Протокол описывает методологию внеклеточной регистрации в моторной коре (МК) для выявления внеклеточных электрофизиологических свойств у свободно движущихся мышей, находящихся в сознании, а также анализ данных потенциалов локального поля (LFP) и спайков, что полезно для оценки нейронной активности сети, лежащей в основе интересующего поведения.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Многоканальная внеклеточная запись у свободно движущихся мышей
* These authors contributed equally
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Протокол направлен на раскрытие свойств возбуждения нейронов и сетевых локальных полевых потенциалов (LFP) у мышей, выполняющих специфические задачи, путем корреляции электрофизиологических сигналов со спонтанным и/или специфическим поведением. Этот метод представляет собой ценный инструмент в изучении активности нейронной сети, лежащей в основе этого поведения. В статье подробно описана и полная процедура имплантации электродов и последующей внеклеточной регистрации у мышей со свободноподвижным сознанием. Исследование включает в себя детальный метод имплантации микроэлектродных решеток, захвата сигналов LFP и нейрональных спайков в моторной коре (МК) с использованием многоканальной системы и последующего автономного анализа данных. Преимущество многоканальной регистрации у животных, находящихся в сознании, заключается в том, что можно получить и сравнить большее количество спайковых нейронов и подтипов нейронов, что позволяет оценить взаимосвязь между конкретным поведением и связанными с ним электрофизиологическими сигналами. Примечательно, что методика многоканальной внеклеточной регистрации и процедура анализа данных, описанная в настоящем исследовании, могут быть применены и к другим областям мозга при проведении экспериментов на мышах.
Введение
Потенциал локального поля (LFP), важный компонент внеклеточных сигналов, отражает синаптическую активность больших популяций нейронов, которые формируют нейронный код длямножественного поведения. Считается, что спайки, генерируемые нейронной активностью, вносят свой вклад в LFP и важны для нейронного кодирования2. Было доказано, что изменения в спайках и LFP опосредуют некоторые заболевания мозга, такие как болезнь Альцгеймера, а также эмоции, такие как страх и т. д. Стоит отметить, что во многих исследованиях было подчеркнуто, что активность спайков значительно ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Все мыши были получены коммерческим путем и содержались в цикле 12 ч свет/12 ч темнота (свет включается в 08:00 утра по местному времени) при комнатной температуре 22-25 °C и относительной влажности 50%-60%. Мыши имели доступ к постоянному снабжению пищей и водой. Все эксперименты проводились в соответствии с Руководством по уходу и использованию лабораторных животных Южно-Китайского педагогического университета и были одобрены Институциональным комитетом по этике животных. Для экспериментов использовались самцы мышей C57BL/6J в возрасте 3-5 месяцев.
1. Сборка системы микропривода
- Соедините две платы, разработанны....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Фильтр высоких частот (250 Гц) был применен для извлечения многозначных пиков из необработанных сигналов (рис. 6A). Кроме того, были верифицированы записанные единицы измерения из МС обычной мыши, отсортированные по PCA (рис. 7A-D), а также были записаны ширина долины и длительность сигнала единиц в МС мыши. Результаты показали, что как ширина долины, так и длительность формы волны предполагаемых пирамидных нейронов MC (Pyn) у м.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Многоканальная запись на свободно движущихся мышах считается полезной технологией в исследованиях нейробиологии, но новичкам все еще довольно сложно записывать и анализировать сигналы. В настоящем исследовании мы предоставляем упрощенные рекомендации по созданию микроприводных систем и выполнению имплантации электродов, а также упрощенные процедуры захвата и анализа электрических сигналов с помощью программного обеспечения для сортировки спайков и программного обеспечения для анализа нейрофизиологических данных........
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (31871170, 32170950 и 31970915), Фонда естественных наук провинции Гуандун (2021A1515010804 и 2023A1515010899), Гуандунского фонда естественных наук для крупного проекта по выращиванию (2018B030336001) и Гранта Гуандуна: ключевые технологии для лечения заболеваний головного мозга (2018B030332001).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Контактный разъем 2,54 мм | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | 1 x 5 | Подача заявки на подвижный микропривод, который может скользить по своим подкладкам. |
| Adobe Illustrator CC 2017 | Adobe | N/A | Для оптимизации изображений из GraphPad. |
| BlackRock Microsystems | Blackrock Neurotech | Cerebus | Эта система включает в себя headsatge, DA convert, усилитель и компьютер. |
| Латунная гайка | Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd. | M0.8 латунная гайка | Гайка фиксирует положение винта. |
| Латунный винт | Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd. | M0,8 x 11 мм латунный винт | Винт, который удерживает подвижный микропривод. |
| C57BL/6J | Гуандун Чжиюань Биомедицинские технологии Ко., ЛТД. | Н/Д | 12 недель. |
| Пробирка центрифуга | Biosharp | 15 мл; БС-150-М | Для хранения мозга мышей с сахарозой. |
| Проводящая краску | Structure Probe, Inc. | 7440-22-4 | Для улучшения качества соединения проводов между контактами разъема и никель-кабелем. |
| Лента из медной фольги токопроводящая | 3М | 1181 | Для снижения помех. |
| Коннектор | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | 2 x 10P | Для подключения головки к системе микропривода. |
| Источник питания постоянного тока | Maisheng | MS-305D | Силовое устройство для электролитического поражения. |
| Стоматологический цемент | Shanghai New Century Dental Materials Co., Ltd. | Н/Д | Для фиксации электродных решеток на черепе мыши после завершения имплантации. |
| Цифровой аналоговый преобразователь | Blackrock | 128-Channel | Устройство, преобразующее цифровые данные в аналоговые сигналы. |
| Эпоксидная смола | Alteco | N/A | Для покрытия штифтов. |
| Excel | Microsoft | N/A | Для суммирования данных после анализа. |
| Глазные ножницы | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | Н/Д | Для хирургии или перерезания никель-хромовой проволоки. |
| Тонкие щипцы | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | Н/Д | Для хирургии. |
| Щипцы | JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd. | Н/Д | Для хирургии или сборки системы микропривода. |
| Замораживающий микротом | Leica | CM3050 S | Режь мышь» s мозга на срезы |
| Капиллярная трубка из плавленого кремнезема | Zhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd. | TSP050125 | To служат в качестве направляющих трубок для никель-хромовых проводов. |
| Стеклянный микроэлектрод | Sutter Instrument фирмы | BF100-50-10 | Для разметки нужных мест для имплантации с помощью заправленных чернил. |
| GraphPad Prism 7 | Программное обеспечение GraphPad | Н/Д | Для анализа и визуализации результатов. |
| Направляющая трубка | Polymicro технологии | 1068150020 | Для загрузки никель-хромовых проводов. |
| Headstage | Blackrock | N/A | Инструмент передачи сигналов. |
| Гелиевый шар | Yili Festive products Co., Ltd. | 24 дюйма | Для компенсации веса оголовка и системы микропривода. |
| Чернила | Сейлор Пен Ко., ЛТД. | 13-2001 | Отметить желаемые места для имплантации. |
| Йодная настойка | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | Н/Д | Для дезинфекции кожи головы мыши. |
| Линкомицин в гидрохлориде и лидокаине гидрохлоридный гель | Hubei kangzheng pharmaceutical co., ltd. | 10 г | Препарат, используемый для уменьшения воспаления. |
| Мелоксикам | Вики Биотехнология Ко., Лтд. | 71125-38-7 | Для уменьшения послеоперационной боли у мышей. |
| Микроманипуляторы | Scientifica | Scientifica IVM Triple | для имплантации электродных матриц. |
| Микроскоп | Nikon | ECLIPSE Ni-E | Захват изображений участков мозга |
| nanoZ Impedance Tester Plexon | nanoZ | Для измерения импеданса или выполнения электродной импедансной спектроскопии (EIS) для многоканальных микроэлектродных матриц. | |
| NeuroExplorer | Plexon | NeuroExplorer | Инструмент для анализа электрофизиологических данных. |
| НейроЭксплорер | Plexon, США | Н/Д | Программное обеспечение. |
| Никель-хромовая проволока | California Fine Wire Co. | M472490 | 35 μ m Ni-хромовая проволока. |
| Offline Sorter | Plexon | Offline Sorter | Инструмент для сортировки записанных мультиединиц |
| Печатная плата | Hangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd. | Н/Д | Плата, разработанная компьютером. |
| Пентобарбитал | Sigma | P3761 | Для обезболивания мышей. |
| Пентобарбитал натрия | Сигма | 57-33-0 | Для обезболивания мыши. |
| Перистальтический насос | Longer | BT100-1F | Аппарат для перфузии |
| Полиформальдегид | Sangon Biotech | A500684-0500 | Основной компонент фиксирующего раствора для фиксации мозга мышей |
| PtCl4 | Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd. | 13454-96-1 | Препарат для золотого покрытия жидкостью. |
| Салин | Гуандун Хэнцзянь Фармасьютикал Ко., Лтд. | Н/Д | Для очистки черепа мыши. |
| Серебряная проволока | Сучжоу Xinye Electronics Co., Ltd. | Диаметр 2 мм | Применение для заземляющих электродов и электродов сравнения. |
| Сверло для черепа | RWD Life Science | 78001 | Чтобы тщательно просверлить два маленьких отверстия на черепе мыши. |
| Винты из нержавеющей стали | YOUXIN Electronic Co., Ltd. | M0,8 x 2 | Для защиты системы микропривода и соединения заземляющих электродов и электродов сравнения. |
| Стереотаксический аппарат | RWD Life Science | 68513 | Для выполнения стереотаксических координат двусторонней моторной коры. |
| Сахароза | Дамао | 57-50-1 | Для обезвоживания мозга мышей после перфузии. |
| Суперклей | Henkel AG & Co. | PSK5C | Для фиксации направляющей трубки и никель-хромовой проволоки. |
| Регулятор температуры | Гарвардский аппарат | TCAT-2 | Для поддержания ректальной температуры мыши на уровне 37°С; C |
| Тетрациклиновая глазная мазь | Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd. | Н/Д | Для защиты глаз мыши во время операции. |
| Нить | Rapala | N/A | Для соединения баллона и головного офиса. |
| Вазелин | Unilever plc | N/A | Для покрытия зазора между электродными решетками и черепом мыши. |
Ссылки
- 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....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
