L'examen de transformation réseau local en utilisant l'enregistrement multi-contact d'électrode laminaire

Summary

Une question fondamentale dans notre compréhension des circuits corticaux est de savoir comment les réseaux dans différentes couches corticales codent l'information sensorielle. Ici, nous décrivons des techniques électrophysiologiques utilisant des électrodes laminaires multi-contact pour enregistrer une seule des unités et des potentiels de champ local et des analyses actuelles afin d'identifier les couches corticales.

Abstract

Couches corticales sont omniprésents dans les structures néocortex ^1-4 ​​qui se composent de très récurrente des réseaux locaux. Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans notre compréhension des différences dans les propriétés de réponse des neurones dans les différentes couches corticales ^5-8, mais il reste encore beaucoup à apprendre si et comment les populations neuronales coder les informations spécifiques à un laminaire manière.

Existants multi-électrodes techniques de tableau, bien instructif pour mesurer les réponses à travers plusieurs millimètres d'espace cortical le long de la surface corticale, sont impropres à l'approche de la question des circuits corticaux laminaire. Ici, nous présentons notre méthode de création et d'enregistrement des neurones individuels et potentiels de champ locaux (LFPs) à travers les couches corticales du cortex visuel primaire (V1) en utilisant des électrodes laminaires multi-contact (figure 1; Plextrode U-Probe, Inc Plexon).

Les méthodes de construction sont inclus appareil d'enregistrement, l'identification des couches corticales, et l'identification des champs récepteurs des neurones individuels. Pour identifier les couches corticales, on mesure le potentiel de réponse évoquée (ERP) de la LFP séries chronologiques en utilisant plein champ stimulus flashé. Nous effectuons ensuite source de courant de densité (CDD) analyse pour identifier les inversions de polarité accompagnés par la configuration du puits-source à la base de la couche 4 (l'évier est à l'intérieur la couche 4, ci-après dénommée couche granulaire ^9-12). Source de courant de densité est utile car il fournit un indice de l'emplacement, l'orientation et la densité du flux transmembranaire actuelle, nous permettant de positionner précisément les électrodes pour enregistrer à partir de toutes les couches dans une seule pénétration de ^{6, 11, 12.}

Protocol

1. NAN microdrive de construction Nous utilisons les U-Probe en combinaison avec le système d'entraînement NAN électrode. La construction de ce système nécessite 2-3 heures, mais une fois construit, il est très simple à modifier. Nous commençons par l'assemblage de la tour NAN, qui comprend une base de 4 canaux (figure 2a), la chambre de NAN (figure 2b), la grille avec une distance mm (figure 2c), 1-4 microdrives vis (figure 2d), une -4 tubes de guidage (figure 2e, 500 pm de di…

Discussion

Multi-unit enregistrements sont devenus la norme pour analyser comment les réseaux neuronaux dans le cortex coder les informations de relance. Etant donné les récents progrès dans la technologie d'électrodes, la mise en oeuvre d'électrodes laminaire permet une caractérisation locale sans précédent de circuits corticaux. Bien que multi-électrodes enregistrements offrent des informations utiles sur la dynamique des populations de neurones, électrodes laminaire multiples permettent une plus grande résol…

Materials

Name of Equipment	Company	Catalogue number	Comments
Nan microdrive system	Nan Instruments	NAN-S4	Figure 2. Custom clamps are needed to use the U-Probe. Everything mentioned with exception of the U-Probe is provided by NAN instruments.
Screw microdrives	MIT Machine shop		Anything that is able to secure a guide tube to the NAN grid should be appropriate.
Stainless Steel Guide Tubes	Small Parts	B00137QHNS (1) or B00137QHO2 (5)	These are 60 in long and cut to size in the laboratory using a Dremel hand drill
Plexon U-Probe	Plexon, Inc	PLX-UP-16-25ED-100-SE-360-25T-500	See U-Probe specifications available at www.plexon.com Also see Figure 1.

Table 1. Hardware.

Name of Software	Company	Website	Comments
NAN software	NAN	http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm	Computer interface requires an additional serial port to accommodate the Plexon system and the NAN hardware
Offline Sorter, FPAlign, PlexUtil, MATLAB programs	Plexon	http://www.plexon.com/downloads.html#Software	Under ‘Installation Packages’
NeuroExplorer	NeuroExplorer	http://www.neuroexplorer.com/	Under ‘Resources’
CSDplotter Version 0.1.1	Klas H. Petterson	http://arken.umb.no/~klaspe/user_guide.pdf

Table 2. Software.