Het ontwikkelen van een gedragsbox voor het beoordelen van prepulsinhibitie en neurale activiteit in psychiatrische diermodellen

Summary

Dit protocol presenteert een op microcontrollers gebaseerde gedragsbox om prepulsinhibitie (PPI) te beoordelen door versnellingsgegevens te verzamelen van een sensor onder de box. Deze gegevens evalueren sensorische poorttekorten bij sociaal geïsoleerde ratten, met een toegevoegde methode voor het synchroniseren van gegevens met neuronale activiteit om neurofysiologische studies naar gedragsstoornissen vooruit te helpen.

Abstract

Nood in het vroege leven wordt erkend als een mogelijke voorloper van neurologische ontwikkelingsstoornissen. Een benadering om deze aandoening in diermodellen te onderzoeken, is sociaal isolement na het spenen. Het is aangetoond dat dit leed in het vroege leven bij knaagdieren leidt tot neurale veranderingen die vergelijkbaar zijn met die waargenomen bij patiënten met schizofrenie, waaronder een verminderd volume van de prefrontale cortex, verminderde dichtheid van de dendritische wervelkolom en verhoogde dopaminerge activiteit in het ventrale tegmentale gebied. Het prepulsinhibitieparadigma (PPI) is een gevestigde methode voor het beoordelen van sensorische poorttekorten in zowel menselijke als diermodellen. PPI verwijst naar de onderdrukking van de schrikreflex naar een sterkere akoestische stimulus (bijv. 120 dB puls) wanneer deze wordt voorafgegaan door een zwakkere akoestische pre-stimulus (bijv. 65 dB puls). Dit fenomeen wordt vaak verminderd bij psychiatrische patiënten en diermodellen van psychiatrische stoornissen. Dit artikel introduceert een protocol om een gedragsbox te bouwen voor PPI-studies, waardoor het gebruik van een toegankelijk, kosteneffectief diermodel van schizofrenie mogelijk wordt en de synchronisatie van de gedragsbox met neuronale opnames van het model (bijv. elektrofysiologische opnames). Deze op maat gemaakte gedragsbox detecteerde effectief schrikreacties en faciliteerde PPI-beoordeling met gelijktijdige neuronale registratie bij zich vrij gedragende knaagdieren die werden onderworpen aan isolatie na het spenen.

Introduction

Personen met de diagnose schizofrenie (SCZ) vertonen vaak sensomotorische stoornissen. Verminderde respons op sensorische stimulatie en moeite met het onderscheiden van relevante informatie uit diverse sensorische inputs wordt vaak gemeld bij die patiënten ^1,2. Voor gezonde personen vermindert het toedienen van een zwakkere stimulus vóór een sterkere de gebruikelijke schrikreflex naar de sterkere stimulus³. Dit fenomeen staat bekend als prepulsinhibitie (PPI) en is gebruikt om sensorische poorttekorten te onderzoeken bij patiënten met SCZ en diermodellen van SCZ⁴.

In een akoestische PPI-taak wordt een schrikreactie op een enkele sterke akoestische puls (bijv. ~120 dB) vergeleken met de schrikrespons wanneer dezelfde stimulus met een kort interval (30 tot 500) wordt voorafgegaan door een zwakkere stimulus (bijv. ~65 dB)^3,4. Bij gezonde personen wordt de schrikreactie op de pols verminderd wanneer de zwakkere voorpuls wordt gepresenteerd (in vergelijking met de schrikreactie op de enkele sterke pols alleen). Dit fenomeen is verstoord bij personen met SCZ, die minder onderdrukking van de schrikreactie vertonen, zelfs wanneer de zwakkere voorpuls wordt gepresenteerd voorafgaand aan de sterke pols 1,5,6,7,8.

Net als bij SCZ-patiënten vertonen ratten met mesolimbische dopamine-overactiviteit ook een verminderde akoestische PPI⁹, waardoor dit paradigma een nuttig hulpmiddel is om gedrags- en fysiologische veranderingen in diermodellen van schizofrenie te onderzoeken. Over het algemeen bestaat het commerciële apparaat voor PPI uit een akoestische kamer met sensoren, luidsprekers en software voor het instellen van de experimentele parameters (bijv. interpulsinterval en intensiteit van stimuli), het registreren van de schrikreactie van knaagdieren en het verwerken van de gegevens. Commerciële systemen bieden echter vaak beperkte aanpassingsmogelijkheden en zijn duur. Doe-het-zelf (DIY) benaderingen voor het bouwen van flexibele onderzoeksapparatuur zijn het vergroten van de toegang tot apparatuur en het overdragen van kennis¹⁰. Doe-het-zelf-oplossingen om sensomotorische poortmechanismen zoals PPI te bestuderen, moeten rekening houden met verschillende sleutelfactoren om effectiviteit en betrouwbaarheid te garanderen. Enkele essentiële overwegingen zijn ontwerpspecificaties, omgevings- en lichtregeling, geluidsdemping, stimulusafgiftesystemen, gedragsmeetsensoren en gegevensverzameling en -analyse.

Er zijn doe-het-zelf-oplossingen voor ^{gedragsboxen ontwikkeld} voor verschillende functies, zoals operante likexperimenten¹¹, auditieve discriminatietaken¹² en voorledemaatfunctie¹³. Hoewel verschillende doe-het-zelf-benaderingen zich richten op het volgen van video's¹⁴, vereist dit soort gegevens hoge rekenkracht om te worden geanalyseerd. Een open-source hardware- en softwareplatform kan worden gebruikt om een goedkope PPI-gedragsbox te bouwen met de flexibiliteit om op maat gemaakte experimenten 15,16,17 te testen en neuronale opnames van zich vrij gedragende dieren te synchroniseren.

Dit artikel introduceert een methode voor het ontwikkelen van een gedragsbox om PPI te beoordelen met een goedkoop platform om het post-spenen isolatierattenmodel te onderzoeken, een stressmodel in het vroege leven dat bijdraagt aan de ontwikkeling van SCZ-achtige symptomen, dat ook kan worden gebruikt met gelijktijdige elektrofysiologische hersenopnames.

Protocol

Dierproeven zijn uitgevoerd in overeenstemming met de Leidraad voor de verzorging en het gebruik van proefdieren. Dit project werd goedgekeurd door het Ethisch Comité van het CEUA Santos Dumont Institute (erkenningsnummer 04/2016). Voor PPI-testen werden 35 Wistar-ratten (3 maanden oud, 290-490 g; 19 mannetjes en 16 vrouwtjes) individueel geëvalueerd in de PPI-box. Alle 35 ratten ondergingen een protocol van isolatie na het spenen, waarbij ze individueel werden gehuisvest onder een lichtcyclus van 12/12 uur bij een temperatuur van 23 °C en een luchtvochtigheid van 70% in een gecontroleerde faciliteit met ad libitum toegang tot voedsel en water. Details van de reagentia en apparatuur die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn te vinden in de materiaaltabel.

1. PPI-doos

1. Maak een transparante acryldoos met een lengte van 25 cm, een breedte van 20 cm en een hoogte van 25 cm om een zich vrij gedragende rat met een bedrade hoofdstage te houden. Deze hoogte is belangrijk om te voorkomen dat ratten ontsnappen en om het hoofdpodium vrij en veilig te houden voor neuronale opnames.
   1. Gebruik zelfklevende rubberen pads om de acryldoos te isoleren tegen externe mechanische trillingen (bijv. laboratoriumtafel met andere apparatuur) en om de versnellingsmeter onder de doos te houden zonder fysiek contact met andere onderdelen (bijv. bank of draden).
      NOTITIE: Pas de grootte van de transparante acryldoos aan volgens de taakvereisten (bijv. muis, rat, zijdeaapje).
2. Soldeer een lintkabel (26 AWG) rechtstreeks aan de vier pingaten van een versnellingsmeterbord: VCC (spanning), GND (massa), SCL (seriële klok) en SDA (seriële gegevens). Reinig het midden van het acryl en het platte frontbord van de versnellingsmeter. Gebruik cyanoacrylaatlijm of epoxyhars om de versnellingsmeter stevig onder de acryldoos te bevestigen.
   1. Wacht tot het volledig is uitgehard (Figuur 1). Sluit de andere kant van de lintkabel als volgt aan op de microcontroller: VCC naar 3.3V, GND naar GND, SCL naar SCL (I2C SCL) en SDA naar SDA (I2C SDA). Houd de versnellingsmeter onder de doos bevestigd zonder fysiek contact met andere onderdelen (bijv. bank of draden).
      OPMERKING: Er zijn verschillende merken DYI-versnellingsmeters en microcontrollers. De grootte en het type microcontroller en versnellingsmeter zijn afhankelijk van het beoogde gebruik en de afmetingen/specificaties van de doos. Overweeg de reinigingsprocedures na elke testsessie en breng indien nodig een laag elektronische vernis aan op de soldeerverbindingen en circuits om te isoleren en te beschermen tegen onbedoelde spatten op de metalen onderdelen van de versnellingsmeter. Ter vergelijking werden de DYI-versnellingsmeter en de commerciële versnellingsmeter naast elkaar onder de doos bevestigd.
3. Maak een geluiddichte kamer met een frontale deur en randen van 80 cm met behulp van 15 mm dikke vezelplaat met gemiddelde dichtheid (MDF). Bekleed de binnenkant van de doos met akoestisch schuim. Plaats een luidspreker 20 cm boven de acryldoos op een manier dat het hoofdpodium en de kabel vrij kunnen bewegen.
   1. Sluit de audio-uitgang van de computer aan op de microcontrollerkaart (analoge ingang en GND) en de luidspreker via een commerciële audiodetector, die akoestische stimuli van de luidspreker ontvangt en TTL-gebeurtenismarkeringen (transistor-transistorlogica) genereert om gedrags- en neuronale gegevens te synchroniseren (Afbeelding 2).
      NOTITIE: Bouw een akoestische kamer volgens experimentele vereisten (houd bijvoorbeeld rekening met de behoefte aan camera's, extra licht en luidsprekers). Gebruik een weerstandsverdeler (bijv. weerstanden van 10 kΩ en 10 kΩ) om de audio van de computer buiten het analoge ingangsbereik van de microcontroller van 0-5 V te houden. Een commercieel audiodetectorapparaat ontvangt audio-invoer en verzendt TTL (Transistor-Transistor-Logic) als een stimulusbeginmarkering voor elke akoestische stimulatie die door de computer wordt verzonden (0-0.4 V wordt beschouwd als lage toestand en 2.8-5 V als hoge toestand). Over het algemeen hebben elektrofysiologische systemen vrouwelijke BNC-ingangspoorten om TTL- of analoge signalen (bijv. audiologische stimuli) te ontvangen.
4. Sluit de microcontrollerkaart aan op de computer met een USB-kabel. Open de geïntegreerde ontwikkelomgevingsoftware voor de microcontrollerkaart.
   1. Selecteer de bijbehorende microcontrollerkaart, COM-poort en baudrate. Open het bestand schets, compileer en upload de code naar het microcontrollerbord. Klik op de seriële poort van de monitor om binnenkomende gegevens te controleren. Sluit de software voor de ontwikkelomgeving.
      OPMERKING: Wanneer u de microcontrollerkaart via USB op een computer aansluit, krijgt deze een COM-poort toegewezen. Open het apparaatbeheer in het Windows-configuratiescherm en klik op Poorten (COM en LPT) om de aan de microcontroller toegewezen COM-poort (COM-nummer) te zien. Het COM-nummer moet overeenkomen met de COM-poortinstelling van de ontwikkelingssoftware. Een voorbeeld van een schets is verkrijgbaar bij https://github.com/neurodeveloperISD.
5. Plaats een digitale geluidshendelmeter op dezelfde plaats waar het dier in de doos zal zitten. Controleer het achtergrondgeluid in de kamer met de deur gesloten. Speel de akoestische stimuli af en pas het detectiebereik van de geluidsniveaumeter aan (30-80 dB of 80-130 dB) om de akoestische stimulusniveaus die door de computer worden verzonden, te kalibreren.
   OPMERKING: Volgens het experimentele protocol kunnen verschillende stimulisequenties worden gemaakt met behulp van een open-sourcetaal die de voorkeur geniet. Voor deze studie werd 68 dB witte ruis gedurende 7 minuten gepresenteerd met willekeurige voorpuls- en pulscombinaties. Exporteer het bestand als een golfbestand en de tabelvolgorde van de prepuls/puls-combinatie voor offline analyse.
6. Open een opensource-softwareprogramma van uw voorkeur om seriële poortgegevens op te halen en op te slaan. Configureer de COM-poort, de microcontrollerkaart en de baudrate. Klik op verbinden om de ruwe gegevens of grafiek te lezen. Klik op opslaan om te beginnen met het vastleggen van de gegevens van het experiment.
   OPMERKING: Er is open-source software om seriële poorten op te nemen (bijv. CoolTerm, Python) en in de handel verkrijgbaar (bijv. Matlab).
7. Voordat u een dier plaatst, moet u ervoor zorgen dat elk onderdeel (stimulusafgifte, responsdetectie) goed functioneert. Controleer de timing en volgorde van stimuli (volgens het gekozen PPI-protocol). Controleer op nauwkeurige detectie en registratie van de reacties van de versnellingsmeter.
8. Verzamel en analyseer de responsgegevens om het PPI-effect te evalueren (stap 5). Gebruik statistische hulpmiddelen om de resultaten te interpreteren en sensorisch-motorische poorttekorten te evalueren.

Figuur 1: Versnellingsmeter stevig bevestigd onder de gedragsbox. De afbeelding toont een goedkoop versnellingsmeterbord (links) en een high-end commerciële versnellingsmeter (rechts) voor gegevensvergelijkingsdoeleinden. De versnellingsmeter moet stevig aan de acryldoos zijn bevestigd en de platte kabel moet aan het acryl worden bevestigd om te voorkomen dat deze breekt als gevolg van reinigingsprocedures en veranderingen van dieren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2: Geïntegreerde gedragsbox op basis van microcontrollers. Schema van een rat in de acryldoos met een bedrade hoofdstage die is aangesloten op een elektrofysiologisch opnamesysteem voor de hersenen. Een versnellingsmeter onder de doos die is aangesloten op de microcontroller, stuurt triaxiale versnellingsmetergegevens naar de computer en krijgt stimuli triggermarkeringen voor offline gegevensverwerking. Een luidspreker speelt de achtergrond- en geluidspulsen van het geluid af, die markeringen voor de gegevens van de versnellingsmeter activeren. Een microfoon verwerft akoestische stimuli om te synchroniseren met elektrofysiologische gegevens (bijv. het verwerven van vocalisatiegedrag tijdens taken). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

2. Isolatieprocedure na het spenen bij ratten

1. Isoleer de pups van de ratten in individuele kooien onmiddellijk na het spenen (^17e tot 21e^{dag na} de geboorte) en houd ze minimaal 90 postnatale dagen geïsoleerd.
2. Voer het implantaat van de neurochirurgische micro-elektrodenarray uit na 90 postnatale dagen met behulp van vastgestelde protocollen^18,19.
3. Voer de PPI-taak uit na 7-10 dagen na de operatie (zie stap 4).

3. Chirurgische ingreep voor implantatie van de elektrode-array in de hersenen

1. Een micro-elektrode-array moet vooraf worden gesteriliseerd (in deze studie werden 32 wolfraamdraden met een diameter van 50 μm gebruikt, figuur 3A). Plaats het dier in een geïsoleerde doos met isofluraan-anesthesie (5% in 0,5 l/min Ø₂, volgens institutioneel goedgekeurde protocollen).
2. Haal het dier uit de doos en houd het onder isofluraan narcose met een anesthesieneuskegel (1% in 0,5 L/min Ø₂). Dien atropine intramusculair toe in een dosis van 0,05 mg/kg. Scheer de kop van het dier met een lamina met behulp van een antiseptische vloeistof. Dien na 5 minuten ketamine intraperitoneaal toe in een dosis van 70 mg/kg en xylazine intramusculair in een dosis van 3 mg/kg.
3. Plaats het dier op een verwarmingskussen bij 37 ± 0,2 °C in het multiaxiale stereotactische apparaat onder inhaleerbaar isofluraan (1%-5% in 0,5 L/min Ø₂). Plaats een rectale sensor om het verwarmingskussen te bedienen, samen met een rectale sensor om de PO 2-verzadiging en hartslag te controleren. Zorg ervoor dat de zuurstofverzadiging hoger is dan 95% en de hartslag tussen 200-300 slagen per minuut.
   OPMERKING: Neem deze parameters tijdens de chirurgische ingreep in acht en pas indien nodig de isofluraanconcentratie aan.
4. Breng steriel oogheelkundig glijmiddel aan op de ogen van het dier en bedek het dier met een steriel chirurgisch laken.
   OPMERKING: Voer alle volgende chirurgische ingrepen uit onder aseptische omstandigheden.
5. Open het operatieveld in het hoofdgebied van het dier en bevestig het met behulp van hechtingen (4-0) met de huid. Breng lidocaïne 20% subcutaan aan op de schedel van het dier en maak een longitudinale incisie (~1,5 cm) van de kophuid, gevolgd door het verwijderen van het calvariale periosteum. Reinig het botoppervlak met waterstofperoxide.
6. Lijn bregma en lambda uit in hetzelfde horizontale vlak voor een betere nauwkeurigheid van de craniotomie, vooral als er wordt opgenomen vanuit meerdere hersengebieden (deze studie is opgenomen in het ventrale tegmentale gebied, de amygdala, de nucleus accumbens, de hippocampus en de prefrontale cortex, figuur 3B).
7. Markeer de posities van de braamgaten met een robotboor en plaats 3 tot 4 schroeven op verdeelde locaties op de schedel op de verre locatie van de craniotomie zonder de dura mater te perforeren (Figuur 3C,D).
8. Voer een handmatige craniectomie¹⁹ uit, waarbij de omtrek van de craniotomie wordt uitgeboord met behulp van een tandartsboor op maximale snelheid voor de hersendoelen (Figuur 3E).
9. Verwijder het bot, bewaar de dura mater met steriele zoutoplossing en verwijder de dura mater.
   OPMERKING: Besteed aandacht aan het hele proces van het extraheren van de dura mater om hersenletsel te voorkomen, dat de nauwkeurigheid van de diepte in gevaar kan brengen.
10. Plaats de elektroden van de array op de craniectomieposities en beweeg langs de elektrode-array naar beneden totdat de elektroden in de diepste positie het hersenweefsel licht raken. Gebruik een draad voor elektrische aarding van de elektroden, geplaatst op het oppervlak van de schedel, gerangschikt rond de vier schroeven (Figuur 3F).
    OPMERKING: Zie de training voor neurochirurgie implanteren in diermodel¹⁹ met behulp van een alternatief onderwerp.
11. Plaats de elektroden elke 100 μm tot de doellocatie en bevestig deze met tandheelkundig cement om de connector stevig op de schedel en uit de huid te houden.
    NOTITIE: Zorg ervoor dat er geen tandcement op het hersenweefsel of in de gaatjes van de connectorpen valt.

Figuur 3: Implantaat van de micro-elektrode-array. (A) Micro-elektrode-array met 32 wolfraamdraden van 50 um voor de prelimbische en infralimbische PFC, VTA, AMY, NAcc en HIPC. (B) Rattenschedel met de hersendoelen, bregma en lambda. (C) Boorposities voor craniectomie en schroeven. (D) Schroeven ter ondersteuning van het implantaat van de micro-elektrode-array en de tekening van de craniectomie. (E) Schedelopeningen zonder dura mater. (F) Micro-elektroden die de hersenen binnendringen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

4. PPI en neuronale opnames

1. Sluit de hoofdstage heel voorzichtig aan op het connectorimplantaat op de rattenschedel.
   OPMERKING: Deze stap is cruciaal om te voorkomen dat de micropinnen van de mannelijke connector van het hoofdpodium breken of het tandacryl op de schedel beschadigen. Het dier kan in een doos met isofluraan-anesthesie (5% in 0,5 l/min Ø₂) worden geplaatst om indien nodig te helpen aansluiten. Wanneer u anesthesie gebruikt om het hoofdpodium aan te sluiten, wacht dan tot het isofluraan is weggespoeld, zodat dit het PPI-gedrag en de hersenactiviteit niet beïnvloedt.
2. Schakel het neuronale data-acquisitiesysteem in en zorg ervoor dat het gegevens van de akoestische stimuli ontvangt via de microcontroller of een TTL-generator die is aangesloten op de audiodetector of microfoon. Schakel de opensourcerecorder via de seriële poort in die eerder is ingecheckt in stap 1.6.
   OPMERKING: Afhankelijk van de laboratoriumfaciliteit kunnen deze synchronisatieprocedures verschillen.
3. Begin met het verzamelen van elektrofysiologische (piek- en lokale veldpotentiaal) en versnellingsmetergegevens met software voor het verwerven van elektrofysiologie.
   NOTITIE: Controleer de binnenkomende gegevens en pas de versterkingsinstelling aan om te voorkomen dat het signaal wordt afgekapt of dat piekgolfvormen en de piekdetectiedrempel niet worden gedetecteerd. Afhankelijk van het opnamesysteem en de geregistreerde gegevens, kan men de versterking en drempel alleen in de online modus aanpassen. Zorg ervoor dat de filterinstelling voor de laagfrequente signalen (LFP), meestal 0.5 Hz tot 100 Hz, hoogfrequente (pieken), meestal 300 Hz tot 5000 Hz, en laagfrequente ruis, meestal 50/60 Hz, correct zijn gespecificeerd om een offline analyse mogelijk te maken.
4. Stel het dier gedurende 7 minuten bloot aan wit achtergrondgeluid (~68 dB) met willekeurige presentatie van alle soorten pulsen, gedurende 10 keer elk type (Figuur 4). Figuur 4 illustreert vijf soorten pulsen die in dit protocol worden gebruikt: puls 1 (75 dB prepuls, 30 ms interval en 120 dB puls), puls 2 (85 dB prepuls, 30 ms interval en 120 dB puls), puls 3 (75 dB prepuls, 100 ms interval en 120 dB puls), puls 4 (85 dB prepuls, 100 ms interval en 120 dB puls), en puls 5 (120 dB enkele puls).
5. Schakel aan het einde van de opnamesessie de acquisitiesoftware uit en koppel de headstage-connector los.

Figuur 4: Soorten auditieve stimuli. Een geïllustreerde sessie van 7 minuten witte ruis met 5 soorten prepuls + pulscombinaties werd willekeurig gepresenteerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

5. Elektrofysiologische en gedragsanalyse

1. Importeer de ruwe gegevens met hersengegevens, versnelling en akoestische stimuli in een signaalverwerkingsplatform. Extraheer tijdperken gecentreerd op elke akoestische stimulus.
2. Normaliseer de middelen dienovereenkomstig om waarden tussen dieren te vergelijken. Gebruik de enkele puls (puls 5 in dit protocol) als maximale respons en normaliseer de reflex naar andere pulsen naar deze waarde.
3. Beschouw de schrikamplitude voor puls 5 als 100% en de andere pulsen als een functie van puls 5.
   OPMERKING: De amplitudes worden geëxtraheerd met behulp van het wortelgemiddelde kwadraat (RMS) van de drie versnellingsmeterassen (Figuur 5A) om de grootte van de schrik uit te drukken (Figuur 5B) in een reeks n waarden. De RMS is een wiskundige formule²⁰, waarbij:
   
   ax = versnellingsmeter x-as, ay = versnellingsmeter y-as, az = versnellingsmeter z-as
   t = begin van de akoestische stimulus plus 200 ms
   n = verzamelingswaarden
   Om het percentage RMS-schrik van pulsen 1 tot 4 met betrekking tot puls 5 te berekenen:
   
   _RMS-puls = RMSstartle voor de puls 1, 2, 3, 4
   RMS_pulse5 = RMSstartle voor de puls 5
4. Gebruik de TTL's die naar het neuronale data-acquisitiesysteem worden gestuurd om hersengegevens rond de akoestische stimuli en reflexreacties dienovereenkomstig te analyseren.

Figuur 5: Triaxiale versnellingsmetergegevens en RMS. (A) Illustratieve triaxiale versnellingsmeter (x-, y-, z-as (g)) gegevens werden geregistreerd gedurende 6 minuten basislijn en willekeurige witte ruis 80 PPI-stimulatie. (B) Schrik-RMS-berekening van de drie versnellingsmeterassen (x, y, z gemarkeerde grijze kolom, uitgevouwen in B). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Results

Prepulsremming toonde geen verschil voor puls 1 en 3 in vergelijking met puls 5 (alleen 120dB), maar toonde een statistisch verschil voor puls 2 en 4 (p < 0,05) (Figuur 6).

Figuur 6: Gemiddelde responsamplitudes op de auditieve stimulus in d...

Discussion

Dit protocol presenteerde een doe-het-zelf-gedragsbox om prepulsinhibitietaken te bestuderen bij zich vrij gedragende Wistar-ratten tijdens het registreren van hersengegevens (in dit voorbeeld lokaal veldpotentieel en piekactiviteit). De doos kan worden gebouwd en aangepast met componenten die vaak worden aangetroffen in neurowetenschappelijke laboratoria, waardoor hij toegankelijk en goedkoop is. Dergelijke doe-het-zelf-oplossingen zorgen ook voor meer flexibiliteit bij het ontwerpen en...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acrylic box	Op maat gemaakt		5mm dikke acrylplaat, 20 cm x 25 cm x 25 cm
Zelfklevende rubberen bumpers	Gorilla grit	MPU6050	Diameter 0,8" en hoogte 0,38". Rubberen pads om de acrylbox te stabiliseren en te isoleren van externe trillingen. De hoogte moet meer dan 5mm zijn vanwege de MPU6050 onder de box.
Arduino Uno	Arduino	ATmega328P	Arduino microcontroller board gebaseerd op de ATmega328P met 14 digitale ingang/uitgang pins, 6 analoge ingangen, en een kloksnelheid van 16 MHz.
Cedrus stim tracker (audio detector)	Cedrus	https://cedrus.com/stimtracker/index.htm	Cedrus stim tracker detecteert akoestische stimuli en stuurt TTL markers naar versnellingsmeterdata.
Cineplex Research System	Plexon	https://plexon.com/plexon-systems/cineplex-behavioral-research-system/	Opname van video van het dier gesynchroniseerd met elektrofysiologische gegevens.
Cyanoacrilaatlijm		MPU6050	Superlijm om de MPU6050 stevig onder de box te bevestigen.
Digitaal geluidsniveaumeter			Decibelmeter om de stimuliset voor het experiment te kalibreren.
IBM SPSS	SPSS (Statistical Package for the Social Sciences, USA)		IBM SPSS Statistics software platform.
Matlab	MathWorks	https://www.mathworks.com/products/matlab.html	MATLAB platform voor gegevensanalyse, algoritmeontwikkeling en modelcreatie.
Micro roestvrijstalen schroef			Brilleschroeven met een diameter van 1,2mm en een lengte van 4 mm.
Microelektrodenarray	In house op maat gemaakt		Gebruikt omnetics connector en wolfraam 50micron draden gecoat met paryleen van California Fine Wire.
Microfoon			Microfoon om akoestische stimulatie gesynchroniseerd met elektrofysiologische gegevens te verkrijgen.
MPU-6050	InvenSense	https://invensense.tdk.com/products/motion-tracking/6-axis/mpu-6050/	MPU-6050 is een 3-as gyroscoop en een 3-as versnellingsmeter
Multichannel verwervingsprocessor	Plexon	SPIKE/LFP	MAP Plexon om neuronale elektrofysiologische gegevens SPIKE/LFP en auxiliaire kanalen (microfoon, TTL markers, versnellingsmeter) te verkrijgen.
NeuroExplorer	Nex	https://www.neuroexplorer.com/	NeuroExplorer data-analyseprogramma van continu opgenomen signalen en tijdstempels (spike treinen, gedragsgebeurtenissen)
Neuroexplorer	Nex Technologie	https://www.neuroexplorer.com/	Software voor SPIKE en LFP neurofysiologische gegevensanalyse.
Offline Sorter	Plexon	https://plexon.com/products/offline-sorter/#38957t34842	Software voor offline spike-sortering.
OffLineSorter	Offline Sorter	https://plexon.com/products/offline-sorter/	Offline Sorter is een offline spike-sorteringssoftware
Rectale diergeneeskundige SpO2 sensor	KTMED	FS-03	SpO2 sensor voor kleine dieren
Ribbon kabel			Dunne ribbon kabel om MPU6050 met Arduino te verbinden.
Robotische boor	Neurostar	https://robot-stereotaxic.com/drill-injection-robot/	Robotische boor gebruikt met Neurostar stereotaxic. Kan worden vervangen door handmatige boor.
Luidspreker			Luidspreker heeft een bereik van 100 tot 40 kHz en een intensiteit tot 150 dB.
Stereotaxisch apparaat	Neurostar		Stereotaxisch gebruikt voor neurochirurgie bij knaagdieren