Name: Een geïntegreerde methode voor het maken van flexibele en handige elektrofysiologische optrodes voor in-vivo-opname in meerdere regios (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-11-21T11:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 55 s
Description: Leer een kosteneffectieve methode voor elektrodefabricatie om neuronale activiteit in vrij bewegende muizen te registreren. Deze techniek integreert optogenetica met multiregionale elektrofysiologie en calciumsignaalregistratie.

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

<meta charset="utf8"></head><body>Flexibel neuraal opnameapparaat voor meerdere regio's voor epilepsieonderzoek

<ol><li>Devinsky, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Dis+Primers%22%5BJournal%5D)">Epilepsy.</a> Nat Rev Dis Primers. 4, 18024(2018).</li>
<li>Piper, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+network-guided+neuromodulation+for+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Towards network-guided neuromodulation for epilepsy.</a> Brain. 145 (10), 3347-3362 (2022).</li>
<li>Bertram, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+circuits+in+epilepsy%3A+Do+they+matter%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Neuronal circuits in epilepsy: Do they matter.</a> Exp Neurol. 244, 67-74 (2013).</li>
<li>Goodman, A. M., Szaflarski, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+neuroimaging+of+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Recent advances in neuroimaging of epilepsy.</a> Neurotherapeutics. 18 (2), 811-826 (2021).</li>
<li>Caciagli, L., Bernhardt, B. C., Hong, S. J., Bernasconi, A., Bernasconi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+network+alterations+and+their+structural+substrate+in+drug-resistant+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Functional network alterations and their structural substrate in drug-resistant epilepsy.</a> Front Neurosci. 8, 411(2014).</li>
<li>Dai, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+microelectrode+arrays+for+detecting+multi-region+epileptic+activities+in+the+hippocampus+in+the+latent+period+of+rat+model+of+temporal+lobe+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">In vivo microelectrode arrays for detecting multi-region epileptic activities in the hippocampus in the latent period of rat model of temporal lobe epilepsy.</a> Micromachines (Basel). 12 (6), 659(2021).</li>
<li>Staba, R. J., Stead, M., Worrell, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+biomarkers+of+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological biomarkers of epilepsy.</a> Neurotherapeutics. 11 (2), 334-346 (2014).</li>
<li>Grienberger, C., Giovannucci, A., Zeiger, W., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+calcium+imaging+of+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Methods+Primers%22%5BJournal%5D)">Two-photon calcium imaging of neuronal activity.</a> Nat Rev Methods Primers. 2 (1), 67(2022).</li>
<li>Akerboom, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimization+of+a+gcamp+calcium+indicator+for+neural+activity+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Optimization of a gcamp calcium indicator for neural activity imaging.</a> J Neurosci. 32 (40), 13819-13840 (2012).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+sensitive+gcamp+calcium+indicators+for+imaging+neural+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fast and sensitive gcamp calcium indicators for imaging neural populations.</a> Nature. 615 (7954), 884-891 (2023).</li>
<li>Wu, Z., Lin, D., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pushing+the+frontiers%3A+Tools+for+monitoring+neurotransmitters+and+neuromodulators%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Pushing the frontiers: Tools for monitoring neurotransmitters and neuromodulators.</a> Nat Rev Neurosci. 23 (5), 257-274 (2022).</li>
<li>Vierock, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bipoles+is+an+optogenetic+tool+developed+for+bidirectional+dual-color+control+of+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Bipoles is an optogenetic tool developed for bidirectional dual-color control of neurons.</a> Nat Commun. 12 (1), 4527(2021).</li>
<li>Luo, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acquiring+new+memories+in+neocortex+of+hippocampal-lesioned+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Acquiring new memories in neocortex of hippocampal-lesioned mice.</a> Nat Commun. 13 (1), 1601(2022).</li>
<li>Armstrong, C., Krook-Magnuson, E., Oijala, M., Soltesz, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+optogenetic+intervention+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Closed-loop optogenetic intervention in mice.</a> Nat Protoc. 8 (8), 1475-1493 (2013).</li>
<li>Kraeuter, A. K., Guest, P. C., Sarnyai, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+open+field+test+for+measuring+locomotor+activity+and+anxiety-like+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">The open field test for measuring locomotor activity and anxiety-like behavior.</a> Methods Mol Biol. 1916, 99-103 (2019).</li>
<li>Klapoetke, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independent+optical+excitation+of+distinct+neural+populations%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">Independent optical excitation of distinct neural populations.</a> Nat Methods. 11 (3), 338-346 (2014).</li>
<li>Vismer, M. S., Forcelli, P. A., Skopin, M. D., Gale, K., Koubeissi, M. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+piriform%2C+perirhinal%2C+and+entorhinal+cortex+in+seizure+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">The piriform, perirhinal, and entorhinal cortex in seizure generation.</a> Front Neural Circuits. 9, 27(2015).</li>
<li>Chen, T. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasensitive+fluorescent+proteins+for+imaging+neuronal+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity.</a> Nature. 499 (7458), 295-300 (2013).</li>
<li>Birling, M. C., Dierich, A., Jacquot, S., Herault, Y., Pavlovic, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly-efficient%2C+fluorescent%2C+locus+directed+cre+and+flpo+deleter+mice+on+a+pure+c57bl%2F6n+genetic+background%5BTitle%5D)+AND+%22Genesis%22%5BJournal%5D)">Highly-efficient, fluorescent, locus directed cre and flpo deleter mice on a pure c57bl/6n genetic background.</a> Genesis. 50 (6), 482-489 (2012).</li>
<li>Huang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+the+pathways+required+for+coping+behaviours+associated+with+sustained+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Identifying the pathways required for coping behaviours associated with sustained pain.</a> Nature. 565 (7737), 86-90 (2019).</li>
<li>Likhtik, E., Stujenske, J. M., Topiwala, M. A., Harris, A. Z., Gordon, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prefrontal+entrainment+of+amygdala+activity+signals+safety+in+learned+fear+and+innate+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Prefrontal entrainment of amygdala activity signals safety in learned fear and innate anxiety.</a> Nat Neurosci. 17 (1), 106-113 (2014).</li>
<li>Tavares, L. C. S., Tort, A. B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal-prefrontal+interactions+during+spatial+decision-making%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Hippocampal-prefrontal interactions during spatial decision-making.</a> Hippocampus. 32 (1), 38-54 (2022).</li>
<li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optogenetic+dissection+of+ictal+propagation+in+the+hippocampal-entorhinal+cortex+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Optogenetic dissection of ictal propagation in the hippocampal-entorhinal cortex structures.</a> Nat Commun. 7, 10962(2016).</li>
<li>Liu, Q., Wu, Y., Wang, H., Jia, F., Xu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viral+tools+for+neural+circuit+tracing%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Bull%22%5BJournal%5D)">Viral tools for neural circuit tracing.</a> Neurosci Bull. 38 (12), 1508-1518 (2022).</li>
<li>Christenson Wick, Z., Krook-Magnuson, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specificity%2C+versatility%2C+and+continual+development%3A+The+power+of+optogenetics+for+epilepsy+research%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Specificity, versatility, and continual development: The power of optogenetics for epilepsy research.</a> Front Cell Neurosci. 12, 151(2018).</li>
<li>Paschen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+low-frequency+stimulation+prevents+seizure+generation+in+a+mouse+model+of+mesial+temporal+lobe+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Hippocampal low-frequency stimulation prevents seizure generation in a mouse model of mesial temporal lobe epilepsy.</a> Elife. 9, e54518(2020).</li>
<li>Gummadavelli, A., Zaveri, H. P., Spencer, D. D., Gerrard, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanding+brain-computer+interfaces+for+controlling+epilepsy+networks%3A+Novel+thalamic+responsive+neurostimulation+in+refractory+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Expanding brain-computer interfaces for controlling epilepsy networks: Novel thalamic responsive neurostimulation in refractory epilepsy.</a> Front Neurosci. 12, 474(2018).</li>
<li>Vandekerckhove, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technological+challenges+in+the+development+of+optogenetic+closed-loop+therapy+approaches+in+epilepsy+and+related+network+disorders+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Micromachines+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Technological challenges in the development of optogenetic closed-loop therapy approaches in epilepsy and related network disorders of the brain.</a> Micromachines (Basel). 12 (1), 38(2020).</li>
<li>Li, Z. J., Zhang, L. B., Chen, Y. X., Hu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advancements+and+challenges+in+neuromodulation+technology%3A+Interdisciplinary+opportunities+and+collaborative+endeavors%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Bull+%28Beijing%29%22%5BJournal%5D)">Advancements and challenges in neuromodulation technology: Interdisciplinary opportunities and collaborative endeavors.</a> Sci Bull (Beijing). 68 (18), 1978-1982 (2023).</li>
<li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+prototype+closed-loop+brain-machine+interface+for+the+study+and+treatment+of+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">A prototype closed-loop brain-machine interface for the study and treatment of pain.</a> Nat Biomed Eng. 7 (4), 533-545 (2023).</li>
<li>Varela, C., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mpfc+spindle+cycles+organize+sparse+thalamic+activation+and+recently+active+ca1+cells+during+non-rem+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">Mpfc spindle cycles organize sparse thalamic activation and recently active ca1 cells during non-rem sleep.</a> Elife. 9, e48881(2020).</li>
<li>Adaikkan, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gamma+entrainment+binds+higher-order+brain+regions+and+offers+neuroprotection%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Gamma entrainment binds higher-order brain regions and offers neuroprotection.</a> Neuron. 102 (5), 929-943.e8 (2019).</li>
<li>Muthmann, J. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spike+detection+for+large+neural+populations+using+high+density+multielectrode+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neuroinform%22%5BJournal%5D)">Spike detection for large neural populations using high density multielectrode arrays.</a> Front Neuroinform. 9, 28(2015).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>8-32 adapter</td><td>Plexon</td><td>Op bestelling</td><td>Verbind de vrouwelijke connector en headstage</td></tr><tr><td>AAV-CaMKII&alpha;-ChrimsonR-mcherry</td><td>Taitool Bioscience</td><td>S0371-9</td><td>4 x 1012 VG/mL&nbsp;</td></tr><tr><td>AAV-hsyn-Gcamp6m</td><td>Taitool Bioscience</td><td>S0471-9</td><td>4 x 1012 VG/mL&nbsp;</td></tr><tr><td>DAPI</td><td>Sigma</td><td>236276</td><td>Titered 1:500</td></tr><tr><td>Tandheelkundig cement</td><td>New Century Dental</td><td>430205</td><td></td></tr><tr><td>Elektrofysiologisch opnamesysteem</td><td>Plexon</td><td>Omniplex</td><td></td></tr><tr><td>Geëmailleerd draad</td><td>N/A</td><td>Op bestelling</td><td>Diameter = 0.2 mm</td></tr><tr><td>Vrouwelijke connector</td><td>N/A</td><td>Op bestelling</td><td>1.25 mm pitch</td></tr><tr><td>Lijm</td><td>Loctite</td><td>45282</td><td></td></tr><tr><td>Laser</td><td>Changchun New Industries</td><td>BH81563</td><td>635 nm&nbsp;</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks</td><td>R2021b</td><td></td></tr><tr><td>Microboor</td><td>RWD</td><td>78001</td><td></td></tr><tr><td>Multichannel fiberfotometrie</td><td>ThinkerTech</td><td>FPS-SS-MC-LED</td><td></td></tr><tr><td>Optische vezel</td><td>Xi'an Bogao</td><td>L-200UM</td><td>Selecteer de juiste vezellengte op basis van de diepte van de beoogde hersengebieden.</td></tr><tr><td>PFA-gecoate tungsteendraad</td><td>A-M System</td><td>795500</td><td>Naakt 0.002"; Gecoat 0.0040"</td></tr><tr><td>Vermogenmeter</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td></td></tr><tr><td>Stereotactisch frame</td><td>RWD</td><td>68807</td><td></td></tr><tr><td>Weefselkleefstof</td><td>3M</td><td>1469SB</td><td></td></tr></tbody></table>

een geïntegreerde methode voor het maken van flexibele en handige elektrofysiologische optrodes voor in-vivo-opname in meerdere regio's

An Integrated Method for Crafting Flexible and Convenient Electrophysiological Optrodes for Multi-Region In Vivo Recording

Een geïntegreerde methode voor het maken van flexibele en handige elektrofysiologische optrodes voor in-vivo-opname in meerdere regio's

Epilepsy is a neurological disorder characterized by synchronized abnormal discharges involving multiple brain regions. Focal lesions facilitate the ...

an-integrated-method-for-crafting-flexible-convenient

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Een techniek is beschreven voor het implanteren van...

Elektrode Fabrication en Implantatie in Aplysia californica Voor Multi-channel Neurale en gespierd Recordings in Intact, Vrij Behaving Dieren

The video demonstrates simultaneous electrophysiological recording from multiple brain regions in a rat using an integrative micro-drive array. Recording electrodes are placed in the olfactory bulb, reference electrodes in the frontal cortex, and micro-drive array electrodes in the hippocampus. The rat is allowed to forage freely, and simultaneous recording from all the implanted electrodes is recorded using the array.

A Micro-drive Array Method for Electrophysiological Recording from Multiple Brain Regions

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

Hier beschrijven we onze strategie voor het verkrijgen van stabiele, goed geïsoleerde single-unit opnamen van geïdentificeerde remmende interneuronen in de geanesthetiseerde muiscortex. Neuronen die ChR2 tot expressie brengen, worden geïdentificeerd door hun reactie op blauw licht. De methode maakt gebruik van standaard extracellulair opname-apparatuur en dient als een goedkope alternatief voor calcium-beeldvorming of visueel geleid patchen.

Een gids voor In vivo Single-unit Opnemen van Optogenetically Identified Cortical Remmende Interneurons

Hier maken we een glazen pipette met twee functies: remming van diepe hersenstructuren door micro-injecties van geneesmiddelen en real-time monitoring van hun effecten door gelijktijdige elektrofysiologische opnames.

Gelijktijdig Elektrofysiologische opname en Micro-injecties van remmende middelen in de knaagdierhersenen

Hieronder beschreven is een methode voor implantatie van meerdere polymeer elektrode arrays in anatomisch verre hersengebieden voor chronische elektrofysiologische opname in vrij bewegende ratten. Voorbereiding en chirurgische implantatie worden gedetailleerd beschreven, met de nadruk op ontwerpprincipes om de aanpassing van deze methoden voor gebruik bij andere soorten te begeleiden.

Chronische implantatie van meerdere flexibele polymeer elektrode arrays

Hier presenteren we de fabricagemethode van een optrode-systeem met optische vezels voor lichtafgifte en een elektrode-array voor neurale opname. In vivo experimenten met transgene muizen die channelrhodopsine-2 tot expressie brengen, tonen de haalbaarheid van het systeem voor gelijktijdige optogenetische stimulatie en elektrofysiologische registratie.

Optrode Array voor gelijktijdige optogenetische modulatie en elektrische neurale opname

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

Hier presenteren we een uniek, 3D-printbaar implantaat voor ratten, genaamd TD Drive, dat in staat is tot symmetrische, bilaterale draadelektrode-opnames, momenteel in maximaal tien gedistribueerde hersengebieden tegelijk.

De TD Drive: een parametrisch, open-source implantaat voor elektrofysiologische opnames van meerdere gebieden bij zich gedragende en slapende ratten

Hier introduceren we een lichtgewicht, kosteneffectief sonde-implantaatsysteem voor chronische elektrofysiologie bij knaagdieren, geoptimaliseerd voor gebruiksgemak, sondeherstel, experimentele veelzijdigheid en compatibiliteit met gedrag.

Het DREAM-implantaat: een lichtgewicht, modulair en kosteneffectief implantaatsysteem voor chronische elektrofysiologie bij muizen die zich op het hoofd fixeren en zich vrij gedragen

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 een kosteneffectieve methode voor elektrodefabricatie om neuronale activiteit in vrij bewegende muizen te registreren. Deze techniek integreert optogenetica met multiregionale elektrofysiologie en calciumsignaalregistratie.

Een geïntegreerde methode voor het maken van flexibele en handige elektrofysiologische optrodes voor in-vivo-opname in meerdere regios (Video) | JoVE Journal

Een geïntegreerde methode voor het maken van flexibele en handige elektrofysiologische optrodes voor in-vivo-opname in meerdere regio's

Meer video's verkennen