매핑 할 수 있습니다. 그림 4는 V에 대한 응답으로 체성 감각 피질을 따라 전파 (지역 신경 활성화를 반영) 혈액의 산소 수준에 물결 모양의 변화를 보여줍니다0.05 Hz에서의 주파수에서 ibrissa 자극. 모바일 homecage와 패치 클램프 녹음의 가능성을 테스트하기 위해 2 ~ 3 개월 된 C57BL/6J 마우스를 사용했습니다. 체성 감각 피질에서 레이어 2 / 3 뉴런은 현재 클램프 모드를 사용하여 전체 세포의 구성에서 기록되었다. 깨어있는 생쥐의 두뇌에있는 패치 클램프 녹음 머리 유무선 homecage에 뇌 조각에 패치 클램핑 눈을 멀게 할 본질적으로 유사했다. 시도의 약 50 %는 70 % 이상이 안정 전체 셀 구성 기록을 수득 그중 성공적인 기가 시일 형성 결과. 때문에 세포의 기계적인 변위 기가 시일의 접촉을 잃을 이벤트는 관찰되지 않았다. 5 마우스의 활성화 (실행)의 에피소드 및 수동 (휴식) 상태와 상관 대표 10 분 긴 전류 클램프 기록 60 초 조각을 보여줍니다 그림. <img alt="그림 1" fo:content-width="6in" src='"/' files> 그림 1. 모바일 homecage 깨어 마우스의 머리를 고정하는 방법. A) 공기 해제 모바일 homecage 디자인과 일반적인 실험 타임 라인의 일반적인 개념. B) 다이어그램의 그림 개요. 이 연구는 2 주 전에 처리 여덟 매일 두 번 훈련에 의해 다음에 포장에 마우스를 익숙하게하는 두개골 윈도우의 주입으로 시작한다. 일반적인 연구는 몇 시간에서 몇 일 또는 몇 주에 이르기까지 간격으로 이격되어있다 이미징 세션이나 패치 클램프 녹음 세션을 포함하고 있습니다. 모두 광학 및 전기 생리학 측정 한 실험 내인지 또는 행동 자극 및 판독과 병렬로 수행 할 수 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 모바일 homecage를 이동하는 깨어있는 생쥐에 두 광자 현미경 영상의 그림 2. 예. 70 kDa의 텍사스 레드 - 복합 덱스 트란으로 표시 A, B) 두피 혈관. 개별 용기 세그먼트의 직경은 시간이 지남에 따라 마우스의 휴식과 실행 (A)의 기간에 걸쳐 혈관 내강 그려진 라인의 프로파일을 플롯에 의해 측정된다. 동맥과 정맥의 혈액 흐름의 속도는 혈관 벽 (B)의 모집단에 YFP을 표현 형질 전환 생쥐의 뇌에서 시각 신경 세포의 형태 학적. C, D) 정밀한 세부 사항에 평행하게 그려진 선을 따라 선 검사에 의해 측정된다 Thy1 프로모터에서 신경. 마우스의 체성 감각 피질 (C)의 피라미드 신경 세포의 3 차원 재구성. 돌기 (B)의 이미지깨어있는, 행동 마우스에 인수 목장 개별 돌기 척추의 형태 (D) 마우스의 움직임으로 인해 발생할 수있는 뇌의 움직임. E) 정량의 정량화 충분히 안정적이다. 큰 진폭 변위가 마우스의 실행 기간과 상관 관계. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig2highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" width="600"> 깨어 Thy1-GCaMP3 마우스가 이동 homecage 주위에 이동에있는 신경 세포의 집단 활동의 그림 3. 예. 대뇌 피질의 층 II / III 신경의) 두 광자 이미지. 로아는, 예를 들면 신경 세포 기관, 수상 돌기 및 축삭은 (시간의) 노란색. B에에 도시 로아에서 GCaMP3 형광 ΔF / F의 흔적을 표시됩니다C 노란색 로아에서 .26) 1.5 초 / 프레임 기록. C) 줌 인 65 밀리 초 / 프레임에서 몇 군데 지역. D) 형광이 시간에 플롯 작업에 해당하는 GCaMP3 형광의 일시적 증가 (적색)를 보여줍니다 잠재적 유도 칼슘 2 + 유입 에피소드. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" width="600"> 고유 광 신호를 촬상 수단에 의해 깨어 마우스의 피질 기능 반응 공간 분포를 매핑하는도 4. 예. 모바일 호에서 기본 활동의 두개골 창을 통해 피상적 인 혈관의) 밝은 필드보기. B) 진도지도6 분 에피소드 0.05 Hz의 주파수에서 vibrissa 자극에 대한 응답으로 체성 감각 피질을 따라 전파되는 신경 세포의 활동. C) 진도지도 동안 mecage는. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" width="600"> 모바일 homecage 주위를 이동 깨어 마우스의 피질 전체 세포 패치 - 클램프 녹음의 그림 5. 예. 마우스 대뇌 피질의 층 2 / 3에있는 신경 세포에서) 전류 클램프 기록. 0.5 초 (추적 아래에 표시) 100-PA 전류 주입은 활동 전위의 버스트가 발생합니다. 셀은 피라미드 뉴런 위해 주파수 스파이크 적응 특성을 보였다. B) 연속 전류 - 클램프 녹음(추적 위의 분홍색으로 표시) 마우스 '운동 활성과 상관 같은 신경 세포에서. 마우스의 (C)을 휴식과 (D)를 실행의 기간 동안 레이어 2 / 3의 신경 세포의 대표 자발적인 활동. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 6" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" width="600"> 모바일 homecage에서 훈련하는 동안 그림 6. 동물의 체중 감소와 head-fixed/non-fixed 쥐의 운동 활성. 훈련 전에 A) 동물의 무게 (+ SD, %를 의미). 그 체중 감소가 완전히 7-8 일 훈련 세션 모바일 homecage에 마우스의 수평 운동의 상대. B) 탄도로 반전 참고8 번째 훈련 8 번째 훈련 머리 고정 (원. D) 기간) 동안 라운드 케이지를 탐험이 아닌 머리 고정 마우스. C) 트랙 이동 중에 모바일 homecage의 추적 움직임으로 추정하고 한 훈련의 1-4 일 하루 동안 비 고정 (삼각형) 마우스의 움직임은 (+ SD, % 평균)를. 하루 4, 머리를 고정 마우스도 (1 일째)을 동결하거나 과도한 운동 활성을 표시하는 참고. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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

It is widely acknowledged that the use of general anesthetics can undermine the relevance of electrophysiological or microscopical data obtained from a ...

안녕하세요, 저는 헬싱키 대학교 근거리 과학 센터(Near Science Center)의 대학원생인 헬 린(Hel Lin)입니다. 오늘 저와 제 동료들은 깨어 있는 머리를 고치는 방법, 그러나 그렇지 않으면 자유롭게 움직이고 행동하는 동물에서 광학 및 전기 생리학적 기록을 수행하는 방법을 보여줄 것입니다. 우리의 방법은 마우스가 탐색하고 탐색할 수 있는 실질적이고 친숙한 환경을 만듭니다.동물의 머리를 단단히 고정해야 하는 현미경 이미징 또는 단세포 전기생리학적 기록 중에 만성 두개골 창을 이식하고 쥐를 동물의 발 아래를 미끄러지듯 움직이는 이동식 홈 케이지에 익숙화합니다. 평평한 표면에서 이동하는 동안 모바일 홈 케이지는 두 개의 광자 이미징을 위해 표준 정립 현미경 아래에 배치하거나 웨이크 마우스 뇌에서 패치 클램프 기록을 위해 설정된 전기 생리학에 배치할 수 있습니다. 여기에 제시된 모든 실험 절차는 지역 윤리 위원회의 승인을 받았습니다.우리는 발표된 프로토콜에 따라 두개골 창을 이식하고 두개골 창 이식 시 약간의 수정을 가합니다. 이 회복 기간 동안 동물은 최소 2주 또는 3주 동안 회복할 수 있으며, 창은 일반적으로 투명도를 회복합니다. 수술 후 잔류 염증의 징후가 있는 동물은 실험에서 제외됩니다.연구를 위해 선택된 동물을 훈련시켜 머리에 고정하는 습관을 들이도록 합니다. 이동식 홈 케이지에서 5분에서 10분 동안 마우스를 침착하게 다루고 갑작스러운 움직임과 소음을 피한 다음 홈 케이지로 되돌립니다. 이 절차를 동일하지 않은 간격으로 두세 번 반복합니다.이동식 홈 케이지는 머리를 고정하기 전에 동물을 마취하지 않고 머리를 고정할 수 있습니다. 헝겊을 사용하여 마우스를 불균일한 간격으로 두세 번 감쌉니다. 동물이 감싸져 있는 동안 침착함을 유지하도록 합니다.그렇지 않으면 마우스가 완전히 익숙해질 때까지 절차를 반복하십시오. 취급이 완료된 후 다음날 이동식 가정용 케이지에서 하루에 두 번 생쥐 훈련을 시작하십시오. 각 훈련 세션 전에 동물의 무게를 잰다.체중 감소량이 10% 이상인 동물은 연구에서 제외해야 합니다. 훈련된 동물의 크기에 맞게 머리 고정 팔의 위치를 조정합니다. 이동식 홈 케이지 장치의 공기 흡입구를 표준 실험실 가압 공기 배출구에 연결합니다.공수된 가정용 케이지의 자유 부양에 공기 압력이 충분한지 확인하십시오. 이동식 홈 케이지에서 길들여진 동물의 훈련을 시작하십시오. 마우스를 헝겊으로 싸서 고정시킵니다.동물의 머리에 부착된 금속 홀더를 머리 고정 암에 삽입하고 나사를 조여 단단히 고정합니다. 공기 흐름을 켜서 공수된 홈 케이지를 공중에 띄우십시오. 헝겊을 제거하고 마우스가 집 케이지를 탐색할 수 있도록 합니다.첫 번째 훈련 세션 동안 생쥐는 얼어붙고 떨리는 행동과 꼬리 발기를 보일 수 있습니다. 동물이 소음에 익숙해지도록 하려면 예를 들어 라디오 번역을 사용하거나 모든 훈련 세션과 실험 중에 녹음된 음악 및 음성을 사용하여 주변 소리에 지속적으로 노출되도록 합니다. 만성 스트레스를 피하려면 교육 세션의 첫 번째 시간 동안 밝은 조명 조명을 사용하십시오.첫 1시간이 지나면 어둠 속에서 훈련을 실시하고 근적외선 카메라를 사용하여 동물의 행동을 모니터링하십시오. 훈련 세션이 완료되면 나사를 풀어 머리 고정 팔에서 동물을 풀어줍니다. 다음 훈련 세션 전에 최소 2시간 동안 동물을 가정용 케이지로 되돌려 놓습니다.두 개 이상의 다른 마우스와 함께 마우스를 케이지에 보관하면 스트레스 수준이 줄어듭니다. 선택적으로, 공수된 케이지를 동물과 함께 가정용 케이지에 배치할 수 있습니다. 이것은 환경을 풍요롭게 하고 이동식 가정용 케이지에 동물의 거주지를 강화할 수 있습니다.마지막 훈련 세션 동안 생쥐는 머리 고정에 익숙해졌으며 공수된 홈 케이지 주변을 침착하게 탐색하는 Stressless 행동을 보여야 합니다. 가시광선이 없을 때, 근적외선 카메라 또는 광학 컴퓨터 마우스로 케이지의 움직임을 모니터링하여 마우스 운동의 궤적을 추적할 수 있습니다. 1-2시간 이상 지속되는 장시간 훈련 세션 중에는 수동으로 또는 이동식 홈 케이지 프레임에 부착된 피펫 홀더를 사용하여 마우스에게 식수를 제공하는 것이 좋습니다.다음 다이어그램은 일반적인 실험 연구의 타임라인을 요약한 것입니다. 이 연구는 마우스를 다루기 2주 전에 두개골 창을 이식하는 것으로 시작하여 하루에 두 번 8회의 훈련 세션으로 계속됩니다. 일반적인 연구에는 몇 시간에서 며칠 또는 몇 주 간격으로 간격을 둔 여러 이미징 세션 또는 패치 클램프 기록 세션이 포함됩니다.광학 및 전기 생리학 실험은 모두 인지 또는 행동 자극 및 판독과 병행하여 수행할 수 있습니다. Two Photon Microscopy는 설치류 뇌의 깊은 피질층에 있는 세포 및 심지어 세포 내 구조를 실시간으로 시각화할 수 있는 고유한 비선형 광학 기술입니다. 이광자 현미경 이미징 실험을 수행하려면 훈련된 동물을 이동식 홈 케이지에 넣고 스토퍼를 조정하여 현미경 광학 장치가 우발적으로 손상되지 않도록 보호합니다.두개골 창의 커버 유리를 청소하여 먼지 입자를 제거합니다. 커버 유리에 침수 액체를 떨어뜨립니다. 물은 빠르게 증발하기 때문에 점액을 사용하는 것이 좋습니다.이 플랫폼은 형광 현미경의 광시야 모드와 장거리 통과 방출 필터를 사용하여 일반적인 전동 광학 테이블 위에 배치할 수 있습니다. 뇌 혈관 구조를 평가하고 관심 영역을 선택합니다. 피질 혈관 구조를 머리가 고정되고 고정된 동물의 꼬리 정맥에 주입하기 위해, 70 킬로 달튼, 텍사스 레드 활용 텍스트 Tran.이 이미지 시퀀스는 이동식 홈 케이지 주위를 탐색하는 동안 행동하는 쥐의 피질에 있는 장소와 동맥의 타임랩스 기록을 보여줍니다. vessel lumen을 가로질러 그려진 선의 프로파일을 플로팅하면 vessel diameter의 변화와 개별 vessel segments의 운동성을 측정할 수 있습니다. 동맥과 정맥의 혈류 속도는 혈관 벽과 평행하게 그려진 선을 따라 선 스캔으로 측정할 수 있습니다. 벌금.뉴런 형태학의 세부 사항은 대만 프로모터 하의 뉴런 하위 집단에서 YFP를 발현하는 형질전환 마우스에서 시각화할 수 있습니다. 이 두 Zacks는 마취된 동물과 깨어 있는 동물 사이의 이미징 안정성을 비교합니다. 오른쪽 패널은 케타민 자일라진 혼합물로 마취된 동물의 수상돌기를 보여줍니다.왼쪽 패널은 이동식 주택 케이지 주위를 걷는 깨어 있는 동물의 수상돌기 이미지를 보여줍니다. 깨어 있는 동물의 개별 척추 형태는 마취된 마우스와 동일한 신뢰성과 정밀도로 분석할 수 있습니다. 동물이 달리는 동안 뇌의 변위는 일반적으로 1-1.5 마이크로 미터를 초과하지 않습니다.이러한 이동은 수평 방향으로 발생하며 매우 드물게 이미징 평면의 이동을 초래하여 모션 아티팩트의 보정이 필요하지 않습니다. 대부분의 경우, 깨어 있는 살아 있는 뇌의 신경 활동을 만성적으로 모니터링하는 능력은 신경계의 조직과 기능을 이해하는 데 필수적입니다. tie one G Camp three transgenic 마우스를 사용하여 이동식 홈 케이지에서 행동하는 깨어 있는 마우스의 자발적인 신경 활동을 이미지화합니다.이 타임 랩스 이미지 시퀀스는 신경 세포체, nites 및 axons에서 칼슘 스파이크의 대표적인 예를 보여줍니다. 내재적 신호에 기반한 광학 이미징을 사용하면 기능 영역의 공간 분포를 매핑하여 내재적 광학 이미징 실험을 수행할 수 있습니다. 훈련된 동물을 카메라 대물렌즈 아래에 위치한 가정용 케이지에 넣습니다.덮개 유리를 먼지로부터 청소하십시오. 글리세롤 한 방울을 넣고 5mm 원형 커버 슬립으로 덮습니다. 고속 카메라의 위치를 조정하십시오.반대쪽 비브라 반대편에 공기 송풍 튜브가 있는 매니퓰레이터를 놓습니다. 녹색 조명을 사용하여 선박 지도를 이미지화합니다. 피질 혈관 아래 약 400마이크로미터의 피질 깊숙이 초점을 맞춥니다.카메라 앞에 대역 통과 필터를 놓고 빨간색 조명으로 피질을 비춥니다. 마우스가 플랫폼에 최소 30분 동안 적응할 수 있도록 허용합니다. 6분 에피소드 동안 기본 활동을 기록합니다.총 6분 동안 10초마다 에어 퍼프로 비브라를 자극합니다. 이 이미지는 0.05헤르츠의 주파수에서 진동 자극에 반응하여 체성 감각 피질을 따라 전파하는 신경 활동을 보여줍니다. 단세포 전기생리학적 기록을 수행하려면 거꾸로 된 두개골 창을 이식한 훈련된 동물을 이동식 홈 케이지에 넣습니다.천천히 조심스럽게 금속 홀더에서 커버 유리를 제거합니다. 피질 완충액을 새로 고치고 지혈 탐폰으로 두개골 창에 파편을 청소합니다. 접지 전극을 피질 완충액에 놓습니다.패치 cl을 채웁니다.amp 피펫에 세포 내 용액을 넣습니다. 전동 마이크로 매니퓰레이터를 사용하여 기록 피펫에 양압을 가하고, 피펫을 피질로 깊숙이 넣고, 관심 세포와 기가 씰(giga seal) 접촉을 얻습니다. 기록 후 피펫을 제거하고 피질 완충액을 새로 고친 다음 커버 유리를 금속 홀더에 접착제로 붙여서 두개골 창을 닫습니다.공수된 가정용 케이지를 사용하면 이미징 및 전기 생리학을 학습, 재활 또는 불안 관련 행동과 같은 고전적인 행동 패러다임과 결합할 수 있습니다. 후각은 생쥐의 중요한 감각 입력이며 기억력 테스트의 자극 및 신규함에 대한 반응 평가에 사용할 수 있습니다. 습관성 후각 테스트를 수행하려면 훈련된 동물을 이동식 주택 케이지에 넣고 입양할 수 있도록 합니다.30분 동안 양면 접착 테이프를 사용하여 수돗물에 적신 깨끗한 솜 조각을 이동식 홈 케이지의 내벽에 부착합니다. 5분 후, 가정용 케이지 벽의 깨끗한 솜을 바닐라 냄새가 나는 액체에 적신 새 솜으로 교체하십시오. 바닐라 향에 5분 동안 노출되는 것을 세션 사이에 5분 간격으로 3회 반복합니다.냄새에 대한 관심 수준을 측정합니다. 동물이 목표 구역을 향하는 데 소비하는 누적 시간과 이동식 주택 케이지 이동의 총 시간을 계산합니다. 마지막 다섯 번째 세션 동안 사회적으로 중요한 냄새를 나타냅니다.새 면 어플리케이터에 이성 쥐의 소변 몇 방울을 적십니다. 신규함에 대한 반응을 평가하려면 이동식 주택 케이지를 4개의 구역으로 나눕니다. 서로 마주 보는 두 개의 면 조각을 부착합니다. 색.첫 번째 시도 동안 가정용 케이지 벽의 바깥쪽에 마커로 코딩하십시오. 깨끗한 면 두 개를 놓습니다. 그런 다음 둘 다 바닐라 1% 추출물에 담근 면으로 교체하십시오.세 번째 시도에서 바닐라 코튼을 1번 구역에 넣고 1% 바나나 추출물에 적신 면 조각을 구역에 넣습니다. 두 번째, 냄새가 없는 것에 대한 선호도를 측정합니다. 동물이 냄새가 나지 않는 곳을 마주하는 데 소비하는 시간을 다른 구역을 마주하는 누적 시간의 백분율로 계산합니다.안녕하세요, 저는 헬싱키 대학의 신경과학 센터의 수석 연구원인 레오 키로(Leo Kiro)입니다. 동영상을 재미있게 시청하고 유용하게 사용하셨기를 바랍니다. 우리는 지난 5년 동안 생체 내 현미경 검사에 대해 Twofold로 작업해 왔으며, 미학은 뇌 기능, 혈류 및 모든 것을 방해하기 때문에 일반 및 미용의 사용은 항상 큰 관심사였습니다.그리고 오늘 저는 우리가 깨어 있는 동물을 대상으로 작업하고, 안정적인 현미경 이미징 실험을 수행하고, 이전에 마취된 동물에서 얻은 결과를 검증하고 검증할 수 있게 되어 기쁩니다. 모바일 홈 케이지의 사용과 오늘 발표한 방법은 일반적으로 생체 내 연구의 관련성을 높이고 새롭고 획기적인 결과로 이어질 것이라고 확신하며 기대하고 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

절차는 뇌파, electromyogram, 그리고 뇌성 젖산 농도를 모니터링하는 동안 optogenetically 뇌성 대뇌 피질의 피라미드 뉴런의 활동을 조작하기위한 설명되어 있습니다. 사람들이 자연 수면 / 웨이크주기를 받아야 동안 실험 녹음 케이블 테 더링 마우스에 수행됩니다. Optogenetic 장비는 우리의 실험실에서 조립, 녹화 장비는 상업적으로 사용할 수 있습니다.

동시 Electroencephalography, 설치류 대뇌 피질의 젖산 농도와 Neuronal 활동 Optogenetic 조작의 실시간 측정

이 프로토콜은 경보를 발하는 쥐의 피질하 뇌 구조에서 신경 세포 활동을 모니터링하기 위한 머리 억제 메커니즘의 설계 및 외과적 이식을 설명합니다.  이 책은 병치세포 구성에서 단일 뉴런을 분리하고 해부학적 위치를 효율적으로 식별하는 절차를 설명합니다.

경고, 헤드 억제 쥐의 하위 대뇌 피질의 뇌 구조 내에서 Juxtacellular 모니터링 및 현지화 단일의 뉴런

만성 경두개 고밀도 뇌파 촬영 몽타주를 마우스에 저비용으로 제작하고 외과적으로 이식하기 위한 지침이 제공됩니다. 신호 기록, 추출 및 처리 기술도 설명됩니다.

설치류 모델에서 고밀도 뇌파 취득 낮은 비용과 오픈 소스 리소스를 사용하여

여기서는 자유롭게 움직이는 마우스에서 여러 피질 층에 걸쳐 세포 - 해상도로 대규모 Ca 2+ 영상을 수행하는 절차를 제시합니다. 이식 프리즘 프로브와 결합 된 소형 헤드 장착 현미경을 사용하여 수백 개의 활성 세포를 동시에 관찰 할 수 있습니다.

다층 피질 칼슘<sup&gt; 2+</sup&gt; 프리즘 프로브 및 소형 형광 현미경으로 자유롭게 움직이는 마우스에서 이미징

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

이 연구는 두뇌, 심전도, 근, 로컬 필드 전위의 동시 녹음 하 고 자유롭게 움직이는 쥐의 신호를 호흡 하는 방법을 소개 합니다. 이 기법을 실험 비용 절감 및 데이터 분석을 단순화, 뇌 및 말 초 기관 간의 상호 작용의 이해에 기여할 것입니다.

대뇌 피 질의 로컬 필드 전위, 심전도, 치십시오, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 리듬 호흡의 동시 녹음

여기에 제시된 프로토콜은 동시 뇌파 검사(EEG) 및 행동 평가에 대한 정보를 실시간으로 제공합니다. 우리는 이 프로토콜과 관련된 모든 단계를 신경과학의 많은 분야, 특히 학습 및 기억 분야의 연구자들에게 매력적인 솔루션으로 논의했습니다.

해마 신경 발생을 연구하기 위한 도구로서의 무선 전기생리학 및 기억 행동 테스트의 동시 모니터링

여기에 제시된 것은 깨어 있고 머리가 억제 된 마우스에서 뇌 세포의 종방향 이미징을위한 만성 두개골 창을 이식하기위한 프로토콜입니다.

깨어있는 마우스 에서 반복되는 생체 내 이미징을위한 두개골 창 이식

우리는 두 가지 등반 섬유 의존적 연관 학습 작업 중에 동물의 행동을 추적하는 단일 플랫폼을 개발했습니다. 저비용 설계는 섬유 관련 소뇌 활동을 등반하기위한 광유전학 또는 이미징 실험과 통합 할 수 있습니다.

소뇌 의존적 감각 연관 학습을 모니터링하기 위한 유연한 플랫폼

깨어 있는 머리 고정 쥐의 기능적 이미징을 위한 상세한 새로운 절차가 설명됩니다.

깨어 있는 머리 고정 쥐의 신경 영상을 위한 머리 임플란트

이 프로토콜은 자유롭게 움직이는 의식이 있는 마우스의 세포외 전기생리학적 특성을 밝히기 위해 운동 피질(MC)에서 세포외 기록 방법론을 설명하고, 관심 행동의 기저에 있는 네트워크 신경 활동을 평가하는 데 유용한 국소전위(LFP) 및 스파이크의 데이터 분석을 설명합니다.

자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록

배우세요 깨어있는 머리 고정 생쥐에서 광학 및 전기생리학 기록을 수행하는 방법을. 공기 부양 이동형 홈 케이지를 사용하여 스트레스를 최소화하고 자연스러운 행동을 유지하면서 투광자 현미경 및 페치 클램프 기록을 결합합니다.

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

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