TD Drive: параметрический имплантат с открытым исходным кодом для многозонной электрофизиологической регистрации у ведущих себя и спящих крыс
April 26th, 2024
В этой статье мы представляем уникальный имплантат для крыс, который можно напечатать на 3D-принтере, названный TD Drive, способный вести симметричную двустороннюю запись электродов, в настоящее время в десяти распределенных областях мозга одновременно.
Цель нашего исследования состоит в том, чтобы лучше понять нейронные механизмы, лежащие в основе обработки памяти, особенно изучить взаимодействие между конкретными областями мозга в режиме реального времени в различные моменты обучения, а также во время сна. В связи с этим мы разработали новый драйвовый имплантат, который позволяет нам одновременно наблюдать за нейронной активностью в нескольких областях мозга у свободно движущихся крыс во время выполнения задач и отдыха. Чтобы записать активность мозга у животных, исследователи обычно используют самодельные сложные имплантаты с десятками индивидуально подвижных проволочных электродов.
Тем не менее, для успешного использования и имплантации этих устройств могут потребоваться годы обучения. Наш диск прост в сборке и не нуждается в экспертных руках, что делает такого рода исследования более доступными. Привод TD был разработан на основе трех идей, противопоставляя его другим сложным конструкциям.
Он должен позволять записывать несколько областей мозга на двусторонней основе, быть относительно простым и быстрым в сборке, а исследователи должны иметь возможность адаптировать дизайн самостоятельно, не обладая глубокими знаниями в области 3D-дизайна. Мы стремимся понять, как различные области мозга взаимодействуют друг с другом, когда грызуны выполняют простые и сложные поведенческие задачи? Как обучение и различные лекарства влияют на взаимодействие между областями мозга во время сна, и как эти взаимодействия во время сна связаны с производительностью памяти?
Обзор
Это исследование представляет новый, легко изготавливаемый 3D-печатный имплантат под названием TD Drive для двусторонней записи проводных электродов у свободно передвигающихся крыс. Целью является улучшение понимания нейронных механизмов, участвующих в обработке памяти, путем записи с нескольких областей мозга во время различных поведенческих задач и во сне, тем самым облегчая доступность исследований.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Электрофизиология
- Поведенческие исследования
Фон
- Нейронные механизмы, лежащие в основе обработки памяти, не полностью поняты.
- Предыдущие устройства для записи сложны и требуют обширного обучения для использования.
- Целью этого исследования является упрощение процесса записи нейронной активности.
Цель исследования
- Исследовать взаимодействие между областями мозга во время обучения и во сне.
- Создать более доступную систему записи для исследователей.
- Изучить влияние обучения и лекарств на нейронные взаимодействия.
Используемые методы
- Платформа включает 3D-печатный имплантат для записи электродов.
- Биологическая модель представляет собой свободно передвигающихся крыс, что позволяет записывать во время поведения.
- Не упоминались мультиомические или метаболические анализы.
- Были предоставлены детальные инструкции по сборке имплантата, с акцентом на простоту конструкции.
Основные результаты
- Имплантат позволяет одновременную запись с нескольких областей мозга.
- Обеспечивает возможность реального времени исследования нейронной активности во время выполнения задач и в покое.
- Подчеркивает повышенную доступность электрофизиологических исследований.
Выводы
- Это исследование демонстрирует значительный прогресс в доступности нейронных записей.
- Последствия включают улучшенное понимание обработки памяти и нейронных взаимодействий.
