Name: acuut In Vivo Elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit van de Hyperdirect Pathway in verdoofde ratten (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-06-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 46 s
Description: Leer acuut in vivo elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit in de hyperdirecte pathway van verdoofde ratten. Deze methode ondersteunt onderzoek naar neuropsychiatrische ziekten.

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 de Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), KFO 247, om onze studie te financieren.

Experimentele procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de Duitse dierenwelzijnswet (laatst gewijzigd in 2014) en Europese regelgeving (2010/63 / EU). Experimenten werden goedgekeurd door de lokale dierenwelzijnsautoriteit (LaGeSo, Berlijn) en conform de lokale afdeling en internationale richtlijnen. OPMERKING: In de gepresenteerde methode worden twee modellen van elektroden gebruikt om te registreren vanuit de hyperdirecte cortico-basale ganglia-route die de primaire motorcortex (M1) verbindt met de subthalamische kern (STN) en het substantia nigra pars reticulate (SNr). Voor epiduraal elektrocorticogram (ECoG) worden opnamen van de M1 op maat gemaakte laagimpedantie Ag / AgCl elektroden gebruikt. De opnames van de STN en SNr worden uitgevoerd met in de handel verkrijgbare hoogimpedantie wolframelektroden. 1. Constructie van Epidurale Elektroden Epidurale Ag / AgCl <ol><li> Neem een ​​ca. 5 cm lange strook 99,99% zuivere zilveren draad met een diameterR van 200 μm en verwijder eventuele bekleding indien nodig. </li><li> Houd de draadtip met de tip naar beneden in een vlam van een aansteker of kaars totdat de tip begint te smelten. Wacht tot de punt bolvormig is en een diameter heeft van ongeveer 1 mm. Knip de voorgevormde elektrode af tot een totale lengte van 15 mm vanaf het begin van de kogelvormige punt naar het draad einde. </li><li> Soldeer een precisie connector aan het draad einde, dat past bij het gebruikte elektrofysiologische opnamesysteem. Bedek het soldeerpunt van het draad einde naar de connector met geleidende zilververf. Dit helpt de geleidbaarheid en resulteert in een betere signaalkwaliteit. </li><li> Nadat de geleidende vernis is gedroogd, bedek het soldeerpunt met een 3 mm tot 1 mm krimpkous. Gebruik voorzichtig een horlogemakerhamer om de kogelvormige dop naar de helft van de dikte te plakken. </li><li> Zet de handschoenen aan en maak een lintvrije reinigingsdoek met 100% ethanol om vuil en vet te verwijderen. </li><li> Zet de elektroden inEen 15 ml centrifuge buis of celcultuur buis en vul het op met huishoudelijke chloor bleekmiddel (WAARSCHUWING, bevattende 2,8 g natriumhypochloride per 100 g oplosmiddel) tot de kogelvormige punt volledig bedekt is. VOORZICHTIG: Chloorbleekmiddel is bijtend; Volg altijd de veiligheidsinstructies van de fabrikant. </li><li> Neem de elektroden na 23 minuten uit en spoel ze royaal met gedestilleerd water. De succesvolle toepassing van een zilverchloridelaag verschijnt als een homogene paarsverandering in kleur. </li><li> Droog in de lucht. Na volledig gedroogd, neem de elektroden met fijne pincetjes. Met een fijne penseelbril moet u een vloeibare elektrische isolatie toepassen. Begin de draad direct achter de elektrodespit en bedek alles tot aan de krimpkous. Laat de isolatie minstens 2 uur drogen. </li><li> Voor kwaliteitscontrole, controleer een elektrische geleidbaarheid met een multimeter. Indien beschikbaar, voer een impedantie test op 1 kHz uit door gebruik te maken van een passende impedantie meter, terwijl de elektrode en testSonde worden samengevoegd in een 0,9% NaCl die H20 oplossing bevat zonder elkaar aan te raken. Impedantiewaarden bij 1 kHz moeten ongeveer 8 kΩ bedragen. </li></ol> 2. Bevestigen van de elektroden aan een stereotaxische houder OPMERKING: Gebruik tegelijkertijd MUA en LFP&#39;s, gebruik wolfraam microwire elektroden met een impedantie van 1,5 MΩ. Als de focus van de opnames is op hoge kwaliteit opnames van eenheden, kies dan microwire elektroden met een hogere impedantie (&gt; 5 MΩ). Als het doel van de studie uitsluitend gericht is op LFP&#39;s, kunnen elektroden met lagere impedanties aanvaardbaar zijn. Voor kleine structuren, waarvoor dorsoventrale stereotaxische aanpassingen vaak nodig zijn, gebruik dan elektroden met een geschikte dorsoventrale tipscheiding (in dit geval 250 μm). Bovendien biedt dit het voordeel van een meer lokale referentieelektrode, indien nodig. De stereotaxische coördinaten worden altijd gemeten van de laagste elektrode en aOpnieuw berekend op basis van de bregma. <ol><li> Neem een ​​standaard stereotaxische elektrodehouder met een acrylblok en klem en leg hem veilig op een vlak oppervlak in het oogpunt van een chirurgische microscoop. </li><li> Los het eerste paar elektroden los aan het acrylblok van de houder met kleefbandjes (3 mm x 8 mm) met fijne pincetjes. De elektroden moeten het acrylblok ca. 12 mm. </li><li> Reinig de tweede bipolaire elektrode zorgvuldig naast de eerste elektrode. Voor het richten van de structuren van de hyperdirecte weg, moet de afstand 2 mm zijn ( Figuur 1 ). Voor de meeste standaard stereotaxische elektrodehouders is dit de aangrenzende uitsparing. Gebruik een kalibreermeter om te verifiëren. Verschillende netwerken kunnen op dezelfde manier benaderd worden. Hiervoor kan het acrylblok in zekere mate worden gedraaid. </li><li> Pas het tweede paar elektroden aan door deze zorgvuldig naar een positie te schuiven, waarbij de meest ventrale punt ongeveer 200 isΜm verzonken in vergelijking met de eerste elektrode ( Figuur 1 ). Doe dit onder microscopische visie. Gebruik hiervoor een 30 G cannula (buitendiameter 300 μm) om de afstand beter te schatten. </li><li> Druk op de kleefband en bevestig vervolgens met de metalen klem van de houder. </li></ol> 3. Chirurgie <ol><li> Voor elektrofysiologische opnames gebruikt u urethaan (VOORZICHTIG) voor anesthesie. Let op: Urethaan is giftig en kankerverwekkend. Volg daarom altijd de veiligheidsvoorschriften en het door de fabrikant van de stof gegeven veiligheidsinformatieblad. </li><li> Bereid een oplossing van 200 mg / ml urethaan in 0,9% NaCl medische zoutoplossing op. </li><li> Gee in totaal 1,3 g / kg lichaamsgewicht urethaan intraperitoneaal (IP). Afhankelijk van de rat stam kan het redelijk zijn om de dosis te verdelen in twee doses met een interval van 15 minuten tussen de injecties om de veiligheid van de verdoving te verbeteren. </li><li> Controleer de diepte van de verdoving met behulp van pEdale terugtrekkingsreflex en andere geschikte reflexen. Als de verdoving niet diep genoeg is om een ​​operatie uit te voeren, injecteer 0,15 g / kg lichaamsgewicht urethaan IP en wacht nog eens 15 minuten. </li><li> Breng een oogsalf aan om cornea-uitdroging te voorkomen. </li><li> Controleer de ademhalingsfrequentie en het terugtrekkingsreflex van het pedaal tijdens de verdoving. Gebruik een kleine dierverwarmingsblok met temperatuurregeling om ervoor te zorgen dat de fysiologische lichaamstemperatuur tijdens de operatie wordt gehandhaafd. Vóór de start van de elektrofysiologische opnamen, overstappen naar een niet-elektrisch alternatief ( bijv. Natriumacetaat hoofdkussen). </li><li> Scheer de bont langs de dorsale kant van het hoofd om een ​​schoon chirurgisch veld te bereiken. Desinfecteer rond de incisieplaats met een geschikt chirurgisch ontsmettingsmiddel. Fix het dier in het stereotactische frame. </li><li> Voer een 2 cm lange incisie van de hoofdhuid in sagittale richting met een scalpel. Gebruik een scalpel om de schedelapneurose enigszins af te schrapen en de schedel te desinfecteren. Gebruik coTton knoppen geweekt in 3% H 2 O 2 om eventuele resterende weefsels te verwijderen. </li><li> Gebruik een elektrocauter of thermocauter om bloeden te controleren, indien nodig. Stop bloeden van het schedelbeen en de hypoderm, als de bloeding niet na 1-2 minuten spontaan stopt en het zicht op de schedel voorkomt. </li><li> Pas de snijbalk aan tot het hoofd in de vlakke schedelpositie staat, wat betekent dat de bregma en lambda als stereotaxische referentiepunten in hetzelfde vlak zijn. Dit is het belangrijkst om hoge chirurgische precisie te bereiken. Gebruik een standaard stereotaxisch ratuitlijningsgereedschap, kalibreer de aangewezen punt aan de bregma onder microscopische visie en pas de snijbalk aan tot de aangewezen punten voor de bregma en lambda op het gereedschap tegelijkertijd de schedel raken. OPMERKING: een aanzicht van de ene kant met gericht licht van de andere kan helpen om deze conditie te bepalen. Als alternatief, neem een ​​stereotaxische houder met een fijne canule en meet de dorsoventrale coördinaten van Bregma aNd lambda onder microscopische visie. Pas de snijbalk aan tot de dorsoventrale coördinaten van Bregma en Lambda hetzelfde zijn. </li><li> Gebruik een stereotaxische houder met canule, kalibreren naar de bregma en bereken vervolgens de positie van alle boorgaten op de schedel. Gebruik de stereotaxische houder, markeer de posities van de gaten die moeten worden geboord, hetzij door de schedel voorzichtig te krabben of door een chirurgische kleurmarkering te gebruiken. De coördinaten hiervoor zijn afhankelijk van de doelen, coördinaten met betrekking tot de bregma worden gegeven voor de hyperdirect pathway in Tabel 1 , inclusief de voorgestelde coördinaten voor cerebellaire referentieelektroden. </li><li> Met behulp van een microdrill boren alle gaten zorgvuldig. Voor de STN en SNr boor een gemeenschappelijk gat (ongeveer 2 mm x 3 mm in grootte). Alle andere boorgaten moeten een diameter hebben van ongeveer 1 mm. </li><li> Neem twee fijne cannulas (minstens 27 G) en buig hun tips om een ​​haakvorm te vormen, met een hard oppervlak of pincet. Gebruik deze om eventuele debri te verwijderenS van de boorgaten, en snijd het dura mater zorgvuldig in en verwijder het gemeenschappelijk STN / SNr gat. </li><li> Spoel de boorgaten met fysiologische zoutoplossing. Breng elke 15 minuten een druppel fysiologische zoutoplossing aan op de boorgaten om te voorkomen dat de hersenen en dura uitdrogen. </li><li> Neem een ​​microdrill en bijpassende roestvrijstalen microschroef ( bijv. Een M 1.2 mm x 2 mm schroef), boor een gat en schroef een microschroef tussen de boorgaten van de referentie-epidurale elektroden boven het cerebellum, doe hetzelfde voor de M1 epidurale elektroden. </li><li> Schuif de zelfgebouwde Ag / AgCl epidurale elektroden in de boorgaten voor de referentieelektroden en M1-elektroden. Breng de elektrodespit met fijne pincetjes en schuif het direct onder het schedelbeen in het boorgat. </li><li> Fix alle epidurale elektroden met tweecomponent tandheelkundige acryl. Zorg ervoor dat u het bregma-punt niet bedekt, noch het gemeenschappelijke STN / SNr-gat beïnvloedt. </li><li> Plaats de voorbereide houder met de wolfraam microwire elektrodIs in het stereotaxische frame. </li><li> Kalibreer de meest ventrale elektrode, die bedoeld is om de STN te richten op de bregma. Pas bij de berekende positie boven het gemeenschappelijke STN / SNr gat en verlaag de elektroden naar de hersenen onder microscopische visie. Zorg ervoor dat de wolfraam microwire-elektroden glad in de hersenen gaan. </li></ol> 4. Elektrofysiologische Mapping en opnamen OPMERKING: Voor deze stap is een Faraday kooi en een multi-kanaals elektrofysiologisch opnamesysteem met opnameprogramma geschikt voor online-filtering en online spikesortering nodig. Gebruik bij voorkeur een systeem dat werkt met een voorversterker die zich dicht bij het hoofd van de dieren bevindt om elektrisch geluid en artefacten tot een absoluut minimum te houden. Naast de wolfraam microwire-elektroden zijn ten minste één epidurale en één referentieelektrode nodig om opnames van de hyperdirecte weg te kunnen uitvoeren. Het is aan te bevelen om epidurale en referentie te plaatsenE elektroden paarsgewijs zonder elkaar aan te raken, dit helpt bij storingen en zorgt voor verschillende soorten referenties in data analyse. <ol><li> Zet een mobiele Faraday kooi boven het stereotaxische frame. Als er alleen een stationaire Faraday-kooi beschikbaar is, beweeg het stereotaxische frame zorgvuldig in de Faraday-kooi terwijl u ervoor zorgt dat diepe hersenelektroden niet in de hersenen worden verlaagd tot het stereotaxische frame in zijn uiteindelijke positie staat. </li><li> Sluit de elektroden aan op de hoofdfase van de elektrofysiologische instelling. Zorg ervoor dat de referentieelektroden zijn aangesloten op de juiste referentiekanalen. </li><li> Stel de opnameprogramma in: Bandpass filter (0,05-8,000 Hz) en versterk het (1,500-2,000x) gain van het rauwe datasignaal. Gebruik een online LFP- en spijkfilter met de juiste instellingen (bandpasfilter 0,05-250 Hz voor LFP&#39;s, bandpasfilter 300-8000 Hz voor MUA). Voor alle filters, gebruik een butterworth-type filter. </li><li> Stel een spelddrempel in, indien van toepassing, voor onlineE spik sorteren. De meeste opnameprogramma&#39;s maken het mogelijk om een ​​piekdrempel op te stellen, die een amplitudewaarde is waarboven een signaal wordt gemarkeerd als een piek door de software. Deze drempel kan ofwel wiskundig bepaald worden als een factor of standaardafwijking van de gemiddelde amplitude van het gefilterde spikesignaal, of kan bij voorkeur bepaald worden door visuele inspectie van datasegmenten &lt;500 ms en opgesteld als een lijn boven het signaalgeluid in een grafische gebruikersomgeving. OPMERKING: De bedoeling bij het opzetten van een piekdrempel is om toppers te tellen en eenheden te sorteren om informatie te verschaffen over hoeveel neuronen momenteel zijn opgenomen en hoe hun spikes zijn gevormd. </li><li> Verlaag de wolfraam microwire-elektroden langzaam naar 1 mm dorsaal van het doel, dat is STN voor hyperdirect pathway. Wacht tot het signaal stabiliseert indien nodig. </li><li> Voor de elektrofysiologische mapping, verplaats de elektroden ventraal in stappen van 100 μm. Bij elke stap, beoordeel het ontstekpatroon, afvuur rAten en vorm van spikes. Vergelijk die met de typische voorbeelden in figuur 2 . Dikwijls tonen dichte kernen zich snel en continu over meerdere dorsoventrale trappen, terwijl vezelrijke structuren lage vuursnelheden en minder homogene spijkeractiviteit in latere ventrale trappen laten zien. </li><li> Voor de hyperdirecte weg, zorg ervoor dat de meest ventrale elektrode in STN zit. OPMERKING: de STN is bereikt wanneer een aanzienlijke toename in MUA ventraal van de Zona incerta wordt gedetecteerd. Ventral naar de STN, stoppen bijna bijna volledig omdat de elektrode de interne capsule heeft bereikt. Wanneer de meest ventrale elektrode in STN staat, garandeert de configuratie van de wolfraam microelektroden de achterste, tweede elektrode in SNr. Dorsoventrale fine tuning in kleine stappen kan nodig zijn om tegelijkertijd typische MUA in STN en SNr op te nemen. Merk op dat de frequentie van MUA afhankelijk is van het aantal neuronen dat eigenlijk is opgenomen en op het niveau van de hersenenactivering. </li><li> Zodra de elektroden in de gewenste structuren zijn, zet u online filtering en spijker sortering aan (zie Figuur 4 ) en start dan de opname van de data. Typische voorbeelden voor de verschillende corticale synchronisatiestaten die kunnen worden geïdentificeerd in de LFP-opnamen worden weergegeven in Figuur 3 . </li></ol> 5. Einde van het experiment <ol><li> Wanneer de opnames zijn gedaan, verhoogt u de elektroden langzaam uit de hersenen en spoel ze onmiddellijk met fysiologische zoutoplossing. De elektroden kunnen worden hergebruikt na grondig spoelen en visuele inspectie. Ontladingsbendelektroden. </li><li> Euthanize de dieren door een IP-injectie van een overdosis urethaan (2,5 g / kg lichaamsgewicht). OPMERKING: Urethane mag alleen gebruikt worden voor eindprocedures. </li><li> Als histologische verificatie van de elektrodepositie of andere histologische kleurprocedures vereist is, verwijder de hersenen van de schedel en verwerk deWeefsel adequaat. OPMERKING: Afhankelijk van de beoogde kleurmethoden kan transcardiale perfusie nodig zijn. Voor na-mortemverificatie van de elektrodepositie is een standaard Nissl-kleuring in de meeste gevallen voldoende om het elektrodebaan in bijvoorbeeld coronale hersensecties te visualiseren. Verdere aanpakken voor het vergemakkelijken van histologische doelverificatie omvatten het gebruik van elektrisch geïnduceerde laesies in het hersenweefsel door het aanbrengen van elektrische stroom via de opnamelektroden of de toepassing van biocompatibele kleurstof voorafgaand aan elektrodeinzetting 16 , 17 . </li></ol>

<ol><li>Lozano, A. M., Lipsman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+and+regulating+dysfunctional+circuits+using+deep+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Probing and regulating dysfunctional circuits using deep brain stimulation.</a> Neuron. 77 (3), 406-424 (2013).</li>
<li>Mathalon, D. H., Sohal, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+Oscillations+and+Synchrony+in+Brain+Dysfunction+and+Neuropsychiatric+Disorders%3A+It%27s+About+Time%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Neural Oscillations and Synchrony in Brain Dysfunction and Neuropsychiatric Disorders: It's About Time.</a> JAMA Psychiatry. 72 (8), 840-844 (2015).</li>
<li>Uhlhaas, P. J., Singer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+dynamics+and+neuropsychiatric+disorders%3A+toward+a+translational+paradigm+for+dysfunctional+large-scale+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Neuronal dynamics and neuropsychiatric disorders: toward a translational paradigm for dysfunctional large-scale networks.</a> Neuron. 75 (6), 963-980 (2012).</li>
<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat Neurosci. 7 (5), 446-451 (2004).</li>
<li>Buzsaki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+extracellular+fields+and+currents--EEG%2C+ECoG%2C+LFP+and+spikes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nat Rev Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).</li>
<li>Brazhnik, E., Novikov, N., McCoy, A. J., Cruz, A. V., Walters, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+correlates+of+exaggerated+oscillatory+activity+in+basal+ganglia+output+in+hemiparkinsonian+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Functional correlates of exaggerated oscillatory activity in basal ganglia output in hemiparkinsonian rats.</a> Exp Neurol. 261, 563-577 (2014).</li>
<li>Avila, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beta+frequency+synchronization+in+basal+ganglia+output+during+rest+and+walk+in+a+hemiparkinsonian+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Beta frequency synchronization in basal ganglia output during rest and walk in a hemiparkinsonian rat.</a> Exp Neurol. 221 (2), 307-319 (2010).</li>
<li>Javor-Duray, B. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early-onset+cortico-cortical+synchronization+in+the+hemiparkinsonian+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Early-onset cortico-cortical synchronization in the hemiparkinsonian rat model.</a> J Neurophysiol. 113 (3), 925-936 (2015).</li>
<li>Beck, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-+and+long-term+dopamine+depletion+causes+enhanced+beta+oscillations+in+the+cortico-basal+ganglia+loop+of+parkinsonian+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Short- and long-term dopamine depletion causes enhanced beta oscillations in the cortico-basal ganglia loop of parkinsonian rats.</a> Exp Neurol. 286, 124-136 (2016).</li>
<li>Magill, P. J., Bolam, J. P., Bevan, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+of+activity+in+the+subthalamic+nucleus-globus+pallidus+network+to+cortical+electroencephalogram%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Relationship of activity in the subthalamic nucleus-globus pallidus network to cortical electroencephalogram.</a> J Neurosci. 20 (2), 820-833 (2000).</li>
<li>Magill, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+functional+connectivity+within+the+rat+striatopallidal+axis+during+global+brain+activation+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Changes in functional connectivity within the rat striatopallidal axis during global brain activation in vivo.</a> J Neurosci. 26 (23), 6318-6329 (2006).</li>
<li>Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+oscillatory+synchronisation+in+the+motor+system+leads+to+impaired+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Abnormal oscillatory synchronisation in the motor system leads to impaired movement.</a> Curr Opin Neurobiol. 17 (6), 656-664 (2007).</li>
<li>Stein, E., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((beta+oscillations+in+the+cortico-basal+ganglia+loop+during+parkinsonism%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">beta oscillations in the cortico-basal ganglia loop during parkinsonism.</a> Exp Neurol. 245, 52-59 (2013).</li>
<li>Little, S., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+brain+signals+are+suitable+for+feedback+control+of+deep+brain+stimulation+in+Parkinson%27s+disease%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+N+Y+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">What brain signals are suitable for feedback control of deep brain stimulation in Parkinson's disease?</a> Ann N Y Acad Sci. 1265, 9-24 (2012).</li>
<li>Priori, A., Foffani, G., Rossi, L., Marceglia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+deep+brain+stimulation+%28aDBS%29+controlled+by+local+field+potential+oscillations%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Adaptive deep brain stimulation (aDBS) controlled by local field potential oscillations.</a> Exp Neurol. , 77-86 (2013).</li>
<li>Brozoski, T. J., Caspary, D. M., Bauer, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Marking+multi-channel+silicon-substrate+electrode+recording+sites+using+radiofrequency+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Marking multi-channel silicon-substrate electrode recording sites using radiofrequency lesions.</a> J Neurosci Methods. 150 (2), 185-191 (2006).</li>
<li>Schjetnan, A. G., Luczak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+large-scale+neuronal+ensembles+with+silicon+probes+in+the+anesthetized+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat.</a> J Vis Exp. (56), (2011).</li>
<li>Mallet, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disrupted+dopamine+transmission+and+the+emergence+of+exaggerated+beta+oscillations+in+subthalamic+nucleus+and+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Disrupted dopamine transmission and the emergence of exaggerated beta oscillations in subthalamic nucleus and cerebral cortex.</a> J Neurosci. 28 (18), 4795-4806 (2008).</li>
<li>Steriade, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Corticothalamic+resonance%2C+states+of+vigilance+and+mentation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Corticothalamic resonance, states of vigilance and mentation.</a> Neuroscience. 101 (2), 243-276 (2000).</li>
<li>Maesawa, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+in+hemiparkinsonian+rats%3A+neuroprotection+of+dopaminergic+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Long-term stimulation of the subthalamic nucleus in hemiparkinsonian rats: neuroprotection of dopaminergic neurons.</a> J Neurosurg. 100 (4), 679-687 (2004).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates</a>. , Academic Press. (1998).</li>
<li>Oliveira, L. M. O., Dimitrov, D. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1985/">Methods for Neural Ensemble Recordings Frontiers in Neuroscience</a>. Nicolelis, M. A. L. , (2008).</li>
<li>Torres, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+efficacy+of+the+6-hydroxydopamine+lesion+of+the+median+forebrain+bundle+in+small+rats%2C+by+modification+of+the+stereotaxic+coordinates%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Increased efficacy of the 6-hydroxydopamine lesion of the median forebrain bundle in small rats, by modification of the stereotaxic coordinates.</a> J Neurosci Methods. 200 (1), 29-35 (2011).</li>
<li>Hadar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rats+overexpressing+the+dopamine+transporter+display+behavioral+and+neurobiological+abnormalities+with+relevance+to+repetitive+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Rats overexpressing the dopamine transporter display behavioral and neurobiological abnormalities with relevance to repetitive disorders.</a> Sci Rep. 6, 39145(2016).</li>
<li>Parr-Brownlie, L. C., Poloskey, S. L., Bergstrom, D. A., Walters, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parafascicular+thalamic+nucleus+activity+in+a+rat+model+of+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Parafascicular thalamic nucleus activity in a rat model of Parkinson's disease.</a> Exp Neurol. 217 (2), 269-281 (2009).</li>
<li>Steriade, M., Nunez, A., Amzica, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+slow+%28%3C+1+Hz%29+oscillation+of+neocortical+neurons+in+vivo%3A+depolarizing+and+hyperpolarizing+components%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A novel slow (< 1 Hz) oscillation of neocortical neurons in vivo: depolarizing and hyperpolarizing components.</a> J Neurosci. 13 (8), 3252-3265 (1993).</li>
<li>Maggi, C. A., Meli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suitability+of+urethane+anesthesia+for+physiopharmacological+investigations+in+various+systems.+Part+1%3A+General+considerations%5BTitle%5D)+AND+%22Experientia%22%5BJournal%5D)">Suitability of urethane anesthesia for physiopharmacological investigations in various systems. Part 1: General considerations.</a> Experientia. 42 (2), 109-114 (1986).</li>
<li>Goldberg, J. A., Kats, S. S., Jaeger, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Globus+pallidus+discharge+is+coincident+with+striatal+activity+during+global+slow+wave+activity+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Globus pallidus discharge is coincident with striatal activity during global slow wave activity in the rat.</a> J Neurosci. 23 (31), 10058-10063 (2003).</li>
<li>Karain, B., Xu, D., Bellone, J. A., Hartman, R. E., Shi, W. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rat+globus+pallidus+neurons%3A+functional+classification+and+effects+of+dopamine+depletion%5BTitle%5D)+AND+%22Synapse%22%5BJournal%5D)">Rat globus pallidus neurons: functional classification and effects of dopamine depletion.</a> Synapse. 69 (1), 41-51 (2015).</li>
<li>Paasonen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+seven+different+anesthesia+protocols+for+nicotine+pharmacologic+magnetic+resonance+imaging+in+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Neuropsychopharmacol%22%5BJournal%5D)">Comparison of seven different anesthesia protocols for nicotine pharmacologic magnetic resonance imaging in rat.</a> Eur Neuropsychopharmacol. 26 (3), 518-531 (2016).</li>
<li>Mahmud, M., Vassanelli, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processing+and+Analysis+of+Multichannel+Extracellular+Neuronal+Signals%3A+State-of-the-Art+and+Challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Processing and Analysis of Multichannel Extracellular Neuronal Signals: State-of-the-Art and Challenges.</a> Front Neurosci. 10, 248(2016).</li>
<li>Hadar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+neural+oscillations+and+elevated+dopamine+levels+in+the+reward+pathway+during+alcohol+relapse%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Altered neural oscillations and elevated dopamine levels in the reward pathway during alcohol relapse.</a> Behav Brain Res. 316, 131-135 (2017).</li>
<li>Voget, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+local+field+potential+activity+and+serotonergic+neurotransmission+are+further+characteristics+of+the+Flinders+sensitive+line+rat+model+of+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Altered local field potential activity and serotonergic neurotransmission are further characteristics of the Flinders sensitive line rat model of depression.</a> Behav Brain Res. 291, 299-305 (2015).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In de onderhavige studie wordt aangetoond hoe u extracellulaire elektrofysiologische signalen tegelijkertijd op meerdere locaties van een bepaald netwerk opneemt met behulp van het hyperdirect cortico-basale ganglia-pad dat de M1 verbindt met de STN en SNr bij knaagdieren. Een kritische stap in de opname van kleine subcortische structuren zoals de STN is de nauwkeurige begeleiding van de opnameelektroden in het doel. In de gepresenteerde methode zorgt er voor twee belangrijke stappen voor ee...

Recente cumulatieve bewijzen over verschillende neuropsychiatrische stoornissen zoals de ziekte van Parkinson en schizofrenie stellen sterk voor dat hun pathofysiologie is gebaseerd op een kritische disfunctie van verlengde neuronale circuits die vaak corticale en subcortische structuren 1 , 2 , 3 betreffen . Volgens deze theorie ontstaan ​​de klinische manifestaties van de ziekten als gevolg van een verminderde informatieverwerkingscapaciteit van een netwerk van cellen in plaats van enkele cellen of specifieke neuronale elementen 1 , 2 , 3 . Om het begrip van deze complexe groep neuropsychiatrische ziekten te vergroten en nieuwe behandelingsopties te vinden, is het verplicht om de neuronale dynamiek van deze gedwongen netwerken in menselijke patiënten en in diermodellen in detail te karakteriseren. Een uitstekendMethode om grootschalige netwerken in levende onderwerpen te bestuderen, is elektrofysiologische opnames van extracellulaire potenties 4 . Met behulp van deze methode is het mogelijk om lokale veldpotentialen (LFP&#39;s) gelijktijdig te beoordelen, die voornamelijk de temporale summatie vormen van excitatoire en remmende postsynaptische stromingen en multi-unit activiteit (MUA), die wordt gegenereerd door presynaptische mogelijkheden 5 . De opname van extracellulaire potenties heeft meerdere voordelen ten opzichte van alternatieve methoden om netwerken te bestuderen, bijvoorbeeld functionele magnetische resonantiebeeldvorming en calciumbeeldvorming, omdat het een hogere temporale en ruimtelijke resolutie biedt en omdat het niet afhankelijk is van genetisch gemanipuleerde organismen 5 . Het gebruik van extracellulaire in vivo opnames is echter beperkt omdat het een invasieve techniek is die niet universeel toegepast kan worden. In vivo elektrofysiologische recOrdeningen kunnen zowel wakker als in verdovende dieren worden uitgevoerd 6 . Beide methoden worden gepaard gegaan met specifieke voor- en nadelen. Studies in wakker dieren maken het mogelijk om hersensignalen op te nemen tijdens de uitvoering van bepaalde gedragstaken, maar zijn gevoelig voor bewegingsgerelateerde en andere artefacten 7 , 8 . Opnames in verdovende dieren daarentegen bieden de mogelijkheid om LFP&#39;s en MUA te beoordelen met een minimum van artefacten bij zeer gedefinieerde corticale synchronisatiestaten, maar de resultaten verschillen ook tot op zekere hoogte in wat wakker is in vakken 9 , 10 , 11 . In de afgelopen jaren is aangetoond dat de bemonstering van LFP&#39;s bijzonder nuttig is om pathologische veranderingen van netwerkactiviteit te definiëren. Een prominente voorbeeld hiervan is onderzoek naar de pathofysiologie van PD in de menselijke patiëntS en diermodellen van de ziekte, waaruit bleek dat verbeterde bètoscillaties in de cortico-basale ganglia-lus gekoppeld zijn aan parkinsonische motorische symptomen 12 , 13 . Als gevolg van deze onderzoekslijn wordt momenteel onderzocht of bèta-oscillaties gebruikt kunnen worden als een online-feedback biomarker voor de gesloten-loop diepe hersenstimulatie 14 , 15 . In de onderhavige studie wordt een gedetailleerde beschrijving gegeven van acute multi-site in vivo elektrofysiologische opnames van LFP&#39;s en MUA bij ratten die met urethaan zijn verdoofd. Er wordt aangetoond hoe een volledig netwerk, zoals de hyperdirecte cortico-basale ganglia-route, elektrofysiologisch kan worden gekenmerkt door gebruik te maken van standaard en aangepaste elektroden en hoe deze elektroden kunnen worden gebouwd. Het wordt vooral benadrukt hoe een nauwkeurige targeting van basale ganglia kernen kan worden bereikt door coMbining stereotactische operatie samen met de online registratie van MUA&#39;s.

<table><tbody><tr><td>Ag/AgCl aangepaste epidurale elektroden</td><td>Goodfellow GmbH D-61213 Bad Nauheim, Duitsland info@goodfellow.com</td><td>Product-ID AG005127 voor 99,99% zilverdraad</td><td>Ag/AgCl elektroden zorgen voor een betere signaalkwaliteit, maar mogen alleen worden gebruikt in acute experimenten. Mogelijke vervanging: Roestvrijstalen elektroden</td></tr><tr><td>Stereotaxische houder met acrylblok</td><td>David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, VS</td><td>Product ID Model 1770 Standard Electrode Holder</td><td>Zorg ervoor dat het acrylblok uitsparingen heeft die geschikt zijn voor de elektrodeopstelling voor het gewenste doel. Acrylblokken kunnen gemakkelijk worden aangepast met een vijl om de gewenste configuratie te verkrijgen. Mogelijke vervanging: Zelfgebouwde elektrodehouders</td></tr><tr><td>Wolfraam microdraadelektroden 1,5 M&Omega; impedantie</td><td>Microprobes.com 18247-D Flower Hill Way&nbsp; Gaithersburg, Maryland, 20879 VS</td><td>Product-ID WE3ST31.5A5-250um</td><td>De 1,5 M&Omega; is noodzakelijk om MUA en LFP tegelijkertijd op te nemen. Mogelijke vervanging: Microelektroden van verschillende materialen kunnen worden gebruikt. De elektroden moeten recht, robuust en zo dun mogelijk zijn.</td></tr><tr><td>Rat uitlijningsgereedschap</td><td>David Kopf Instruments, 7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, VS</td><td>Product ID Model 944 Rat Alignment Tool</td><td>Maakt de exacte oriëntatie van de hersenen mogelijk om overeen te komen met stereotaxische atlassen. Mogelijke vervanging: Stereotaxische houder met een canule</td></tr><tr><td>Tweekomponens tandheelkundig acryl</td><td>Associated Dental Products Ltd. Kemdent Works, Purton, Swindon Wiltshire, SN5 4HT, Verenigd Koninkrijk</td><td>Simplex Rapid Powder Clear 225g, Productcode: ACR803; Simplex Rapid Liquid 150ml, Productcode: ACR920</td><td>Afhankelijk van de gebruikte elektroden kan superlijm een eenvoudige alternatief zijn, als de elektroden klein en licht van gewicht zijn. Mogelijke vervanging: Superlijm (Cyanacrylaat-gebaseerd)</td></tr><tr><td>Faraday kooi</td><td>Zelfbouw</td><td></td><td>Een goed gevormde Faraday-kooi zal de beste bescherming zijn tegen elektromagnetische artefacten, maar alles wat kan worden gevormd in een doosvorm of kan worden toegepast op een frame en is gemaakt van geleidend materiaal kan helpen. Mogelijke vervanging: Aluminiumfolie of kopergaas</td></tr><tr><td>Elektrofysiologisch setup met opnamesoftware en online spike-sorting mogelijkheden</td><td>OmniPlex&reg; Neural Data Acquisition System Plexon Inc 6500 Greenville Avenue, Suite 700 Dallas, Texas 75206 VS</td><td></td><td>Offline sorteersoftware is een potentiële alternatief, meerdere scripts en softwares zijn gratis te vinden in de open source-gemeenschap.</td></tr></tbody></table>

acuut<em&gt; in vivo</em&gt; elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit van de hyperdirect pathway in verdoofde ratten

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Convergeert bewijs blijkt dat veel neuropsychiatrische ziekten moeten worden begrepen als aandoeningen van grootschalige neuronale netwerken. Om de pathofysiologische basis van deze ziekten beter te begrijpen, is het noodzakelijk om precies te karakteriseren op welke wijze de verwerking van informatie verstoord raakt tussen de verschillende neuronale delen van het circuit. Met behulp van extracellulaire in vivo elektrofysiologische opnamen is het mogelijk om neuronale activiteit nauwkeurig te definiëren binnen een neuronaal netwerk. De toepassing van deze methode heeft meerdere voordelen ten opzichte van alternatieve technieken, zoals functionele magnetische resonantiebeeldvorming en calciumbeeldvorming, omdat het een unieke temporale en ruimtelijke resolutie mogelijk maakt en niet vertrouwt op genetisch gemanipuleerde organismen. Het gebruik van extracellulaire in vivo opnames is echter beperkt omdat het een invasieve techniek is die niet universeel toegepast kan worden. In dit artikel wordt een eenvoudige en makkelijk te gebruiken methode gepresenteerd wMet welke het mogelijk is om extracellulaire potenties tegelijkertijd op te nemen, zoals lokale veldpotenties en multiunitactiviteit op meerdere sites van een netwerk. Het is gedetailleerd hoe een precieze targeting van subcortische kernen kan worden bereikt met behulp van een combinatie van stereotactische chirurgie en online analyse van multi-unit opnames. Zo wordt aangetoond hoe een compleet netwerk, zoals de hyperdirecte cortico-basale ganglia-lus, kan worden onderzocht in verdovende dieren in vivo .

Met de hierin gebruikte opnameelektroden is het mogelijk om LFP&#39;s uit de primaire motorcortex, de subthalamische kern en de substantia nigra pars reticulata en MUA van de STN en SNr te proeven. Aanvankelijk worden LFP&#39;s en multi-unit activiteit samen in een breedband signaal opgenomen. Daarna worden LFP&#39;s en MUA&#39;s gescheiden door bandpassfilters (0,05-250 Hz voor LFP&#39;s en 300-4000 Hz voor MUA). Voor de juis...

In deze studie wordt de methode gepresenteerd over het uitvoeren van multi-site in vivo elektrofysiologische opnamen van de hyperdirecte weg onder urethaananesthesie.

acuut<em&gt; In Vivo</em&gt; Elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit van de Hyperdirect Pathway in verdoofde ratten

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

Het algemene doel van dit experiment is om aan te tonen hoe acute in vivo elektrofysiologische registraties van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit kunnen worden uitgevoerd vanuit de cortico-basale ganglia loop van geanestheseerde ratten. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van de neurowetenschappen, zoals de wijze waarop pathologische oscillaties bijdragen aan de complexe pathofysiologie bij neuropsychiatrische aandoeningen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat deze kan worden gebruikt om gelijktijdig extracellulaire potentialen te registreren van diverse corticale en subcorticale doelgebieden in de hersenen.De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de therapie van verschillende neuropsychiatrische aandoeningen, aangezien lokale veldpotentialen potentieel kunnen worden gebruikt als biomarker voor behandelingen zoals closed-loop stimulatie. Hoewel deze methode inzicht kan geven in de pathofysiologie van de basale ganglia, kan deze ook worden toegepast op andere hersengebieden. Om deze procedure te starten, bereidt u een zilverdraad van vijf centimeter lang met een diameter van 200 micrometers voor en verwijdert u indien nodig eventuele coating.Houd vervolgens de draadpunt in een vlam tot de punt begint te smelten en een bolletje vormt met een diameter van 1 millimeter. Snijd daarna de elektrode af op een totale lengte van 15 millimeter vanaf het begin van de bolvormige punt tot aan het uiteinde van de draad. Soldeer een precisieconnector aan het uiteinde van de draad die past op het elektrofysiologische registratiesysteem.Bedek vervolgens het soldeerpunt van het draaduiteinde tot aan de connector met geleidende zilverlak om de geleidbaarheid te verbeteren. Nadat de geleidende lak is opgedroogd, wordt het soldeerpunt bedekt met een krimpbuisje van één tot drie millimeter. Plat de bolvormige tip voorzichtig af tot op de helft van de dikte met een horlogemakershamer.Trek vervolgens onderzoekshandschoenen aan en gebruik een pluisvrije reinigingsdoek met 100% ethanol om eventueel vuil en vet te verwijderen. Plaats de elektroden daarna in een centrifugebuis van 15 milliliter of een celkweekbuis en vul deze aan met huishoudelijke chloorbleek tot de bolvormige tip volledig is bedekt. Haal de elektroden na 23 minuten uit de buis en spoel ze grondig af met gedestilleerd water.Bij een succesvolle applicatie van zilverchloride moet het electrodeppervlak homogeen donkerpaars ogen. Laat de elektroden daarna aan de lucht drogen. Neem de elektroden met een fijne pincet op zodra ze volledig zijn opgedroogd.Gebruik vervolgens een fijn penseel om vloeibare elektrische isolatie op de elektroden aan te brengen. Begin bij het draad direct achter de elektrodepunt en bedek alles tot aan de krimpkous. Laat de isolatie daarna minstens twee uur drogen.Bevestig in deze stap het eerste paar elektroden losjes aan het acrylblok van de houder met stukjes plakband. De elektroden moeten ongeveer 12 millimeter uit het acrylblok steken. Bevestig vervolgens voorzichtig de tweede bipolaire elektrode naast de eerste elektrode.Voor het targeten van de structuren van de hyperdirecte route moet de afstand tussen de elektrodeparen twee millimeter zijn. Pas onder de microscoop de tweede bipolaire elektrode aan door deze voorzichtig te verschuiven naar een positie waarbij de meest ventrale punt ongeveer 200 micrometer terugligt ten opzichte van de eerste elektrode. Druk op de plakband en bevestig vervolgens de elektroden met de metalen klem van de houder.Nadat het dier is gebenestheseerd, scheert u de kop om een schoon operatieveld te verkrijgen. Fixeer het dier in het stereotaxisch frame en desinfecteer vervolgens de incisieplaats en het omliggende gebied met een geschikt chirurgisch desinfectiemiddel. Maak daarna met een scalpel een incisie van twee centimeter in de hoofdhuid in sagittale richting.Gebruik het scalpel om de schedelaponeurose voorzichtig weg te schrapen en desinfecteer de schedel met 3% waterstofperoxide. Gebruik vervolgens wattenstaafjes gedrenkt in 3% waterstofperoxide om alle resterende weefselresten te verwijderen. Stel daarna de incisorenstang zo in dat de bovenkant van de schedel waterpas staat, wat betekent dat het bregma en de lambda als stereotactische referentiepunten zich in hetzelfde vlak bevinden.Gebruik onder de microscoop een standaard stereotaxisch uitlijningsinstrument voor ratten om de aangeduide punt te kalibreren ten opzichte van het bregma en stel de snijtandstang zo af dat de aangeduide punten voor het bregma en lambda op het instrument tegelijkertijd de schedel raken. Kalibreer een stereotaxische houder met canule ten opzichte van het bregma en bereken vervolgens de positie van alle boorgaten op de schedel. Markeer daarna de posities van de te boren gaten, hetzij door de schedel voorzichtig te bekrassen, hetzij door een chirurgische kleurmarker te gebruiken.Boor vervolgens met een microboor voorzichtig alle gaten met een diameter van ongeveer one millimeter. Boor voor de STN en SNr een gemeenschappelijk gat van ongeveer twee millimeter bij drie millimeter. Neem één fijne canule en buig de punt om twee haakjes te vormen.Gebruik vervolgens de haken om eventuele resten uit de boorgaten te verwijderen en snijd voorzichtig de dura mater weg in het gemeenschappelijke STN/SNr-gat. Spoel daarna de boorgaten door met fysiologische zoutoplossing. Breng elke 15 minuten een druppel fysiologische zoutoplossing aan in de boorgaten om te voorkomen dat de hersenen en de dura uitdrogen.Neem vervolgens een microboor en een bijbehorende micro-schroef van roestvrij staal, boor een gat en draai een micro-schroef in tussen de boorgaten van de referentie-epidurale elektroden boven het cerebellum. Leid vervolgens de elektrodepunten met een fijne pincet en schuif ze direct onder het schedelbot in de boorgaten. Fixeer alle epidurale elektroden met twee-componenten sjabloonacryl.Zorg ervoor dat het bregmapunt niet wordt bedekt en dat het algemene STN/SNr-gat niet wordt beïnvloed. Plaats vervolgens de voorbereide houder met de wolfraam microdraadelektroden in het stereotaxische frame. Kalibreer de meest ventrale elektrode, bedoeld voor het targeten van de STN, ten opzichte van de bregma.Pas de positie aan naar de berekende locatie boven het gemeenschappelijke STN/SNr-gat en breng de elektroden naar de hersenen. Zorg ervoor dat de wolfraam microdraadelektroden soepel de hersenen binnendringen. Configureer bij deze procedure de registratiesoftware, zoals het banddoorlaatfilter, en versterk het ruwe datasignaal.Gebruik vervolgens een online LFP- en spikefilter met passende instellingen. Gebruik voor alle filters een filter van het type Butterworth. Stel een spikedrempel in voor online spikesortering.De meeste registratiesoftware maakt het mogelijk om een spike-drempelwaarde in te stellen, een amplitudewaarde waarbij een signaal door de software als een spike wordt gemarkeerd zodra deze drempel wordt overschreden. Laat vervolgens de wolfraam-microdraadelektroden langzaam zakken tot één millimeter boven de STN en wacht indien nodig tot het signaal is gestabiliseerd. Beweeg de elektroden voor de elektrofysiologische mapping in stappen van 100 micrometer ventraal verder naar voren.Evalueer bij elke stap het vuurpatroon, de vuursnelheid en de vorm van de spikes door deze te vergelijken met de typische voorbeelden in figuur twee van het bijbehorende manuscript. Zodra de elektroden zich in de gewenste structuren bevinden, stelt u de online filtering en spike sorting in en start u vervolgens met de registratie van de gegevens. Hier is een representatieve LFP-opname van 600 seconden van de primaire motorische cortex.Tijdsperioden met hoogfrequente activiteit met een lage amplitude, die overeenkomen met de geactiveerde staat, en tijdsperioden met een trager ritme en een hogere amplitude, die overeenkomen met de slow-wave-activiteitsstaat, kunnen van elkaar worden onderscheiden. En dit is het bijbehorende tijd-frequentiediagram over een interval van 600 seconden, waarin het relatieve vermogen van de LFPs van 0 tot 20 Hertz wordt weergegeven. Zodra de techniek onder de knie is, kan deze in twee uur worden voltooid mits correct uitgevoerd.Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u extracellulaire in vivo elektrofysiologische opnamen kunt maken van de cortico-basale ganglia-lus bij geanestheseerde ratten.

acute-vivo-electrophysiological-recordings-local-field-potentials

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

This video demonstrates the detailed procedure for preparing an anesthetized rat for electrophysiological recordings of brain activity from multiple sites. The scalp is dissected to access the skull, and holes are drilled at precise locations to install and secure electrodes. Tungsten microwire electrodes are then inserted into the targeted location to record the data.

In Vivo Electrophysiological Recordings of Brain Activities from Multiple Sites in Rats

This video demonstrates the procedure for concurrent recordings of co-localized electroencephalography (EEG) and local field potentials (LFPs) in an anesthetized rat. The process involves preparing the rat and attaching stimulating electrodes to its whisker pads. An EEG spider electrode is placed on the rat's skull for surface EEG measurements. At the same time, a multi-channel microelectrode is inserted into a specific brain region through a burr hole in the skull to record neural activity...

Concurrent Electroencephalographic and Local Field Potential Recordings in an Anesthetized Rat

Deze procedure voert langdurige in vivo intracellulaire recordings uit één neuronen in fysiologisch relevante cerebrale staten en na volledige afschaffing van lopende elektrische activiteiten, waardoor een isoelektrisch hersentoestand. De fysiologische constanten van het dier worden zorgvuldig gecontroleerd tijdens de overgang naar de kunstmatige comateuze toestand.

Inductie van een iso-elektrisch Brain staat om de impact van endogene synaptische activiteit op neuronale Exciteerbaarheid Onderzoek<em&gt; In Vivo</em

Dit protocol beschrijft gelijktijdige meting van elektroretinogram en visueel geëvokte potentialen bij geanesthetiseerde ratten.

Gelijktijdig opnemen van Electroretinografie en Visual evoked potentials in verdoofde ratten

We tonen chirurgische implantatie en recording procedures visuele elektrofysiologische signalen van het oog (electroretinogram) en hersenen (visuele evoked potential) in ratten bij bewustzijn, dat meer analoog is aan de menselijke aandoening waarbij opnamen zonder verdoving uitgevoerd worden verwart meten.

Implantatie en Registratie van Wireless electroretinogram en Visual opgewekte potentiele in Conscious Rats

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

Deze studie introduceert een methode voor het gelijktijdig opnemen van lokale veld potentieel in de hersenen, elektrocardiogrammen, electromyograms en signalen voor een vrij bewegend rat te ademen. Deze techniek, die experimentele kosten vermindert en vereenvoudigt gegevensanalyse, zal bijdragen aan het begrip van de interacties tussen de hersenen en perifere organen.

Gelijktijdige opnamen van corticale lokale veld Potentials, elektrocardiogram Electromyogram en ademhaling ritme van een vrij bewegende Rat

We illustreren hoe u opnemen en elektrische modulatie van 4-aminopyridine-geïnduceerde epileptiform activiteit in knaagdier hersenen segmenten met behulp van micro-elektrode arrays. Een aangepaste opname-kamer onderhoudt weefsel levensvatbaarheid in langdurige experimentele sessies. Leven van de elektrode toewijzing en selectie van stimulerende paren worden uitgevoerd door een aangepaste grafische gebruikersinterface.

Opname en moduleren van Epileptiform activiteit in knaagdier hersenen plakjes gekoppeld aan micro-elektrode Arrays

We ontwikkelden een techniek die gelijktijdig zowel electrocorticography als lokale veld potentieel in reactie op Nociceptieve laser stimuli vrij bewegen ratten vastgelegd. Deze techniek helpt een directe relatie van electrocortical signalen op de mesoscopische en macroscopische niveau, dat vergemakkelijkt het onderzoek van Nociceptieve informatieverwerking in de hersenen.

Gelijktijdige opnamen van corticale lokale veld mogelijkheden en Electrocorticograms in reactie op Nociceptieve Laser Stimuli vrij bewegen ratten

Dit protocol beschrijft een methode om in vivo opnames van één neuron met hoge dichtheid te verkrijgen van de hersenstam van muizen met een hoofdfixatie. Deze benadering wordt gebruikt om het afvuren van het actiepotentiaal van neuronen in het ventrolaterale periaqueductale grijs te meten - een hersenstamgebied dat inactief is tijdens de Rapid Eye Movement (REM)-slaap - voor en tijdens algemene anesthesie.

Acute single-unit multi-elektrode-opnames van de hersenstam van muizen met een hoofdfixatie

Hier presenteren we een methode voor het beoordelen van de activatie en blokkade van sensorische axonen in perifere zenuwen in acute, onder narcose en in vivo ratexperimenten met behulp van twee soorten spinale elektrofysiologische metingen die de activiteit van zenuwvezelsubtypes kunnen onderscheiden: Local Field Potentials en Wide Dynamic Range single-neuron opnames.

Elektrofysiologische methoden om perifere pijnblokkade bij een verdoofde rat te beoordelen

Leer acuut in vivo elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit in de hyperdirecte pathway van verdoofde ratten. Deze methode ondersteunt onderzoek naar neuropsychiatrische ziekten.

acuut In Vivo Elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit van de Hyperdirect Pathway in verdoofde ratten (Video) | JoVE Journal

acuut

Meer video's verkennen