Name: 단일 단위 기록을 사용 하 여 원숭이 등 Visual 스트림에 개체 표현을 조사 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-01T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: 학습하세요 원숭이의 단일 단위 기록을 이용한 시각-운동 통합 연구 방법을. 실제 물체 파지 과제와 2D 이미지 자극을 통해 후두-전두엽 뉴런의 물체 선택성을 분석하고 신경 표상의 시각에서 운동으로의 전환 메커니즘을 규명합니다.

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우리 기술 및 관리 지원에 대 한이 네즈 Puttemans, 마크 드 Paep, 사라 드 Pril, Wouter Depuydt, Astrid Hermans, Piet Kayenbergh, 게리 Meulemans, 크리스토프 Ulens, 및 스 Verstraeten 감사합니다.

모든 기술적인 절차 관리 및 실험 동물의 사용 및 EU 지침 2010/63/EU에 대 한 국립 연구소의 건강의 안내에 따라 수행 했다 고 구 루벤의 윤리 위원회에 의해 승인 했다.
1. 일반 깨어 행동 원숭이에 Extracellular 녹음 방법
<ol><li>특정 연구 문제를 해결 하는 데 필요한 시각 및 모터 작업을 수행 하는 동물을 훈련. 동물 신경을 광범위 하 게 테스트 하 고 신경 응답 (그림 2-3)를 운전 하는 특징의 더 나은 이해를 얻을 같은 녹음 세션 작업 간에 유연 하 게 전환할 수 있는지 확인 합니다.<ol>
<li>동물 (VGG; '빛'에서 파악)를 파악 하는 Visually-Guided에 기차는 visuomotor의 구성 요소는 응답을 평가 하. 참고: 독립적으로 선택 하는 작업에서 점차적으로 제한 하지 액체 섭취 훈련 단계를 시작 하기 전에 적어도 3 일.<ol>
<li>실험 세션의 전체 기간에 대 한 원숭이 머리를 제 지.</li>
			<li>첫 번째 세션에서 손을 contralateral 휴식 위치에서 녹음 실로 누른 도움이 도달 하 고 파악 개체, 각 시도 후 수동 보상을 주는 동물.</li>
			<li>각 시험의 끝에 휴식 위치에 다시 원숭이 손을 놓습니다.</li>
			<li>모든 몇 가지 실험은 원숭이의 손을 놓고 동물 시작 자발적 움직임을 관찰 하는 몇 초.</li>
			<li>원숭이 개체를 향해에 도달할 때마다 수동 보상을 적용 합니다.</li>
			<li>언제 도달 단계 제대로 획득, 동물 (또는 풀) 개체와 보상을 수동으로.</li>
			<li>1.1.1.4와 1.1.1.5, 원숭이 손 놓고 동물 시작 자발적 움직임을 관찰 하는 몇 초 기다립니다. 운동 제대로 수행 될 때마다 보상을 제공 합니다.</li>
			<li>도달 수정, 위치, 및 절차 동안 필요한 만큼 여러 번으로 손목 방향 손.</li>
			<li>동물 순서를 자동으로 수행 될 때까지 위의 단계를 반복 합니다.</li>
			<li>자동 작업 로드. 동물 되 면 미리 정해진된 시간에 대 한 도달 범위 및 손 움직임을 수행할 때 자동으로 보상 됩니다.</li>
			<li>점차적으로 개체의 처리 시간을 증가.</li>
			<li>개체의 기지에 고정 포인트 프로젝트 레이저를 소개 합니다. 다음 모니터는 개체-에--파악 주위 눈 위치 눈 추적기를 추가 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>동물에 Memory-Guided 파악 (MGG) 자극의 시각적 구성 요소에 의해 영향을 받지 않습니다 응답의 구성 요소를 모터에 기차.<ol>
<li>원숭이 머리를 제 지.</li>
			<li>VGG 동물 전자 정의 된 창 내에서 작업 하는 동안 레이저에 고정 유지 확인에 대 한 설명 하는 동일한 단계를 따릅니다. 작업의이 버전에 대 한 빛의 고정 기간 끝에 터 지 면.</li>
		</ol>
</li>
		<li>시각적인 응답 및 모양 선택 주소 수동 고정에 원숭이 훈련.<ol>
<li>원숭이 머리를 제 지.</li>
			<li>(3D 자극 수동 고정) CRT 또는 LCD 모니터 (수동 고정 2D 자극의)를 사용 하 여 원숭이를 시각적 자극을 제시.</li>
			<li>시각적 자극에 화면 중앙에 고정 자리를 제시.</li>
			<li>자극의 각 프레 젠 테이 션 후 동물을 보상 하 고 고정 기간 작업의 표준에 도달 될 때까지 점차적으로 증가.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>수술, 커튼, 가운, 살 균 도구를 사용 하 여 수행 합니다.<ol>
<li>동물 마 취 제와 anesthetize (15 mg/kg, 피하)와 medetomidine 염 산 염 (0.01-0.04 mL/kg 피하) 자극, 심장 박동, 호흡 속도 혈액에 동물의 응답을 확인 하 여 마 취를 정기적으로 확인 하 고 압력입니다.</li>
		<li>전신 마 취를 유지 (propofol 10 mg/kg/h 정 맥) tracheal 튜브로 산소를 관리 하 고. Lanolim 기반 연 고를 사용 하 여 마 취를 하는 동안 아래 눈 건조를 방지 하기 위해.</li>
		<li>0.5를 사용 하 여 진통 제공 Buprenorphine의 cc (0.3 mg/ml 정 맥). 수술 하는 동안 심장 박동의 증가, 경우 여분 복용량 시행 될 수 있습니다.</li>
		<li>MRI 호환 헤드 게시물 세라믹 나사와 아크릴 치과 이식. 엄격한 무 균 조건 하에서 모든 생존 수술을 수행 합니다. 살 균 분야의 적절 한 유지 보수, 일회용 멸 균 장갑, 마스크 및 불 임 악기를 사용 하 여.</li>
		<li>해 부 자기 공명 영상 (MRI;에 의해 유도 Horsley-Clark 좌표), 관심의 영역 위에 craniotomy를 확인 하 고 원숭이 두개골에 녹음 실 임 플 란 트. 표준 녹음 챔버를 사용 하 여 단일 단위 세포 외 녹음 또는 여러 뉴런의 동시 기록에 대 한 multielectrode 마이크로 드라이브에 대 한.</li>
		<li>수술 후, propofol 자발적인 호흡이 다시 시작 될 때까지 정 맥 관리를 중단 합니다. 의식 회복 될 때까지 동물 방치 고 완전 한 복구 후 사회 집단에서 동물을 소개 하지.</li>
		<li>수술 후 진통; 기관 수 의사에 의해 권장 하는 대로 제공 예를 들어 Meloxicam을 사용 하 여 (5 mg/ml 피하).</li>
		<li>실험을 시작 하기 전에 수술 후 6 주를 기다립니다. 두개골과 동물 개입에서 완 치가 보장을 머리 게시물의 더 나은 앵커리지 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>기록 영역 (단일 단위 세포 외 기록)에 대 한 mri 검사와 컴퓨터 단층 촬영을 사용 하 여 지역화 (CT; multielectrode 녹음에 대 한).<ol>
<li>2% 구리 황산 솔루션 유리 모 세관을 기록 표에 삽입.</li>
		<li>구조상 MRI를 수행 (슬라이스 두께: 0.6 m m).</li>
	</ol>
</li>
	<li>신경 활동의 감시.<ol>
<li>0.8-의 임피던스와 텅스텐 microelectrodes를 사용 하 여 1 m ω.</li>
		<li>23 G 스테인레스 스틸 가이드 튜브와 유압 마이크로 드라이브를 사용 하 여 경질을 통해 전극을 삽입 합니다.</li>
		<li>스파이크 차별, 증폭 및 필터링 300 및 5000 Hz 사이의 신경 활동.</li>
		<li>로컬 필드 가능성 (LFP) 녹음, 증폭 하 고 1, 170 Hz 사이 신호를 필터링 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>눈 신호 모니터링<ol>
<li>각 막 반사의 눈동자의 적절 한 이미지를 얻기 위해 동물의 눈 앞에 적외선 카메라를 조정 합니다.</li>
		<li>적외선 기반 카메라를 사용 하 여 샘플 500 Hz에서 눈동자 위치.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 조사 등 분야에서 개체 선택
<ol><li>시각 기반 쥐고 (VGG)을 수행 합니다.<ol>
<li>파악 하는 연구의 목표에 따라 설치 오른쪽 선택: 회전 목마 설치 또는 로봇 설치 (그림 3).</li>
		<li>회전 목마 설치 VGG 작업 실행:<ol>
<li>원숭이 손 시퀀스를 시작 하는 완전 한 암흑에서 휴식 위치에 기록 된 반구 contralateral 배치 하자.</li>
			<li>변수 시간 후 (intertrial 간격: 2000-3000 ms), 개체의 기지에서 빨간 레이저 (고정 포인트)를 적용 (거리: 원숭이 눈에서 28 cm). 동물 500 ms (± 2.5 °)는 전자적으로 정의 된 고정 창 그것의 시선을 유지, 위에서 개체에 광원을 밝히는.</li>
			<li>가변 지연 (ms 300-1500), 레이저 (시각적 이동 큐) 도달 하 고 휴식 위치에서 손을 들어 원숭이 지시의 디 밍 프로그램, 후 잡고 누르고 개체 변수 간격 (시간 들고: 300-900 ms).</li>
			<li>전체 시퀀스를 제대로 수행 하는 동물 때마다 주스 한 방울과 함께 그것을 보상.</li>
		</ol>
</li>
		<li>비슷한 작업 시퀀스를 사용 하 여 로봇 설치에 대 한.<ol>
<li>회전 목마 설치 서 원숭이 손을 시퀀스를 시작 하는 완전 한 암흑에서 휴식 위치에 기록 된 반구 contralateral 배치 하자.</li>
			<li>변수 시간 후 (intertrial 간격: 2000-3000 ms), 개체 (고정 지점) LED 조명 (내;에서 거리: 원숭이 눈에서 28 cm). 다시, 동물 500 ms (± 2.5 °)는 전자적으로 정의 된 고정 창 그것의 시선을 유지, 백색 광원으로 내에서 개체를 밝히는.</li>
			<li>가변 지연 (ms 300-1500), led (시각적 이동 큐) 전환, 휴식 위치 및 범위에서 손을 들어 원숭이 지시 파악 개체를 누른 가변 간격 (시간 들고: 300-900 ms).</li>
			<li>전체 시퀀스를 제대로 수행 하는 동물 때마다 주스 한 방울과 함께 그것을 보상.</li>
		</ol>
</li>
		<li>작업 하는 동안 타이밍에 특별 한 관심을 지불 하는 원숭이의 성능을 수량화 합니다. 측정값 모두 그리고 운동의 시작과 (시간 파악) 개체의 리프트 이동 신호 및 손 운동 (반응 시간)의 개시 사이 경과.</li>
	</ol></li>
	<li>메모리 기반 쥐고 (MGG; 수행 어둠 속에서 파악 '). MGG 작업을 사용 하 여 visuomotor 또는 모터 지배 신경 인지 확인. 참고: 순서는 VGG, 설명 된 것과 유사 하지만 개체가 총 어둠 속에서 파악.<ol>
<li>동일 VGG 작업, 하자 원숭이 장소 손이 기록된 반구 contralateral 시퀀스를 시작 하는 완전 한 암흑에서 휴식 위치에서.</li>
		<li>변수 시간 후 (intertrial 간격: 2000-3000 ms), 빨간색 레이저/LED (고정 포인트)을 나타내는 고정 포인트 적용 (로봇 설치;에 대 한 개체의 가운데에 회전 목마 설치에 대 한 개체의 기지에서 거리: 원숭이 눈에서 28 cm) . 동물 유지 500 ms (2.5 °) + 전자 정의 고정 창 내는 시선, 개체를 밝히는.</li>
		<li>고정된 된 시간 (400 ms), 후 빛 전환.</li>
		<li>가변 지연 후 기간 (300-1500 ms) 빛에 따라 오프셋, dim/스위치 고정 지점 (서 큐) 원숭이 손을 도달, 파악, 리프트를 지시 하 고 물체 (개최 시간: 300-900 ms).</li>
		<li>전체 시퀀스를 제대로 수행 하는 동물 때마다 보상으로 주스 한 방울을 제공 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>수동 고정을 수행. VGG 작업에 대해서는 연구의 목표에 따라 가장 적절 한 설정 (회전 목마 또는 로봇 설치)을 선택 합니다. 참고: 두 개의 다른 수동 고정 작업을 수행할 수 있습니다: (사용 하 여는 개체-에--파악 회전 목마 및 로봇 설정을) 실제 개체 및 개체의 3D/2D 이미지의 수동 고정 수동 고정.<ol>
<li>실제 개체의 수동 고정을 수행 합니다.<ol>
<li>현재 고정 포인트 (적색 레이저 개체와 로봇 설치에 적색 LED의 기지에서 예상 하는 회전 목마 설치에 대 한).</li>
			<li>만약 동물 500 ms (± 2.5 °)는 전자적으로 정의 된 고정 창 그것의 시선을 유지, 밝히는 2000 ms에 대 한 개체.</li>
			<li>동물 1000 ms에 대 한 창 내에서 시선, 경우 주스 한 방울과 함께 그것을 보상.</li>
		</ol>
</li>
		<li>개체의 3D/2D 이미지의 수동 고정을 수행 합니다.<ol>
<li>모든 시각적 자극을 제시 (8 cd/m2의 휘도)에 모니터 (1280 × 1024 픽셀의 해상도)를 사용 하 여 빠른 부패 P46-형광체 및 120 Hz에서 운영 (시 거리: 86 cm).</li>
			<li>3D 테스트에서 현재 자극 달린 디스플레이 (CRT 모니터), 왼쪽 및 오른쪽 눈 이미지를 교체해 두 ferroelectric 액정 셔터와 함께. 원숭이 눈 앞이 셔터, 60 Hz에서 찾아서 모니터의 주사율을 동기화 합니다.</li>
			<li>(고정 포인트, 0.2 ° × 0.2 °) 화면 중앙에 작은 사각형을 제시 하 여 재판을 시작 합니다. 눈 위치는 전자 정의 1 ° 평방 창 (훨씬 작은 실제 개체에 대 한 보다) 500 ms 이상 남아 있는 경우 500 밀리초의 총 시간에 대 한 화면에 시각적 자극을 제시.</li>
			<li>때 원숭이 자극 오프셋까지 안정적인 고정 유지, 주스 한 방울과 함께 그것을 보상.</li>
			<li>모양 선택의 적절 한 연구를 위해 다음과 같은 순서로 수동 고정 작업 동안 테스트의 포괄적인 배터리 2D 이미지와 함께 실행 합니다.</li>
			<li>검색 테스트를 실행 합니다. (표면 이미지; 이미지의 넓은 세트를 사용 하 여 셀의 시각적 선택 테스트 그림 4A)는 VGG에서 파악 되는 개체의 그림을 포함 하 여. 이 작업과 모든 후속 visual, 강한 응답 ('기본 이미지' 되 나.) 두 번째 이미지는 신경은 약하게 응답을 evoking 이미지 (불리 ' nonpreferred 이미지') 비교. 연구 신경 응답 개체의 이미지에도, 특정 자극 구성 요소 셀의 응답 (컨투어 테스트, 수용 필드 테스트 및 감소 테스트) 운전에 대 한 검색.</li>
			<li>윤곽선 테스트를 실행 합니다. 실제 개체 (2D 또는 3D 이미지 질감, 음영 및 관점을 포함)의 원래 표면 이미지에서 얻을 같은 자극 모양 (실루엣과 윤곽선;의 점차적으로 단순화 된 버전 그림 4B)입니다. 신경 원래 표면, 실루엣 또는 원래 모양에서 개요를 선호 여부를 결정 하기 위해 조건 당 적어도 10 타석을 수집 합니다.</li>
			<li>받아들이는 필드 (RF) 테스트를 실행 합니다. 신경의 RF, 지도 하는 디스플레이에 다른 위치에 개체의 이미지를 제시 (이 실험에서 35 위치; 3 °의 자극 크기), 중앙 시야19,20취재. 적절 한 시간에 모든 가능한 위치에 충분 한 자극 반복 수집, 자극 기간을 줄일 수 (번쩍 인된 자극, 자극 기간: 300 ms, intertrial 간격: 300 ms).</li>
			<li>감소 테스트를 실행 합니다. 최소 효과적인 모양 기능 (MESF)를 식별 하는 RF의 센터에서 컨투어 조각 감소 테스트를 실행 합니다. 각 주요 축 (그림 3B) 따라 원래 윤곽선 모양 윤곽을 자르기 하 여 포토샵에서 자극의 집합을 생성 합니다. 적어도 70% 그대로 개요 응답 하 고 그 응답8보다 크게 작은 하지 응답을 evoking 작은 모양 조각으로는 MESF 디자인.</li>
			<li>위치 종속성 (조각 선택에 자극 위치의 효과)의 더 나은 평가 대 한 두 개의 서로 다른 테스트를 실행합니다. 원래 개요 모양에서 차지 하는 위치에 있는 파편 감소 테스트를 실행 합니다. 도형의 질량 중심에서 파편 감소 테스트를 실행 합니다.</li>
			<li>이 단계에서 새로운 RF 매핑은 MESF를 사용 하 여 실행 합니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

지 스트림 연구에 포괄적인 접근 방식이 필요 행동 작업 및 visual 테스트의 주의 깊은 선택: 결합 하거나 별도로 지역의 특정 속성에 따라 시각과 쥐고 패러다임을 채택 될 수 있다.
이 문서에서는, 우리는 신경 활동 시각 및 모터 작업의 하위 집합에 대 한 응답에서 AIP와 F5p에 기록 된의 예를 제공 하지만 매우 비슷한 응답 지역 45B 등 다른 정면 지역에서 관찰 될 수 있다 및 F5a.
우리 조사 파악 하는 동안 개체의 신경 표현 두 실험 설정을 제안 합니다. 수직 회전 회전 목마와 (그림 3A) 최대 6 개의 개체가 포함 된, 우리는 원숭이를 다른 개체를 제공할 수 있습니다. 회전 회전 목마 다른 대상 개체는 (다른 모양, 크기, 볼륨, 등등에서), 다른 파악 전략 (정밀 그립 대 파워 그립) 요구의 프레 젠 테이 션을 허용 합니다.
<p c...

인간과 비 인간 영장류의 개체 파악 등 복잡 한 모터 작업 수행 능력을 공유 합니다. 이러한 작업을 성공적으로 수행 하려면 우리의 두뇌 모터 명령으로 내장 개체 속성의 변화를 완료 하는 데 필요 합니다. 이 변환은 정수 리 및 복 부 premotor 피 질1,2,3 (그림 1)에 위치한 등 대뇌 피 질의 영역의 정교한 네트워크에 의존 합니다.
원숭이 인간4,5병 변 연구, 우리 등 시각적 스트림-기본 시각 피 질에서 발생 하 고 후부 정수 리 피 질 쪽으로 이동-공간 비전 및 모터의 계획에 관여 알으십시오 작업입니다. 그러나, 스트림 등 분야의 대다수 하지 처리의 헌신. 예를 들어, 전방 intraparietal 지역 (AIP) 등 시각적 스트림의 끝 단계 분야 중 하나 파악 하는6,7,8, 하는 동안 뿐만 아니라 시각 동안 발생 하는 신경 세포의 다양 한 포함 개체7,8,,910의 검사.
AIP와 마찬가지로 지역 F5, 복 부 premotor 피 질 (PMv)에 있는 신경 세포 또한 응답 시각적 고정과 개체를 파악 하 고, 모터 동작11로 시각적 정보 변환에 대 한 중요 한 될 것입니다. 이 지역 (subsector F5a)의 앞쪽 부분 포함 신경 볼록함이 (F5c)에 위치한 subsector 신경 포함12,13, 이미지를 3 차원 (3D, 불균형 정의) 선택적으로 응답 미러 속성1,3, 발사 특징 두 때 동물 수행 또는 작업을 관찰. 마지막으로, 후부 F5 지역 (F5p) visuomotor 신경 모두 관찰에 응답의 비율이 높은와 3D 개체14,15의 파악 하는 손 관련 분야 이다. F5, 지역 45B, 옆 아치형 고 랑의 열 등 한 ramus에 있는, 또한 모양 처리16,17 에 쥐고18관련 있을 수 있습니다.
정수 리와 전 두 엽 피 질에서 개체 선택을 테스트는 도전, 때문에 이러한 신경 응답 하는 기능 및 이러한 뉴런의 수용 필드는 결정 하기가 어렵습니다. 예를 들어 신경 원뿔 하지만 접시에 응답, 어떤 기능을 이러한 개체의 운전이 선택도: 2D 윤곽선, 3 차원 구조, 깊이, 방향 또는 많은 다른 특징의 조합? 개체 고정 하 고 파악 하는 동안 응답 하는 뉴런에 대 한 중요 한 개체 기능을 확인 하려면 사용 하는 개체의 이미지와 같은 이미지의 감소 된 버전을 사용 하 여 다양 한 시각적 테스트 필요가 있다.
AIP에 F5 뉴런의 상당한 일부분 뿐만 아니라 응답 개체의 시각적 프레 젠 테이 션 뿐만 아니라 동물 grasps이 개체 (즉, 시각적 정보의 부재에서) 어둠 속에서 때. 이러한 신경 파악 될 수 없는 개체의 이미지에 응답 하지 않을 수 있습니다. 따라서, 응답의 시각과 모터 구성 요소는 밀접 하 게 연결, 어려운이 지역에서 신경 개체 표현을 조사 하. Visuomotor 신경만 실제 개체와 테스트할 수 있습니다, 이후 우리 우리가 이러한 중요 한 기능을 확인 하 고 싶다면 다른 방향에서 시야에 다른 위치에 다른 개체를 제시에 대 한 유연한 시스템 필요 신경입니다. 후자의 얻을 수 있습니다 시각적 공간에서 서로 다른 위치에 다른 개체를 제시 수 있는 로봇에 의하여.
이 문서는 parieto 정면 뉴런의 연구에 관심이 있는 연구자는 실험 가이드를 제공 하고자 합니다. 다음 섹션에서 우리는 깨어 있는 짧은 꼬리 원숭이 원숭이 (Macaca mulatta)에서 파악 하 고 시각적 개체 응답의 분석에 대 한 우리의 실험실에서 사용 되는 일반 프로토콜을 제공 합니다.

<table><tbody><tr><td>파지 로봇</td><td>GIBAS Universal Robots</td><td>UR-6-85-5-A</td> 그리퍼 회전 목마 모터 Siboni RD066/&단검<td>이 장착 된 로봇 팔</td></tr><tr><td></td><td></td><td>; 20 MV6, 35x23 F02</td><td>모터는 맞춤형 수직 캐러셀로 구현됩니다. 캐러셀을 회전할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>아이트래커</td><td>SR Research</td><td>EyeLink II</td><td>적외선 카메라 시스템 500Hz 필터에서 샘플링</td></tr><tr><td></td><td>Wavetek Rockland</td><td>852</td><td>전자 필터는 신호의 원치 않는 주파수 성분을 제거하기 위해 다양한 신호 처리 기능을 수행합니다.</td></tr><tr><td>프리앰프</td><td>BAK ELECTRONICS, INC.</td><td>A-1</td><td>모델 A-1은 입력 용량과 노이즈 픽업을 줄이고 금속 미세 전극에 대한 임피던스를 테스트할 수 있습니다</td></tr><tr><td>전극</td><td>FHC</td><td>UEWLEESE*N4G</td><td>금속 미세 전극(* = 임피던스, 연구원이 선택</td></tr>)<tr><td>CRT 모니터</td><td>Vision Research Graphics</td><td>M21L-67S01</td><td>CRT 모니터에는 120Hz 강유전체 액정 셔터에서 작동하는 고속 감쇠 P46-형광체가 장착되어</td></tr> 있습니다<tr><td>.</td><td>디스플레이 기술</td><td>FLC 셔터 패널; LV2500P-OEM</td><td>셔터는 원숭이 앞에서 60Hz로 작동하며 모니터의 수직 되돌림과 동기화됩니다.</td></tr></tbody></table>

단일 단위 기록을 사용 하 여 원숭이 등 visual 스트림에 개체 표현을 조사

Investigating Object Representations in the Macaque Dorsal Visual Stream Using Single-unit Recordings

이전 연구 parieto 정면 지역 원숭이 두뇌의 뉴런 유사한 방식으로 실제 개체, 곡선된 표면 부동 정의 및 실제 개체 (와 차이 없이)의 이미지에 대 한 높은 선택 될 수 있습니다. 복 부 영상 스트림에서 설명합니다. 또한, 시각적 개체 정보를 파악 하는 동안 손의 미리 형성 하는 등 적절 한 모터 출력 변환할 parieto 정면 지역 추정 된다. 더 나은 외피 네트워크에서 개체 선택을 특성화 하기 위해 visuomotor 변환에 관련 된 우리 제공 테스트 parieto 정면 지역에서 뉴런의 표시 개체 선택도 분석 하기 위한 배터리.

그림 5 플롯 F5p 4 개체와 테스트 영역에서 기록 하는 예제 신경의 응답:-구체와 접시-두 개의 서로 다른 크기 (6, 3 cm)에 표시 된 두 개의 서로 다른 모양. 이 특정 신경 뿐만 아니라 큰 접시 (하단 왼쪽된 패널)에 큰 영역 (최적의 자극, 위 왼쪽된 패널), 뿐만 아니라 반응 했다. 비교에서는, 더 작은 개체에 응답은 약한 (상위 및 하위 패널을 오른쪽).
그림 6 AIP에 기록 하는 예를 들어 신경 VGG와 수동 고정 하는 동안 테스트를 보여 줍니다. 이 신경은 반응 하지 (수동 고정 쥐고 작업;에 사용 되는 개체의 그림을 포함 하 여 화면에 표시 하는 개체의 2D 이미지의 시각적 프레 젠 테이 션 뿐만 아니라 (VGG 작업, 패널 A)를 ...

Parieto 정면 신경 visuomotor 변환에 관련 된의 개체 선택도 분석 하는 자세한 프로토콜 제공 됩니다.

단일 단위 기록을 사용 하 여 원숭이 등 Visual 스트림에 개체 표현을 조사

Previous studies have shown that neurons in parieto-frontal areas of the macaque brain can be highly selective for real-world objects, disparity-defined ...

이 방법은 시각 및 운동 시스템 신경 과학의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 뉴런은 물체와 물체 부분을 어떻게 인코딩합니까? 그리고 신경 표현은 시각에서 운동으로 어떻게 변화할까요?이 방법의 주요 장점은 손을 뻗고 잡는 동안 실제 물체와 디스플레이에 표시되는 물체 및 물체 부분의 이미지를 사용하여 뉴런을 연구할 수 있다는 것입니다. 이 절차를 시연하는 사람은 박사후 연구원인 Maria Romero와 제 연구실의 박사 과정 학생인 Irene Caprara입니다. 물체를 잡는 장치 앞의 실험 의자에 있는 피험자부터 시작합니다.동공과 각막 반사에 대한 적절한 이미지를 얻기 위해 피사체의 눈 앞에 있는 적외선 카메라를 조정합니다. 캐러셀 설정을 사용하여 시각적 유도 파악 작업을 실행하려면 먼저 원숭이가 기록된 반구의 반대쪽 손을 완전한 어둠 속에서 휴식 위치에 놓아 시퀀스를 시작하도록 합니다. 2, 000에서 3, 000 밀리 초의 가변 재판 간 간격 후에 적색 레이저를 물체 바닥에 고정 점으로 적용합니다.동물이 전자적으로 정의된 고정 창 내부를 500밀리초 동안 응시하는 경우 광원으로 위에서 물체를 비춥니다. 그런 다음 300에서 1, 500 밀리 초의 가변 지연 후 시각적 신호로 레이저의 디밍을 프로그래밍합니다. 원숭이에게 쉬고 있는 위치에서 손을 들어 올리고 300에서 900밀리초의 무작위 가변 간격 동안 물체를 뻗어 잡고 잡도록 지시합니다.원숭이가 전체 시퀀스를 올바르게 수행할 때마다 주스 한 방울로 보상하십시오. 캐러셀 설정에 관해서는, 원숭이가 기록된 반구의 반대쪽 손을 완전한 어둠 속에서 쉬는 위치에 놓아 시퀀스를 시작하도록 합니다. 2, 000에서 3, 000 밀리 초 후에 물체의 LED를 켭니다.다시 말하지만, 동물이 전자적으로 정의된 고정 창 내부를 계속 응시하는 경우 백색 광원으로 물체를 비춥니다. 지연 후 시각적 이동 신호로 LED를 끕니다. 다시 원숭이는 쉬고 있는 자세에서 손을 들어 올려 물체를 뻗어 잡고 잡습니다.올바른 순서가 있을 때마다 원숭이에게 주스 한 방울을 보상합니다. 추가 개체로 학습을 계속합니다. 작업 중에 소프트웨어는 이동 신호와 손 움직임이 시작되는 시점 사이의 반응 시간을 측정해야 합니다.그리고 움직임의 시작과 물체의 들어 올리기 사이의 파지 시간. 2D 작업의 경우 표준 LCD 모니터를 사용합니다. 모든 시각적 자극을 검은색 배경에 투사합니다.3D 테스트를 위해 원숭이의 눈 앞에 두 개의 강유전체 액정 셔터를 찾습니다. 3D 테스트를 위해 원숭이의 눈 앞에 두 개의 강유전체 액정 셔터를 찾습니다. 빠르게 감쇠하는 P46 형광체가 장착된 음극선관 모니터에서 왼쪽 및 오른쪽 눈 이미지를 번갈아 가며 자극을 입체적으로 표현하는 동시에 모니터의 수직 되돌림과 동기화하여 60Hz에서 셔터를 작동합니다.화면 중앙에 있는 작은 사각형을 고정 지점으로 제시하여 시험을 시작합니다. 눈의 위치가 전자적으로 정의된 1도 정사각형 창 내에 최소 500밀리초 동안 유지되는 경우 총 500밀리초 동안 화면에 시각적 자극을 표시합니다. 원숭이가 자극이 상쇄될 때까지 안정적인 고정을 유지하면 주스 한 방울로 보상합니다.형상 선택도를 연구하려면 검색 테스트로 시작하는 수동 고정 작업 중에 2D 이미지로 여러 테스트를 실행합니다. VGG에서 포착된 물체의 사진을 포함한 다양한 이미지 세트를 사용하여 세포의 시각적 선택성을 테스트합니다. 이 작업과 이후의 모든 시각적 작업에 대해 가장 강한 반응을 유발하는 이미지(선호 이미지라고 함)를 뉴런이 약하게 반응하는 두 번째 이미지(비선호 이미지라고 함)와 비교합니다.그런 다음 윤곽 테스트를 실행합니다. 실제 물체의 원본 표면 이미지에서, 동일한 자극 형상의 점진적으로 단순화된 버전을 얻을 수 있습니다. 조건별로 최소 10개의 시도를 수집합니다.뉴런이 원래 표면, 실루엣 또는 원래 모양의 윤곽을 선호하는지 여부를 확인합니다. 그런 다음 수용 필드 테스트를 실행합니다. 디스플레이의 서로 다른 위치에 있는 물체의 이미지를 표시하여 중앙 시야를 커버합니다.여기에는 3도에서 총 35개의 위치가 사용됩니다. 마지막으로, 수용 필드의 중심에 표시된 윤곽 조각으로 축소 테스트를 실행하여 최소 유효 형상 특징을 식별합니다. 최소 유효 형상 특징을 온전한 윤곽선 반응의 70% 이상인 반응을 유발하는 가장 작은 형상 조각으로 결정합니다.이 이미지는 F5p 영역에서 기록된 예시 뉴런의 반응을 보여주며, 두 가지 다른 크기로 표시된 구와 플레이트로 테스트했습니다. 이 특별한 뉴런은 큰 구체의 최적 자극뿐만 아니라 큰 판에도 반응했다. 이에 비해 더 작은 물체에 대한 반응은 더 약했습니다.다음 이미지는 전두정내 영역에 기록된 예시 뉴런의 결과를 보여주며, 시각적 유도 파악 작업과 수동 고정 중에 테스트되었습니다. 이 뉴런은 잡는 동안 반응했습니다. 뉴런은 또한 잡기 작업에 사용된 물체의 사진을 포함하여 물체의 2D 이미지의 시각적 표현에 반응했습니다.선호되는 것은 잡는 물체가 아니라 동물이 이전에 움켜쥔 경험이 없는 또 다른 2D 그림이었습니다. 감소 테스트에서 얻은 응답의 예가 여기에 나와 있습니다. 이 예시 뉴런은 테스트에서 가장 작은 조각에 반응했습니다.이 기술을 마스터하면 올바르게 수행하면 90분 이내에 완료할 수 있습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 반응을 유도하는 중요한 특징을 결정하기 위해 물체 및 물체의 이미지로 등쪽 시각 흐름의 뉴런을 테스트하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

investigating-object-representations-macaque-dorsal-visual-stream

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

망막 신경절 세포는 눈의 작업 잠재력의 시퀀스와 뇌로 영상 정보를 전송. 여기, 우리는 하나의 신경절 세포의 활동 잠재력을 기록하는 방법을...

단일 유닛 생체내에서</em암흑의 광학 Chiasm에서> 레코딩

우리는 대규모 다중 단일 단위 기록 및 실리콘 프로브와 설치류 동물 행동은 현지 필드 가능성에 대한 방법을 설명합니다. 드라이브 제조, 드라이브 및 프로브 주입 공정에 프로브 첨부 파일은 쉽게 복제에 대한 충분한 세부 사항에 그림하고 있습니다.

설치류를 행동에 이동 가능한 실리콘 프로브에 의한 뉴런의 대규모 녹화

이 비디오는 동시 시선 추적 및 단일 뉴런 기록을 통해 표적 선택적 뉴런을 식별하는 분석을 보여줍니다. 인간 참가자는 디스플레이의 개체 배열 중에서 대상 개체를 식별하는 작업을 수행하고 안구 움직임을 추적합니다. 동시에 단일 뉴런의 발화 속도는 뇌에 이식된 전극을 통해 기록됩니다. 두 기록의 데이터는 표적 선택적 뉴런의 존재를 평가하기 위해 상관관계가 있습니다.

표적 선택적 뉴런을 식별하기 위한 동시 시선 추적 및 단일 뉴런 기록

새로운 자극 - 반응 연관성 학습 궁극적 개별 뉴런의 스파이크 출력 변화에 반영 신경 다양한 프로세스를 결합한다. 여기에서 우리는 동물, 취득 소화하고, 하나의 실험 세션 내에서 조건 반응을 재 취득하는 동안 단일 신경 세포의 활동을 지속적으로 등록을 허용하는 행동 프로토콜을 설명합니다.

자유롭게 학습의 세 단계에 걸쳐 비둘기를 이동에서 단일 신경 세포 &#39;활동 전위를 기록

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

여기에서는 깨어 있고 행동하는 원숭이의 단세포 기록 중 신경 약리학 물질의 압력 주입을 보여줍니다. 이 절차는 피질 기록 부위 바로 근처에서 약리학적 조작을 가능하게 합니다.

깨어되는 행동 원숭이 원숭이 코어 텍스에서 정보 처리의 신경 약리학 조사에 대한 압력 분사 시스템

우리는 인간에 있는 동시 눈 추적을 가진 단 하나 신경 기록을 수행하는 방법을 기술합니다. 우리는 이 방법의 유용성을 설명하고 시각적 검색의 표적을 인코딩하는 인간 내측 측두엽에서 뉴런을 얻기 위해 이 접근법을 어떻게 사용했는지 설명합니다.

인간 간질 환자에서 동시 눈 추적 및 단일 뉴런 기록

헤드 플레이트 및 단일 광자 및 이광자 현미경과 호환되는 광학 설계와 통합될 경우, 마이크로프리즘 렌즈는 머리가 고정된 상태에서의 잘 제어된 실험이나 자유롭게 움직이는 동물의 자연스러운 행동 작업을 포함하여 다양한 조건에서 수직 컬럼의 신경 반응을 측정하는 데 상당한 이점을 제공합니다.

자유롭게 움직이고 머리가 고정된 동물에서 마이크로프리즘을 사용하여 식별된 신경 집단의 장기 이미징

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여기에서는 설치류의 만성 전기 생리학을 위한 가볍고 비용 효율적인 프로브 임플란트 시스템을 소개하며, 사용 편의성, 프로브 회수율, 실험적 다양성 및 행동과의 호환성에 최적화되어 있습니다.

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여기에 제시된 비디오 분석 파이프라인은 MRI 환경 내 행동 모니터링의 문제를 극복하여 외부 신호에 대한 지시되지 않은 행동 반응을 감지할 수 있도록 합니다. 이 분석은 유발된 내부 상태 변화와 뇌 전반의 활동에 대한 보다 포괄적인 이해를 촉진할 것입니다.

전뇌 영상 중 모성 행동 반응 프로파일링(Profiling Maternal Behavior Responses During Whole-Brain Imaging

학습하세요 원숭이의 단일 단위 기록을 이용한 시각-운동 통합 연구 방법을. 실제 물체 파지 과제와 2D 이미지 자극을 통해 후두-전두엽 뉴런의 물체 선택성을 분석하고 신경 표상의 시각에서 운동으로의 전환 메커니즘을 규명합니다.

단일 단위 기록을 사용 하 여 원숭이 등 Visual 스트림에 개체 표현을 조사

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