O protocolo descreve a metodologia de registro extracelular no córtex motor (CM) para revelar propriedades eletrofisiológicas extracelulares em camundongos conscientes em movimento livre, bem como a análise de dados de potenciais de campo local (LFPs) e picos, o que é útil para avaliar a atividade neural da rede subjacente aos comportamentos de interesse.
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Artigo de método
Gravação Extracelular Multicanal em Ratos em Movimento Livre
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Neste artigo
Resumo
Resumo
O protocolo visa desvendar as propriedades do disparo neuronal e dos potenciais de campo local (LFPs) em camundongos comportados realizando tarefas específicas, correlacionando os sinais eletrofisiológicos com o comportamento espontâneo e/ou específico. Esta técnica representa uma ferramenta valiosa no estudo da atividade da rede neuronal subjacente a esses comportamentos. O artigo fornece um procedimento detalhado e completo para o implante de eletrodos e consequente registro extracelular em camundongos conscientes em movimento livre. O estudo inclui um método detalhado para implantar os arranjos de microeletrodos, capturar os sinais de LFP e spiking neuronal no córtex motor (CM) usando um sistema multicanal, e a subsequente análise de dados off-line. A vantagem do registro multicanal em animais conscientes é que um maior número de neurônios de spiking e subtipos neuronais pode ser obtido e comparado, o que permite avaliar a relação entre um comportamento específico e os sinais eletrofisiológicos associados. Notavelmente, a técnica de registro extracelular multicanal e o procedimento de análise de dados descrito no presente estudo podem ser aplicados a outras áreas cerebrais ao realizar experimentos em camundongos com comportamento.
Introdução
O potencial de campo local (LFP), um importante componente dos sinais extracelulares, reflete a atividade sináptica de grandes populações de neurônios, que formam o código neural para múltiploscomportamentos1. Considera-se que as espículas geradas pela atividade neuronal contribuem para a LFP e são importantes para a codificação neural2. Alterações em spikes e LFPs comprovadamente mediam diversas doenças cerebrais, como a doença de Alzheimer, bem como emoções como medo, etc.3,4. Vale ressaltar que muitos estudos têm destacado que a atividade da espícula difere si....
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Protocolo
Todos os camundongos foram obtidos comercialmente e mantidos em um ciclo claro/12 h escuro de 12 h (luz acesa às 08:00 horas locais) a uma temperatura ambiente de 22-25 °C e umidade relativa de 50%-60%. Os ratos tiveram acesso a um suprimento contínuo de comida e água. Todos os experimentos foram realizados de acordo com as Diretrizes para Cuidados e Uso de Animais de Laboratório da South China Normal University e aprovados pelo Comitê Institucional de Ética em Animais. Camundongos C57BL/6J machos com idade entre 3-5 meses de idade foram utilizados para os experimentos.
1. Montagem do sistema de micro-acionamento
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Resultados
Um filtro passa-alta (250 Hz) foi aplicado para extrair os picos multiunidades dos sinais brutos (Figura 6A). Além disso, as unidades registradas do MC de um camundongo normal classificado por PCA foram verificadas (Figura 7A-D), e a largura do vale e a duração da forma de onda das unidades no MC do camundongo foram registradas. Os resultados mostraram que tanto a largura do vale quanto a duração da forma de onda dos neurônios p.......
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Discussão
A gravação multicanal em camundongos em movimento livre tem sido considerada uma tecnologia útil em estudos de neurociência, mas ainda é bastante desafiadora para iniciantes gravar e analisar os sinais. No presente estudo, fornecemos diretrizes simplificadas para a confecção de sistemas de microacionamento e implantação de eletrodos, bem como procedimentos simplificados para captura e análise de sinais elétricos via software de classificação spike e software para análise de dados neurofisiológicos.
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado por subsídios da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (31871170, 32170950 e 31970915), da Fundação de Ciências Naturais da Província de Guangdong (2021A1515010804 e 2023A1515010899), da Fundação de Ciências Naturais de Guangdong para o Projeto de Cultivo Principal (2018B030336001) e da Concessão Guangdong: Tecnologias-Chave para o Tratamento de Distúrbios Cerebrais (2018B030332001).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Conector de pinos de 2,54 mm | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | 1 x 5 | Solicitando o micro-drive móvel que pode deslizar em suas pernas. |
| Adobe Illustrator CC 2017 | Adobe | N/A | Para otimizar imagens do GraphPad. |
| BlackRock Microsystems | Blackrock Neurotech | Cerebus | Este sistema inclui headsatge, conversor DA, amplificador e computador. |
| Porca de latão | Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd. | Porca de latão M0.8 | A porca fixa a posição do parafuso. |
| Parafuso de latão | Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd. | Parafuso de latão M0.8 x 11 mm | Um parafuso que segura o microacionamento móvel. |
| C57BL/6J | Guangdong Zhiyuan Biomedical Technology Co., LTD. | N/A | 12 semanas de idade. |
| Tubo de centrífuga | Biosharp | 15 mL; BS-150-M | Para armazenar o cérebro de camundongos com sulutações de sacarose. |
| Condução de tinta | Structure Probe, Inc. | 7440-22-4 | Para melhorar a qualidade da conexão do cabo entre os pinos do conector e os fios Ni. |
| Fita condutora de folha de cobre | 3M | 1181 | Para reduzir a interferência. |
| Conector | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | 2 x 10P | Para conectar o headtage ao sistema de micro-drive. |
| Fonte de alimentação DC | Maisheng | MS-305D | Um dispositivo de energia para lesão eletrolítica. |
| Cimento dentário | Shanghai New Century Dental Materials Co., Ltd. | N/A | Para fixar os feixes de eletrodos no crânio do camundongo após o término do implante. |
| Conversor analógico digital | Blackrock | 128 canais | Um dispositivo que converte dados digitais em sinais analógicos. |
| Resina epóxi | Alteco | N/A | Para cobrir pinos. |
| Excel | Microsoft | N/A | Para resumir os dados após a análise. |
| Tesoura de olho | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | N/A | Para cirurgia ou corte do fio Ni-cromo. |
| Fórceps fino | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | N/A | Para cirurgia. |
| Fórceps | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | N/A | Para cirurgia ou montagem do sistema de acionamento mirco. |
| Micrótomo de congelamento | Leica | CM3050 S | Corte o mouse' s cérebro em fatias |
| Tubo capilar de sílica fundida | Zhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd. | TSP050125 | Para servir como tubos guia para fios de Ni-cromo. |
| Microeletrodo de vidro | Sutter Instrument Company | BF100-50-10 | Para marcar os locais desejados para implantação usando a tinta preenchida. |
| GraphPad Prism 7 | Software GraphPad | N/A | Para analisar e visualizar os resultados. |
| Tecnologias Polymicro de tubo guia | 1068150020 | Para carregar fios de Ni-cromo. | |
| Headstage | Blackrock | N/A | Uma ferramenta de transmissão de sinais. |
| Balão de hélio | Yili Festive products Co., Ltd. | 24 polegadas | Para compensar o peso do headstage e do sistema de micro-drive. |
| Tinta | Sailor Pen Co., LTD. | 13-2001 | Marcar os locais desejados para implantação. |
| Tintura de iodo | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | N/A | Para desinfetar o couro cabeludo do rato. |
| Lincomicina em cloridrato e lidocaína gel de cloridrato | Hubei kangzheng pharmaceutical co., ltd. | 10g | Um medicamento usado para reduzir a inflamação. |
| Meloxicam | Vicki Biotechnology Co., Ltd. | 71125-38-7 | Para reduzir a dor pós-operatória em camundongos. |
| Micromanipuladores | Scientifica | Scientifica IVM Triple | Para implantação de feixes de eletrodos. |
| Microscópio | Nikon | ECLIPSE Ni-E | Capture as imagens de seções cerebrais |
| nanoZ testador de impedância | Plexon | nanoZ | Para medir a impedância ou realizar espectroscopia de impedância de eletrodo (EIS) para matrizes de microeletrodos multicanal. |
| NeuroExplorer | Plexon | NeuroExplorer | Uma ferramenta para analisar os dados eletrofisiológicos. |
| NeuroExplorer | Plexon, EUA N | /A | um software. |
| Fio Ni-cromo | California Fine Wire Co. | M472490 | 35 μ m Fio de níquel-cromo. |
| Classificador Offline | Plexon | Classificador Offline | Uma ferramenta para classificar as multi-unidades gravadas. |
| Placa PCB | Hangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd. | Placa projetada por computador | N/A |
| Pentobarbital | Sigma | P3761 | Para anestesiar camundongos. |
| Pentobarbital sódico | Sigma | 57-33-0 | Para anestesiar o mouse. |
| Bomba peristáltica | Longer | BT100-1F | Um dispositivo usado para perfusão |
| Poliformaldeído | Sangon Biotech | A500684-0500 | O principal componente da solução fixadora para fixação de cérebros de camundongos |
| PtCl4 | Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd. | 13454-96-1 | Preparação para líquido de revestimento de ouro. |
| Saline | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | N/A | Para limpar o crânio do rato. |
| Fio de prata | Suzhou Xinye Electronics Co., Ltd. | 2 mm de diâmetro | Aplicação de eletrodos de aterramento e referência. |
| Broca de crânio | RWD Life Science | 78001 | Para perfurar cuidadosamente dois pequenos orifícios no crânio do rato. |
| Parafusos de aço inoxidável | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | M0.8 x 2 | Para proteger o sistema de microacionamento e conectar os eletrodos de aterramento e referência. |
| Aparelho estereotáxico | RWD Ciências da Vida | 68513 | Para realizar as coordenadas estereotáxicas do córtex motor bilateral. |
| Sacarose | Damao | 57-50-1 | Para desidratar o cérebro do camundongo após a perfusão. |
| Super cola | Henkel AG & Co. | PSK5C | Para fixar o tubo guia e o fio Ni-chrome. |
| Controlador de temperatura | Harvard Apparatus | TCAT-2 | Para manter a temperatura retal do mouse em 37&graus; C |
| Pomada para os olhos de tetraciclina | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | N/A | Para proteger os olhos do rato durante a cirurgia. |
| Thread | Rapala | N/A | Para ligar o balão e o headstage. |
| Vaselina | Unilever plc | N/A | Para cobrir a lacuna entre as matrizes de eletrodos e o crânio do camundongo. |
Referências
- Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).
- Singer, W. Synchronization of cortical ac....
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Reimpressões e permissões
