Name: Het onderzoeken van Lokaal netwerk met behulp van Multi-Processing contact opnemen Laminar Electrode (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-09-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 40 s
Description: Leer hoe individuele neuronen en lokale veldpotentialen in verschillende corticale lagen van de primaire visuele cortex sensorische informatie coderen met behulp van multi-contact laminaire elektroden.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij danken Gij Wang voor discussies en Sorin Pojoga voor gedragsverandering training. Ondersteund door de NIH EUREKA-programma, het National Eye Institute, het Pew Scholars Program, de James S. McDonnell Foundation (VD), en een NIH Vision Training Grant (BJH).

<ol><li>Hubel, D. H., Wiesel, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptive+fields+and+functional+architecture+of+monkey+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex.</a> J Physiol. 195, 215-243 (1968).</li>
<li>Mountcastle, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modality+and+topographic+properties+of+single+neurons+of+cat%27s+somatic+sensory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Modality and topographic properties of single neurons of cat's somatic sensory cortex.</a> J Neurophysiol. 20, 408-434 (1957).</li>
<li>Nassi, J. J., Callaway, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parallel+processing+strategies+of+the+primate+visual+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Parallel processing strategies of the primate visual system.</a> Nat Rev Neurosci. 10, 360-372 (2009).</li>
<li>Ringach, D. L., Hawken, M. J., Shapley, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+orientation+tuning+in+macaque+primary+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Dynamics of orientation tuning in macaque primary visual cortex.</a> Nature. 387, 281-284 (1997).</li>
<li>Martinez, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptive+field+structure+varies+with+layer+in+the+primary+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Receptive field structure varies with layer in the primary visual cortex.</a> Nat Neurosci. 8, 372-379 (2005).</li>
<li>Lakatos, P., Karmos, G., Mehta, A. D., Ulbert, I., Schroeder, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entrainment+of+neuronal+oscillations+as+a+mechanism+of+attentional+selection%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Entrainment of neuronal oscillations as a mechanism of attentional selection.</a> Science. 320, 110-113 (2008).</li>
<li>Sun, W., Dan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Layer-specific+network+oscillation+and+spatiotemporal+receptive+field+in+the+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Layer-specific network oscillation and spatiotemporal receptive field in the visual cortex.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 17986-17991 (2009).</li>
<li>Maier, A., Adams, G. K., Aura, C., Leopold, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+superficial+and+deep+laminar+domains+of+activity+in+the+visual+cortex+during+rest+and+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Systems+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Distinct superficial and deep laminar domains of activity in the visual cortex during rest and stimulation.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 4, 12-12 (2010).</li>
<li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex%3A+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomena%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena.</a> Physiol Rev. 65, 37-100 (1985).</li>
<li>Mitzdorf, U., Singer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitatory+synaptic+ensemble+properties+in+the+visual+cortex+of+the+macaque+monkey%3A+a+current+source+density+analysis+of+electrically+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Comp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Excitatory synaptic ensemble properties in the visual cortex of the macaque monkey: a current source density analysis of electrically evoked potentials.</a> J Comp Neurol. 187, 71-83 (1979).</li>
<li>Schroeder, C. E., Mehta, A. D., Givre, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+spatiotemporal+profile+of+visual+system+activation+revealed+by+current+source+density+analysis+in+the+awake+macaque%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">A spatiotemporal profile of visual system activation revealed by current source density analysis in the awake macaque.</a> Cereb Cortex. 8, 575-592 (1998).</li>
<li>Schroeder, C. E., Tenke, C. E., Givre, S. J., Arezzo, J. C., Vaughan, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Striate+cortical+contribution+to+the+surface-recorded+pattern-reversal+VEP+in+the+alert+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Striate cortical contribution to the surface-recorded pattern-reversal VEP in the alert monkey.</a> Vision Res. 31, 1143-1157 (1991).</li>
<li>Amzica, F., Steriade, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+substrates+and+laminar+profile+of+sleep+K-complex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cellular substrates and laminar profile of sleep K-complex.</a> Neuroscience. 82, 671-686 (1998).</li>
<li>Kandel, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular-synaptic+generation+of+sleep+spindles%2C+spike-and-wave+discharges%2C+and+evoked+thalamocortical+responses+in+the+neocortex+of+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cellular-synaptic generation of sleep spindles, spike-and-wave discharges, and evoked thalamocortical responses in the neocortex of the rat.</a> J Neurosci. 17, 6783-6797 (1997).</li>
<li>Sakata, S., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laminar+structure+of+spontaneous+and+sensory-evoked+population+activity+in+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Laminar structure of spontaneous and sensory-evoked population activity in auditory cortex.</a> Neuron. 64, 404-418 (2009).</li>
<li>Nicholson, C., Freeman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+current+source-density+analysis+and+determination+of+conductivity+tensor+for+anuran+cerebellum%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Theory of current source-density analysis and determination of conductivity tensor for anuran cerebellum.</a> J Neurophysiol. 38, 356-368 (1975).</li>
<li>Pettersen, K. H., Devor, A., Ulbert, I., Dale, A. M., Einevoll, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current-source+density+estimation+based+on+inversion+of+electrostatic+forward+solution%3A+effects+of+finite+extent+of+neuronal+activity+and+conductivity+discontinuities%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Current-source density estimation based on inversion of electrostatic forward solution: effects of finite extent of neuronal activity and conductivity discontinuities.</a> J Neurosci Methods. 154, 116-133 (2006).</li>
<li>Vaknin, G., DiScenna, P. G., Teyler, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+for+calculating+current+source+density+%28CSD%29+analysis+without+resorting+to+recording+sites+outside+the+sampling+volume%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A method for calculating current source density (CSD) analysis without resorting to recording sites outside the sampling volume.</a> J Neurosci Methods. 24, 131-135 (1988).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Multi-unit opnames hebben een standaard geworden voor het analyseren van hoe de neurale netwerken in de cortex stimulus informatie te coderen. Gezien de recente ontwikkelingen in de elektrode-technologie, de uitvoering van de laminaire elektroden maakt een ongekende karakterisering van de lokale corticale circuits. Hoewel de multi-elektrode opnames bieden nuttige informatie over de neurale populatiedynamiek, meerdere laminaire elektroden kunnen hogere resolutie en meer informatie over de specifieke locatie van neuronen....

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van de apparatuur </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogus nummer </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> Nan microdrive systeem </td><td> Nan Instrumenten </td><td> NAN-S4 </td><td> Figuur 2. Aangepaste klemmen zijn nodig om de U-Probe gebruiken. Alles wat vermeld met uitzondering van de U-Probe wordt verzorgd door NAN instrumenten. </td></tr><tr><td> Schroef microdrives </td><td> MIT Machine winkel </td><td></td><td> Alles wat in staat is om een ​​gids buis vast aan de NAN netwerk moet geschikt zijn. </td></tr><tr><td> Roestvrij Staal geleidebuizen </td><td> Kleine onderdelen </td><td> B00137QHNS (1) of B00137QHO2 (5) </td><td> Deze zijn 60 in lang en op maat gesneden in het laboratorium met behulp van een Dremel handboor </td></tr><tr><td> Plexon U-Probe </td><td> Plexon, Inc </td><td> PLX-UP-16-25ED-100-SE-360-25T-500 </td><td> Zie U-Probe specificaties beschikbaar op <a href="www.plexon.com">www.plexon.com</a> Zie ook figuur 1. </td></tr></tbody></table> Tabel 1. Hardware. <table border="1"><tbody><tr><td> Naam van de Software </td><td> Vennootschap </td><td> Website </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> NAN-software </td><td> NAN </td><td> <a href="http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm">http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm</a> </td><td> Computer-interface vereist een extra seriële poort te bieden aan de Plexon systeem en de NAN hardware </td></tr><tr><td> Offline Sorter, FPAlign, PlexUtil, MATLAB-programma&#39;s </td><td> Plexon </td><td> <a href="http://www.plexon.com/downloads.html#Software">http://www.plexon.com/downloads.html # Software</a> </td><td> Onder &#39;Installatie pakketten&#39; </td></tr><tr><td> NeuroExplorer </td><td> NeuroExplorer </td><td> <a href="http://www.neuroexplorer.com/">http://www.neuroexplorer.com/</a> </td><td> Onder &#39;Resources&#39; </td></tr><tr><td> CSDplotter Versie 0.1.1 </td><td> Klas H. Petterson </td><td> <a href="http://arken.umb.no/~klaspe/user_guide.pdf">http://arken.umb.no/ ~ klaspe / user_guide.pdf</a> </td><td></td></tr></tbody></table> Tabel 2. Software.

het onderzoeken van lokaal netwerk met behulp van multi-processing contact opnemen laminar electrode

Examining Local Network Processing using Multi-contact Laminar Electrode Recording

Corticale lagen zijn alomtegenwoordig structuren in heel neocortex 1-4 ​​die bestaan ​​uit zeer terugkerende lokale netwerken. In de afgelopen jaren is aanzienlijke vooruitgang geboekt in onze kennis van de verschillen in respons eigenschappen van de neuronen in de verschillende corticale lagen 5-8, maar er is nog veel linker om te leren over de vraag of en hoe neuronale populaties informatie te coderen in een laminaire-specifieke manier. Bestaande multi-elektrode-array technieken, maar informatief voor het meten van de reacties over vele millimeters van corticale de ruimte langs het corticale oppervlak, zijn niet geschikt om het probleem van de laminaire corticale circuits aanpak. Hier presenteren we onze methode voor het opzetten en het opnemen van individuele neuronen en de lokale veld potentialen (LFP&#39;s) over corticale lagen van de primaire visuele cortex (V1) gebruik te maken van multi-contact laminaire elektroden (figuur 1; Plextrode U-Probe, Plexon Inc). Onder meer de methoden zijn opname-apparaat de bouw, de identificatie van corticale lagen, en de identificatie van receptieve velden van de individuele neuronen. Het identificeren van corticale lagen, meten we de opgewekte reacties potentials (ERP) van de LFP tijdreeksen met behulp van full-field flitste stimuli. Vervolgens hebben we voeren current-source dichtheid (CSD) analyse om de polariteit inversie vergezeld van de sink-source configuratie aan de basis van laag 4 (de wastafel is in layer 4, later aangeduid als granulaire laag 9-12) te identificeren. Huidige-source dichtheid is nuttig omdat het een index van de locatie, richting, en de dichtheid van transmembraan stroom, waardoor we nauwkeurig te positioneren elektroden op te nemen van alle lagen in een penetratie 6, 11, 12.

Een fundamenteel probleem in ons begrip van corticale circuit is hoe netwerken in verschillende corticale lagen coderen zintuiglijke informatie. We beschrijven hier elektrofysiologische technieken gebruik te maken van multi-contact laminaire elektroden voor single-eenheden en lokale veld mogelijkheden en de huidige analyses opnemen corticale lagen te identificeren.

Het onderzoeken van Lokaal netwerk met behulp van Multi-Processing contact opnemen Laminar Electrode

Corticale lagen zijn overal voorkomende structuren in de neocortex1-4 die bestaan uit sterk recurrente lokale netwerken. In recente jaren is er aanzienlijke vooruitgang ...

Het algemene doel van deze procedure is om de methodologie te beschrijven waarmee we kunnen onderzoeken hoe individuele neuronen en lokale veldpotentialen in verschillende corticale lagen van de primaire visuele cortex sensorische informatie coderen. De procedure begint met een beschrijving van de constructie van het computergestuurde micro-drive-systeem en het gebruik van een multicontact laminaire elektrode voor de registratie in de primaire visuele cortex.De volgende stap is het uitvoeren van een paradigma voor opgeroepen respons-potentialen nadat de elektrode naar het doeltarget in de hersenen is voortgebracht. Vervolgens wordt een analyse van de huidige bronconcentratie gebruikt om de corticale lagen te identificeren op basis van de polariteitsomkering, vergezeld door de sync-bronconfiguratie. De laatste stap van de procedure is het uitvoeren van receptive field mapping en het analyseren van de verschillen in neurale activiteit als reactie op visuele stimulatie.Uiteindelijk kunnen resultaten worden behaald die laagspecifieke veranderingen in de codering van sensorische informatie aantonen. Hallo, mijn naam is Sarah Eagleman en ik ben een promovendus aan de University of Texas Medical School in Houston. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals multi-elektrodenarrays, is dat de U-probe neurale activiteit over vele millimeters van de cortex gelijktijdig kan registreren in één enkele penetratie.Hoi, mijn naam is Brian Hansen. Ik ben een promovendus aan de University of Texas Medical School in Houston. Deze methode kan belangrijke vragen in het veld van de neurowetenschappen beantwoorden door te onderzoeken of en hoe informatie op een laminaire specifieke manier wordt verwerkt.Om eerst de aandrijfunit van de naamselektrode te construeren, verzamelt u de benodigde instrumenten en onderdelen, waaronder de geleidingsbuizen, de geleidingsdraad, een complete Dremel, een set naamstelsels en onderdelen, en de U-sonde. Meet de geleidingsbuizen zodanig dat ze, wanneer ze aan het opnameapparaat zijn bevestigd, lang genoeg zijn om op de dura te rusten zonder deze te beschadigen. Meet vervolgens de diepte van de opnamekamer en snijd de geleidingsbuizen op de gemeten lengte van ongeveer vijf tot zeven centimeter.Zorg ervoor dat er geen metaalfragmenten in de buis terechtkomen. Gebruik een stijve draad die kleiner is dan de binnendiameter van de geleidingsbuis om eventuele metaalfragmenten uit de buis te verwijderen. Plaats vervolgens het naamrooster in de naamvoet.Draai de klemvijs en de rastervijs aan. Identificeer vervolgens het opnamegebied van interesse en positioneer de micro-aansturingstorens boven dat gebied. Nadat het gebied van interesse is geïdentificeerd, wordt de geleidingsbuis door de onderkant van het raster geschoven totdat deze ongeveer één tot twee millimeter buiten de naamkamer bevindt.Stel vervolgens twee klemmen samen op elke NA-micro-aandrijvertoren. Een motor drijft de bovenste klem aan, terwijl de onderste klem ofwel vastgezet of losgelaten kan worden. De bovenste klem is bevestigd aan de verstevigingsbuis van de U-sonde.Bevestig de onderste klem aan de geleidingsbuis en breng een kleine hoeveelheid secondelijm aan om de geleidingsbuis op zijn plaats te fixeren. De twee klemmen zorgen voor stabiliteit en precisie van het systeem. Lijn de punt van de U-probe zorgvuldig uit met de bovenkant van de geleidingsbuis en schuif de U-probe door de geleidingsbuis totdat de toren aan de hoofdbasis kan worden bevestigd.Stel de positie van de toren af met de duimschroef, zodat er geen extra spanning op de U-probe of de geleidingsbuis komt te staan. Plaats het name-systeem op de cilinderbasis en verbind de motorkabels met de overeenkomstige torens. Indien er meerdere torens worden gebruikt, worden kleurgecodeerde kabelbinders gebruikt om onderscheid te maken tussen de motorkabels en de torens. Gebruik het name-softwareprogramma om de U-probe naar voren te laten bewegen, hetzij door een doelpositie in te stellen waardoor de U-probe automatisch naar die locatie beweegt, of door op de interface van de name-software te klikken. Beweeg de U-probe zodanig dat er minimaal 10 millimeters van de tip door de geleidingsbuis voorbij het uiteinde van de name-kamer steekt.Steriliseer de U-probe door deze 20 tot 30 minuten in een metro side geactiveerde aldehydeloplossing te plaatsen vóór het bevestigen van de name-basis aan de geïmplanteerde registratiekamer. Spoel daarna de U-probe en de name-basis af met steriel water nul. De name-software locaties worden bepaald door de U-probe terug te trekken zodat de punt zich net binnen de geleidingsbuis in de name-software bevindt.Klik op 'zero all positions'. Bevestig de naamplaat aan de geïmplanteerde registratiekamer en draai alle vier de schroeven vast. Richt de plaat vervolgens uit aan de hand van een pen aan de zijkant van de registratiekamer.Draai alle vier de schroeven opnieuw vast en zorg ervoor dat de naamplaat stevig aan de registratiekamer is bevestigd. Ter voorbereiding op de verdere registratie wordt de U-sonde geaard en als zwevend beschouwd volgens de instructies voor aarding en referentie. Dit wordt bereikt door de verbonden draad te plaatsen.Op de onderste connectoren worden de headstages bevestigd aan de U-probe-connector, waarna de versterkerkabels worden aangesloten en geaard. De U-probe wordt initieel snel en krachtig ongeveer één tot twee millimeter naar voren bewogen. Stel de snelheidsparameter in op een bereik van 0,1 tot 0,2 mm/s en de dieptestap op 0,2 tot 0,3 mm.Deze waarden zorgen ervoor dat de U-probe de dura schoon kan doorprikken en vormen een belangrijke eerste stap bij de registratie. Zodra de dura is gepenetreerd, wordt de snelheid verlaagd naar 0,50 tot 0,1 millimeter per seconde en de stapdiepte verlaagd naar 0,5 tot 0,1 millimeter. Het doel is om de U-probe zo soepel en langzaam mogelijk te laten vorderen, zodat er geen weefsel beschadigd raakt.Een van de aanwijzingen dat de probe het brein is binnengegaan, is een verandering in de amplitude van de LFP, gepaard gaande met een afname van het ruisniveau; om te verifiëren dat de elektrode alle corticale lagen beslaat, wordt de verandering in amplitude gemeten in reactie op een full-field white flash-stimulus. De veranderingen in de LFP-amplitude over de tijd vormen de basis voor de analyse van het geëvoceerde responspotentiaal. Deze analyse biedt de grondslag voor het identificeren van de corticale lagen.Meet het opgeroepen responspotentiaal tijdens een passieve fixatietaak terwijl het subject wordt blootgesteld aan een volledig zwart scherm dat gedurende 100 milliseconden wit flitst en daarna weer zwart wordt. Deze sequentie vormt één trial, die 200 keer wordt herhaald. De plex op de multichannel acquisition processor slaat alle continue datasignalen direct op de opnamecomputer op via een National Instruments PCI-bord.Nadat de gegevens zijn opgeslagen, begint de verwerking van de signalen voor de analyse van de stroombrondichtheid. Gebruik de door Plex verstrekte softwarecorrectie FP align om de tijdsvertragingen in de LFP-signalen te corrigeren die zijn veroorzaakt door de filters in de kopstages en de voorversterkerkaarten. Op dit punt worden de gegevens met neuro explorer overgebracht naar MATLAB.Elk LFP-kanaal wordt gefilterd met standaard hoog- en laagdoorlaatfilters met afsnijfrequenties van 0,5 hertz en 100 hertz. Nadat elk elektrodecontact is gefilterd, wordt elke trial geïdentificeerd en wordt er over de trials gemiddeld om de gemiddelde LFP-tijdreeks voor elk elektrodecontact te verkrijgen. Organiseer vervolgens elk contact in een matrix met de LFP-amplitude als functie van de tijd en start de ICSD-toolbox in MATLAB door CSD plotter in de workspace te typen. Aangezien de bemonsteringsfrequentie van de continue gegevens één kilohertz is, wordt de DT-parameter ingesteld op één milliseconde.Stel vervolgens de waarde voor de corticale geleidbaarheid in op 0,4 Siemens per meter, wat de huidige bronintensiteit benadert in eenheden van nano peers per kubieke millimeter, en wijzig de positie van de elektroden als een vector van 0,1 met een stap van 0,1 tot 1,6, wat het totale aantal contacten is. Wanneer alle parameters zijn ingevoerd, klikt u op run this. Bekijk het CSD-profiel in de CSD-plotterinterface en plak dit in een nieuwe figuur.Algemene functies in MATLAB, zoals image SC, kunnen worden gebruikt om het laagprofiel te plotten, en diverse gladmakingsalgoritmen en normalisatieroutines kunnen worden toegepast voor het representeren van de CSD-gegevens en het vergelijken van de laagidentificatie over uren en sessies heen. Om eerst de polariteitsomkering te identificeren die gepaard gaat met de sink-source-configuratie aan de basis van laag vier, moet de aanwezigheid van een primaire sink in de granulaire laag worden geverifieerd. Lokaliseer met behulp van het laminaire CSD-profiel de door de sink gedreven negatieve polariteit in de CSD-plot.Bereken vervolgens het zwaartepunt van de granulaire sink. Uit de analyse wordt een OID verkregen die bestaat uit het contactnummer en het tijdstip waarop de sync het grootst was. Het contact met de syn Centro dient als referentie voor de granulaire laag op nul micrometer.Analyseer alle contacten boven en onder de referentie en groepeer deze in een van de drie mogelijke lagen. Supra-, granulaire en infra-granulaire contacten valideren de granulaire sink door de elektrodeposities te husselen, waarbij het tijdsdomein ongewijzigd blijft. Na het husselen berekent de CSD-matrix de OID-analyse.Opnieuw zou het willekeurig husselen van het elektrodecontact als functie van de corticale diepte elke laminaire specificiteit moeten vernietigen. Om receptieve velden te vinden, begint men met het presenteren van een reverse-correlatiestimulus op de monitor waar de receptieve velden zich mogelijk bevinden. De stimulus bestaat uit vier oriëntatiegradaties bij 45 0 90 en 135 graden.Voer een clusteranalyse uit op de vuursnelheidskaarten om het receptieve veld te lokaliseren. Bereken eerst de locaties van de maximale vuursnelheid en hun centroïde voor elke tijdvertraging. Bereken vervolgens de afstanden tussen de Centro en deze locaties van de maximale vuursnelheid.Bereken voor elk neuron onafhankelijk mappen van de vuursnelheden op elke ruimtelijke locatie voor geleidingsvertragingen tussen 40 en 120 milliseconden met intervallen van vijf milliseconden. Bepaal de totale afstand tussen de OID en de omringende punten met de maximale vuursnelheid bij alle tijdsvertragingen. Het receptieve veld bevindt zich bij de tijdsvertraging die deze afstand minimaliseert.Zodra er voor elke cel een receptief veld is gevonden, wordt een reverse correlation-stimulus gepresenteerd die groter is dan alle locaties van de receptieve velden en die alle receptieve velden in de geregistreerde populatie overlapt. Een real-time plot van de vuursnelheid kan worden gebruikt om te bepalen of de juiste locaties van de receptieve velden zijn geïdentificeerd. Sorteer tot slot de spike-golfvormen met behulp van het offline sorteerprogramma van Plexon, dat golfvormclustering implementeert op basis van parameters zoals de hoofdcomponenten van de spike, breedte en eigenschappen van dalen en pieken.Zorg ervoor dat signaaleenheden die abrupte veranderingen in responsen vertonen worden verwijderd en behoud alleen eenheden met stabiele vuursnelheden voor de hier getoonde verdere analyse. Als voorbeeld om de CSD-analyse bij het lokaliseren van corticale lagen over de corticale diepte als functie van de tijd te illustreren: de positie van de supergranulaire, granulaire en infragranulaire lagen blijft stabiel, zelfs vier uur nadat de opnamesessie is begonnen. De CSD-sporen representeren het gemiddelde van de contacten die aan een specifieke laag zijn toegewezen.In dit voorbeeld vertoont de granulaire laag een duidelijke afname in CSD-amplitude bij ongeveer 50 milliseconden. Een andere kritische analyse bij het gebruik van de laminaire elektrode is het nauwkeurig identificeren en lokaliseren van het receptieve veld van de neuronen. De oorsprong van deze plots is het fixatiepunt, een kleine witte cirkel die centraal op een zwart computerscherm wordt weergegeven.De kleur in deze plots representeert de vuursnelheid van elk neuron als reactie op een dynamische reverse correlation stimulus. Deze figuur toont twee voorbeelden van spike-golfvormen die op hetzelfde kanaal zijn geïsoleerd. De clusteranalyse is uitgevoerd met behulp van principal component analysis en spike-golfvormkenmerken.De gemiddelde spike-wave-vormen zijn weergegeven met een doorgetrokken lijn. Standaarddeviaties zijn weergegeven met een stippellijn. Bij het uitvoeren van deze procedures is het belangrijk om te onthouden dat de elektrode voorzichtig moet worden voortgeduwd en dat er voldoende tijd moet worden gegeven zodat de hersenen na het voortduwen voldoende kunnen stabiliseren.We beginnen doorgaans met opnemen ongeveer 30 tot 45 minuten na de laatste advance bij het volgen van deze procedure. Andere spectrale technieken, zoals LFP-vermogen en spike-veld-synchronisatie, kunnen worden gebruikt om de netwerkstructuur binnen en tussen corticale lagen te bestuderen.

examining-local-network-processing-using-multi-contact-laminar

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

We tonen variaties van de extracellulaire multi-unit opname techniek om geur-reacties van de consument te karakteriseren in de eerste drie fasen van de ongewervelde olfactorische pad. Deze technieken kunnen gemakkelijk worden aangepast aan ensemble activiteit onderzocht andere neurale systemen.

Multi-unit Opname Methoden om neurale activiteit karakteriseren in de Locust (<em&gt; Schistocerca Americana</em&gt;) Olfactorische Circuits

Multi-elektrode patch-clamp vormen een complexe taak. Hier laten we zien hoe, door het automatiseren van veel van de experimentele stappen is het mogelijk om het proces dat tot kwalitatieve verbetering van de prestaties en het aantal opnamen versnellen.

Een Computer-assisted Multi-elektrode Patch-clamp System

Verschillende elektrode coatings invloed neurale opname prestaties door veranderingen in elektrochemische, chemische en mechanische eigenschappen. Vergelijking van elektroden in vitro is relatief eenvoudig, maar vergelijken in vivo reactie wordt typisch gecompliceerd door variaties in elektrode / neuron afstand en tussen dieren. Dit artikel geeft een robuuste methode om neurale registrerende elektroden vergelijken.

Een methode voor het systematisch Elektrochemische en elektrofysiologische evaluatie van neurale registrerende elektroden

Gesloten-lus protocollen worden steeds gebruikelijker in de moderne elektrofysiologie. We presenteren een eenvoudige, veelzijdige en goedkope manier om complexe elektrofysiologische protocollen uit te voeren in corticale piramidale neuronen in vitro, met behulp van een desktopcomputer en een digitale acquisitiekaart.

Real-time Electrofysiologie: Met behulp van Closed-loop protocollen bij Probe Neuronale Dynamics and Beyond

Een eenvoudige en nieuwe techniek voor het registreren van afferent ontlading als gevolg van mechanische stimulatie van lancetvormige uiteinden van palissade-uiteinden die muisorenhuid-haarzakjes innerveren, wordt gepresenteerd.

Gecombineerde Registratie van mechanisch gestimuleerde Afferente Output en Nerve Terminal Etikettering Mouse haarfollikel Lanceolate Endings

Dit protocol beschrijft een eenvoudige methode voor gelijktijdige opname van co gelokaliseerde elektro-encefalografie (EEG) en multi-laminaire lokale veld potentieel in een narcose rat. Een burr gat geboord in de schedel voor het inbrengen van een micro-elektrode is aangetoond dat het te verwaarlozen vervorming van het EEG signaal veroorzaken.

Gelijktijdige opname van elektro-encefalografie mede gelokaliseerde en lokale veld potentieel in knaagdier

Dit protocol heeft tot doel om aan te tonen hoe te in vitro micro-elektrode-arrays combineren met microfluidic apparaten voor het bestuderen van de actiepotentiaal transmissie in neuronale culturen. Data-analyse, namelijk de opsporing en karakterisering van teeltmateriaal van de actie potentieel, is uitgevoerd met behulp van een nieuwe geavanceerde, nog gebruikersvriendelijk en vrij beschikbaar zijn, computationele gereedschap.

Interfacing Microfluidics met micro-elektrode Arrays voor het bestuderen van de neuronale communicatie- en axonale signaal vermeerdering

Het gecombineerde gebruik van micro-elektrode array-technologie en 4-aminopyridine-geïnduceerde chemische stimulatie voor het onderzoeken van nociceptieve activiteit op netwerkniveau in de dorsale hoorn van het ruggenmerg wordt geschetst.

Netwerkactiviteit opnemen in spinale nociceptieve circuits met behulp van micro-elektrodearrays

Het huidige protocol beschrijft de constructie van op maat gemaakte micro-elektrode arrays om lokale veldpotentialen in vivo van meerdere hersenstructuren tegelijkertijd vast te leggen.

Constructie van lokale veldpotentiaal micro-elektroden voor in vivo opnames van meerdere hersenstructuren tegelijkertijd

Op maat gemaakte micro-drives maken het mogelijk om corticale opnameplaatsen op submillimeters te richten met lineaire siliciumarrays.

Elektrofysiologie van laminaire corticale activiteit in het zijdeaapje

Hier presenteren we twee protocollen voor de registratie van micro-elektrocorticografie met hoge dichtheid (μEcoG) bij ratten en muizen, inclusief chirurgische, implantatie- en registratiemethoden. μECoG-opnames worden uitgevoerd in combinatie met laminaire polytrode-opname in de auditieve cortex van de rat of met optogenetische manipulatie van neurale activiteit in de somatosensorische cortex van de muis.

Multischaalonderzoek van corticale verwerking door integratie van laminaire polytrodes en optogenetica met micro-elektrocorticografie bij knaagdieren

Leer hoe individuele neuronen en lokale veldpotentialen in verschillende corticale lagen van de primaire visuele cortex sensorische informatie coderen met behulp van multi-contact laminaire elektroden.

Het onderzoeken van Lokaal netwerk met behulp van Multi-Processing contact opnemen Laminar Electrode

Meer video's verkennen