Рыбы являются самой большой и разнообразной группой позвоночных, и, как и другие позвоночные, они обладают сложными когнитивными способностями, такими как навигация, общение, сон, охота и т.д. Тем не менее, нейронные механизмы, регулирующие поведение рыб, по большей части остаются неизвестными.
В последние несколько десятилетий внеклеточные записи из обездвиженых рыб в первую очередь были реализованы для изучения различных аспектов нейронной основы поведения1,2. Хотя этот метод подходит для некоторых сенсорных систем, исследование всего спектра нервной основы поведения трудно, если не невозможно в обездвиженные животные. Первые достижения включали запись из клеток Mauthner привязанных плавающих рыб3,4. Тем не менее, клетки Маутнера непропорционально большие, и записанные потенциальные амплитуды действия, которые могут достигать нескольких м.В., облегчают запись. Позже, Canfield и др. описал доказательство концепции при использовании привязанного животного для записи из теленцефалона рыбы5. Другой недавний метод для записи нейронной активности от рыбы является изображения кальция (см. отзывы Оргер и де Polavieja6, и Vanwalleghem и др.7). Этот метод был разработан для использования с личинками зебры, потому что кожа и череп прозрачны во время личиночной стадии. Однако этот метод не может быть использован для изучения сложного поведения на более поздних стадиях разработки.
Здесь мы представляем новую технику для записи внеклеточной нервной активности из мозга свободно плавающих рыб. Это модифицированная версия протокола, описанная в Vinepinsky et al.8. Основным нововведением является добавление микропривода, который позволяет контролировать положение электродов после операции. Техника предназначена для записи из теленефалиона золотой рыбки с использованием набора тетродов, которые подключены к регистратору нейронных данных с помощью микропривода. Вся установка беспроводной и закреплены на черепе рыбы. Специфический вес системы выравнивается с водным весом, добавляя небольшой поплавок, который позволяет рыбе свободно плавать.
Методика основана на использовании регистратора нейронных данных, который усиливает, оцифровывает и хранит сигнал в бортовом устройстве памяти. Телеметрическая система регистратора используется для запуска и остановки записей, а также для синхронизации с видеокамерой. В этом протоколе используется 16-канальный нейронный регистратор, встроенный в водонепроницаемую коробку вместе с микроприводом.
Сборка микропривода изготовлена из двух основных компонентов: самого микропривода и корпуса микропривода(рисунок 1A,B). Корпус держит микропривод и тетроды, а также выступает в качестве якоря между черепом и коробкой регистратора(Рисунок 1C). Коробка регистратора ПВХ изготовлена с помощью машинного процесса и герметична с помощью O-кольца(рисунок 1E-G, см. также Дополнительную диаграмму 1, Дополнительная фигура 2, и Дополнительная рисунок 3 для трехмерной диаграммы 3D). С одной из концов, кусок полистирола пены крепится к коробке регистратора, чтобы компенсировать вес имплантата и обеспечить рыбу с плавучести нейтральный имплантат. Конструкция микропривода, описанная в протоколе, соответствует процедуре, представленной Vandecasteele et al.9 с модификацией для присоединения микропривода к корпусу(рисунок 1А). Представлены все основные шаги.
Процедура, описанная в протоколе подготовки черепа рыбы, аналогична процедуре, представленной в Vinepinsky et al.8, и кратко описана в протоколе. На следующий день после операции, рыбы, как правило, полностью оправился от последствий анестезии и готовы к поведенческим экспериментам. Обратите внимание, что расположение тетроде может быть скорректировано путем поворота микроприводного винта. Винт имеет интервал 300 мкм на полное вращение и продвижение 75 мкм рекомендуется до тех пор, пока целевой расположение мозга не будет достигнуто. Соответствующий атлас мозга следует консультироваться с целью конкретной области мозга, представляющих интерес. Целесообразно испытать электрод impedance каждый раз, когда рыба под анестетом для замены батареи или карты памяти.