Bouw van Microdrive Arrays voor Chronische Neurale Recordings in Awake Behaving Muizen

Eric H. Chang; Stephen A. Frattini; Sergio Robbiati; Patricio T. Huerta

doi:10.3791/50470

Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Bouw van Microdrive Arrays voor Chronische Neurale Recordings in Awake Behaving Muizen

20.9K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/50470

⸱

5 juli 2013

Eric H. Chang¹ , Stephen A. Frattini¹ , Sergio Robbiati¹ , Patricio T. Huerta¹^,²

¹Lab of Immune and Neural Networks, Feinstein Institute for Medical Research, North Shore LIJ Health System, ²Department of Molecular Medicine, Hofstra North Shore LIJ School of Medicine

In dit artikel

Samenvatting

Het ontwerp en de assemblage van microdrives in vivo elektrofysiologische opnames van hersenen signalen van de muis beschreven. Door het aanbrengen van micro-elektrode bundels aan stevige driveable dragers, deze technieken zorgen voor langdurige en stabiele neurale opnames. Het lichtgewicht ontwerp zorgt voor onbeperkte gedrags prestaties door het dier volgende station implantatie.

Samenvatting

State-of-the-art elektrofysiologische opnames van de hersenen van vrij gedragen dieren kunnen de onderzoekers om gelijktijdig te onderzoeken lokale veld potentialen (LFP's) van populaties van neuronen en actiepotentialen van individuele cellen, als het dier zich bezighoudt met experimenteel relevante taken. Chronisch geïmplanteerde microdrives zorgen voor hersenen opnames voor het laatst over periodes van enkele weken. Geminiaturiseerde drives en lichtgewicht componenten zorgen voor deze langdurige opnames te voorkomen in kleine zoogdieren, zoals muizen. Door tetrodes, bestaande uit strak gevlochten bundels van vier elektroden waarin elke draad een diameter van 12,5 urn, is het mogelijk om fysiologisch actieve neuronen isoleren oppervlakkige hersengebieden zoals de cerebrale cortex, dorsale hippocampus en subiculum, alsmede als diepere gebieden, zoals het striatum en de amygdala. Bovendien is deze techniek verzekert een stabiele, high-fidelity neurale opnames als het dier wordt uitgedaagd met een variety van gedrags-taken. Dit manuscript beschrijft een aantal technieken die zijn geoptimaliseerd voor het opnemen van de hersenen van muizen. Ten eerste, laten we zien hoe tetrodes fabriceren, laad ze in driveable buizen, en goud-plate hun tips om hun impedantie te verminderen van MQ tot kOhm bereik. Ten tweede, laten we zien hoe u een aangepaste microdrive assemblage construeren voor het dragen en verplaatsen van de tetrodes verticaal, met het gebruik van goedkope materialen. Ten derde, laten we de stappen voor het samenstellen van een in de handel verkrijgbaar microdrive (Neuralynx VersaDrive) die bedoeld is om onafhankelijk beweegbare tetrodes dragen. Tot slot presenteren we representatieve resultaten van de lokale veldpotentialen en single-unit signalen verkregen in de dorsale subiculum van muizen. Deze technieken kunnen eenvoudig worden aangepast aan verschillende typen elektrodereeksen en opnemen regelingen muizenhersenen tegemoet.

Inleiding

Het gebruik van de micro-elektrode techniek voor het opnemen van extracellulaire neurale signalen in vivo heeft een lange en gewaardeerde traditie in de neurowetenschappen ^{1, 2.} De mogelijkheid om elektrische activiteit opnemen van vele hersengebieden in vrij gedragen dieren is echter een meer recente technologie die wordt steeds vaker als de softwarepakketten voor de verwerving, analyse en discriminatie van neurale signalen wordt steeds geavanceerder en gebruiksvriendelijker ^{3, 4.} De technologische vooruitgang op het softwarematig zijn ook gepaard met verlaging van het gewicht en volume van de implanteerbare inrichtingen, die voldoende....