Summary
Fare beyin sinyallerinin in vivo elektrofizyolojik kayıtları için mikro sürücünün tasarım ve montaj açıklanmıştır. Sağlam driveable taşıyıcılara mikroelektrot demetleri takılarak, bu tekniklerin uzun vadeli ve istikrarlı bir sinir kayıtları için izin verir. Hafif tasarım hayvan aşağıdaki sürücü implantasyonu ile sınırsız davranış performans sağlar.
Abstract
Hayvan deneysel ilgili görevleri yürütmektedir gibi özgürce davranmak hayvanların beyninden state-of-the-art elektrofizyolojik, araştırmacılar aynı anda tek tek hücrelerden nöron ve aksiyon potansiyelleri nüfusu yerel alan potansiyelleri (LFPs) incelemek için izin verir. Kronik implante mikro sürücünün birkaç hafta dönemleri boyunca sürmesi beyin kayıtları için izin verir. Minyatür sürücüler ve hafif bileşenler, fare gibi küçük memelilerde ortaya söz konusu uzun süreli kayıtlar için izin verir. Her bir tel 12.5 mikron bir çapa sahip olan dört elektrot sıkıca örülmüş demetlerinden oluşmaktadır tetrodes kullanılarak, bu tür serebral korteks, dorsal hipokamp ve subiculum gibi yüzeysel beyin bölgelerinde fizyolojik açıdan aktif nöronlar izole edilmesi mümkündür, hem de Bu striatum ve amigdala gibi derin bölge olarak. Hayvan bir Varie ile meydan Dahası, bu tekniğin istikrarlı, yüksek sadakat sinir kayıtları sigortalanırdavranışsal görevleri ty. Bu makale fare beyinden kaydetmek için optimize edilmiş çeşitli teknikler anlatılmaktadır. İlk KOhm aralığı MQ kendi empedans azaltmak için kendi ipuçları, biz, tetrodes imal driveable tüpler içine yüklemek için nasıl göstermek ve altın plaka. İkinci olarak, taşıyan ve ucuz malzeme kullanımı ile, dikey olarak tetrodes hareket için özel bir Microdrive montaj oluşturmak için nasıl gösterir. Üçüncü olarak, bağımsız hareketli tetrodes taşımak için tasarlanmış bir ticari Microdrive (Neuralynx VersaDrive) montaj için adımları göstermek. Son olarak, farelerin sırt subiculum elde yerel alan potansiyelleri ve tek birim sinyallerin temsilcisi sonuçları sunuyoruz. Bu teknikler kolayca elektrot dizileri ve fare beyinde kayıt planları farklı karşılamak için değiştirilebilir.
Introduction
In vivo hücre dışı sinir sinyalleri kayıt için mikroelektrot tekniğin kullanılması nörobilim 1, 2 uzun ve değerli bir geleneğe sahiptir. Serbestçe hareket eden bir hayvana birçok beyin bölgelerinden elektriksel aktivite kayıt yeteneğine, ancak, 3 daha gelişmiş ve kullanıcı dostu haline gelir satın alma, analiz ve sinir sinyallerinin ayrımcılık için yazılım paketleri olarak giderek yaygınlaşmaktadır daha yeni bir teknolojidir 4. Yazılım tarafında teknolojik gelişmeler aynı zamanda fare gibi küçük memeliler, içinde kayıt için yeterince küçülttüm olan implante edilebilir cihazların ağırlığı ve toplu azalma, eşlik edilmiştir. Hafif (çoğunlukla plastik) bileşenleri kullanarak, araştırmacılar elektrotlar veya beyin bölgelerinde geniş bir yelpazede 5-7 hedef tetrodes bağımsız konumlandırma için izin mikro sürücünün inşa edebiliyoruz. Bu gibi bile derin beyin yapıları,amigdala 6 ve striatum 5, rutin olarak, uygun bir şekilde uzun bir sürücü vida seçimi ile hedeflenebilir. Bu kayıt teknikleri, 9 araştırmacılar yüksek sadakat sinir sinyalleri elde etmek için izin ve tek nöronların elektriksel aktivite kayıt olan hücre içinde 8 kaydetti. Implantasyon 10 sonra iki ay için mikro sürücünün bu tür kullanarak, başarılı farelerin tek birimleri kaydettik. Buna ek olarak, cihaz (yaklaşık 1.5-2.0 g) hafif doğa birçok davranış görev olmayan implante farenin karşılaştırılabilir davranışsal sonuçlandı. Özellikle, implante fareler roman nesne tanıma görev 10 ve nesne yer görev (yayınlanmamış veri) normal performans sergileyen olduğunu göstermiştir.
Birden fazla tetrodes akuple mikro sürücünün bir kullanımı araştırmacılar ağ düzeyinde nöral etkinliğini izlemek ve analiz sağlarAyrıca beyin içinde birden tek birimlerinden kaydederken. Bu tetrodes ile kayıt ünitesi tanımlama amacıyla birçok önemli avantajları vardır ve yüksek doğruluk elde etme ve birden çok tek birimleri 11 ayrımcılık sağlar. Biz imal ve altın plaka tetrode demetleri ve daha sonra daha sonra driveable elektrot taşıyıcı kağıt yükleme nasıl açıklar. Biz tarif sürücü taşıyıcısının bir tür ticari ve diğer kaynaklarının önemli bir yatırım yapmadan çoklu taşıyıcılar ve tetrode düzenlemeler ağırlayacak basit, ancak kolayca genişletilebilir, sürücü tasarımdır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Tetrode Fabrikasyon
- California Güzel Tel izole 12.5 mikron (0.0005 ") çap çekirdek platin-iridyum tel kullanarak başlayın. Telin uzunluğu hedef yapısı için uygun uzunlukta kesilmelidir. Örneğin, en az 30 cm uzunluğunda tel kesme dorsal hipokampus subiculum veya hedefleme için.
- 15 cm uzunluğunda olacaktır, iki paralel teller vardır, böylece merkezi üzerinde tel katlayın. Uzunluğunda 7.5 cm dört paralel telleri oluşturmak için yatay bir kolu üzerinde bu telin orta noktası asmak. Sonraki dört tel bir paket oluşturarak, bol dökümlü tel altındaki kauçuk kaplı klip ekleyin.
- Lastik teli gergin olduğundan emin olduktan motorlu Tetrode Spinner içine klibi, ancak iplik işlemi sırasında kıracak gibi çok gergin ya da yatak değil ağırlık yerleştirin.
- "Manuel" moduna Tetrode Spinner geçiş ve saat yönünde tel döndürmek için "Sağ" için kumanda kolunu itin. Spinnertetrode oluşturmak için dört tel sıkı bir paket oluşturarak, yaklaşık 2 Hz dönecektir.
- Joystick üzerinde "Yukarı" basarak durdurmak sonra 80 saat dönüş uygulayın. Bu duraklama motorlu eğiren olacak. Daha sonra, tetrode üzerindeki baskıyı kaldırmak için 20 saat yönünün tersine ("Sol") rotasyonları geçerlidir. Telin uzunluğu başına dönüş son sayısı mikron başına 8 dönüş olmalıdır.
- VG bağ kaplaması eritilmesi ile birlikte tellerin kaynaştırmak için, 400 derecelik bir maksimuma ulaşır alt ayar 1, üzerinde ısıtma tabancası kullanın. Isı tabancası telden ~ 2 cm tutun ve birkaç farklı açılardan yaklaşık 5 saniye boyunca telin düz uzunluğu aşağı silahı çalıştırın ve. Sürekli ısı tabancası süpürme ve bu HML izolasyonu zarar ve telleri paket içinde birlikte sigorta neden olur gibi tek bir yerde tutmayın emin olun.
- Tetrode (yatay kol yakın) üstünde bir kesim yapmak ve daha sonra altındaki klipten tetrode bırakın. Tetrode bir ucunda dört ayrı tel vardır, böylece tek bir döngü kesmek, bu teller elektriksel bir sonraki adımda altın iğne veya bir devre kartına bağlanacaktır.
- Sürücü tamamlanana kadar depolama için tozsuz bir tutma kutusuna tamamlanmış tetrode yerleştirin.
2. Özel Microdrive Meclisi
- İlk Microdrive (ler) yapacak temelini oluşturmaktadır. Bu güvenli ve kafatasının orta hat boyunca konumlandırılmış ise implante Microdrive temeli genellikle en kararlı olduğunu. Bu protokol dört poliamid tüp taşıyıcıları tutmak için tek Microdrive ile bir üs inşa etmek adımları açıklar. Gerektiği gibi ek mikro sürücünün ve tüpler kolayca eklenebilir.
- O kafasına implante sonra fare sürücü ile serbestçe hareket sağlayacak bir şekil yaklaşık 20 mm kare pleksiglas akrilik parçası (5 mm kalınlığında) ve kum akrilik ile başlayın.
- Sonra, tahrik ünitesi monte. 3 özelleştirilmiş kullanınSürücü vida taşıyacak .3 x 6.3 mm pirinç kılavuzları. Dik birlikte İlk olarak, lehim iki pirinç kılavuzları. Yatay parça akrilik tabanına yapıştırılmış olacak ise dikey pirinç kılavuzu, sürücü vida ve elektrotlar yapacak.
- Birlikte lehim pirinç parçaları sonra, kılavuzun üst yoluyla ve Kemik plastik blok bir Mercimek başlı pirinç vida geçirerek sürücü kendisini montajı başlar. Kare blok deliği kılavuz çok az çıkıntı bloğun bir yüz sonuçlanan bir miktar merkez dışında (0.2 mm) olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu elektrotlar taşıyan poliamid tüpler oturup tarafı.
- Somun neredeyse kılavuzun alt dokunmadan kadar kılavuz içindeki Kemik blok ve tüm yol boyunca vida ile, bir altıgen pirinç fındık iplik. Tam olarak somunu sıkın, bunun yerine somun ve vida katılmak için ucuna lehim küçük bir miktar erime ama dikkatli değil lehim Anıt olmakkılavuzuna hing. Şimdi vida boyunca dikey, vida dönen Kemik blok (saat yönünde) hareket etmelidir ve aşağı (saat yönünün tersine). Lehimli fındık geçmiş çıkıntı bu iş parçacığı kesin.
- Sürücü monte edildikten sonra, akrilik taban geri dönmek ve elektrot sürücü olacak olan bir 3 mm genişliğinde yuvası kesti. Yuvası ile yatay pirinç kılavuz geçmek ve daha sonra tabanına parça sabitlemek için cryanoacrylate tutkal kullanın.
- O yerde güvenli bir mengeneye akrilik taban yerleştirin. Taban üzerine bir elektronik arayüz kartı (EIB) yerleştirin ve iki vida delik yerleri işaretleyin. EIBs elektrot telleri ve pre-amplifikatör Headstage arasında bir sinyal bağlantı sağlamak mikroçip vardır. 1.5 mm uç matkap ucu kullanarak, dikkatli bir taban üzerine yerine AYB yapacak vidalar için işaretleri de delik. Deliklere AYB ve iplik iki pirinç vida yerleştirin.
- Polyam dört 7 mm uzun parçalar kesmek için mikro diseksiyon makas kullanınide boru. Katlanmış laboratuvar bant parçası üzerinde yanyana dört tüpler Hattı. Tüpler kendi içinde tutkal almak için onları bir araya ama dikkat çekmek için merkeze siyanoakrilat uygulayın. Katıldı tüpleri tamamen kurumasını bekleyin.
- AYB çip dikey ve sürücü yukarı gelecek şekilde çıkıntılı Kemik blok ile yatay konumlandırılmış 90 derece kadar sürücü tabanı döndürün. DAB sonra dikkatli bir şekilde tutkal dört katıldı tüpleri, bir mikroskop vasıtasıyla Kemik yüzünde siyanoakrilat küçük bir miktar bakıldığında. Tutkal sürücüyü hareket çalışmadan önce tamamen ayarlamanızı sağlar.
- Poliamid tüpler sıkıca bağlı ve tüm montaj kılavuzu dokunmadan ya da herhangi bir direnişle karşılaşmadan yumuşak hareket bu olduğunu test edin.
- Daha sonra, zemin vida hazırlamak ve EIB için topraklama kablosu bağlayın. Bir pirinç vida (3/32 ") alarak ve sadece 1-2 konuları kalmayıncaya kadar konuları aşağı zımpara ile bir yere vida olun. Bu olmalıdır ~Bu vida olarak 1 mm kafatası içinde oturmak ve beyin dokusu nüfuz için uygun değildir.
- Bakır tel bir 30 mm uzunluğunda (burada hayvan yere yerleştirmek için kafatası üzerinde tam uzunluğuna bağlıdır) kesin. Bakır tel 100 olmalıdır - 500 mcM (0,004-,02 ") çapında, bu 38 AWG aracılığıyla 24 AWG kablo eşdeğerdir bakır tel her iki ucuna lehim akı uygulayın bir ucunda, lehim yere vida.. tel. Diğer taraftan, lehim bir EIB altın pin. Bu topraklama kablosu kenara ayarlanabilir ve implantasyon ameliyat sırasında daha sonra AYB bağlı.
- Bir sonraki adım poliamid tüpler aracılığıyla elektrotlar rehberlik ve EIB çip kanalı delikleri onları bağlamaktır. Tam tüpler kendi üst konumda olacak şekilde saat yönünde sürücü vidasını.
- Tek elektrotlar için, Stableohm 50 mcM tel bir 50 mm uzunluğunda kesilir ve bir poliamid tüp aracılığıyla rehberlik, bu (subiculum hedef için ya da tüp sonunun en az 2.0 mm uzatmak için izinhipokampus). Tüpe tel tutturma ve herhangi bir tel hareketinin önlenmesi, tüpün üst siyanoakrilat küçük bir damla uygulanır. Sonra, bir altın iğne kullanarak bir EIB kanal deliğe telin serbest ucunu. Ince makas ile herhangi bir fazla tel keserek. Diğer Mikroelektronlar için tekrarlayın.
- Tetrodes bağlamak için, bir tetrode saklama kutusu dışında tamamlandı alır. Bir poliamit tüp aracılığıyla tetrode kaynaşık ucunun kılavuzlanmasına ve boru ucu (subiculum veya hipokampus için) geçen en az 2.0 mm genişletmeye izin verir. Tüpe tetrode tutturarak ve herhangi bir hareketini önler, tüpün üst siyanoakrilat küçük bir damla uygulanır. Tetrode diğer ucundaki dört gevşek tel alın ve bir altın iğne kullanarak bir EIB kanal deliğine her tel bağlayın. Herhangi bir fazla tel keserek. Diğer tetrodes için tekrarlayın.
3. VersaDrive Meclisi
- Bu bir baz, muhafaza oluşur ve kapak piec, dört tetrode VersaDrive inşa başlayınes.
- 10 mm bir polyamid boru kesmek ve bir tetrode taşıyıcı en küçük delikten yol. Tüp çok hafif taşıyıcı (0,5 mm) geçmiş uzatmak için izin verir. Epoksi tüp kendi içine gitmek için izin için dikkatli olmak, bir yerde tutkal poliamid tüpüne 5 dakikalık epoksi kullanın. Diğer üç tüpleri ve taşıyıcıları için bu işlemi tekrarlayın.
- Epoksi tam belirledi sonra, VersaDrive tabanındaki dört delik biri aracılığıyla her poliamid tüp yol. Dört tüpler kendi deliklerden bir kez, dış delikten bir böcek pin itin, bu hat tetrode taşıyıcı tutun ve üzerinde seyahat için taşıyıcı için bir demiryolu olarak hizmet verecek. Diğer üç taşıyıcıları için bu işlemi tekrarlayın.
- Kap tabanı kapsayan ve tetrode taşıyıcı kap içinde ikamet böylece bir kap alın ve dört böcek işaretçilerine ile hizaya. Kap uygun delikten ve tetrode taşıyıcı içine Konu 1 mm x 5 mm sac vidası. Bu taşıyıcı yukarı ve aşağı hareket için sürücü vida olacak. TemsilciDiğer üç vidayı için bu yemek.
- Tetrode taşıyıcıları kendi üst konumda ve poliamid tüpler kapak açma yoluyla görünene kadar saat yönünde tüm vidaları çevirin. Ince mikro diseksiyon makas kullanarak, (1 mm) hemen altında dört poliamid tüpler aynı uzunlukta olacak şekilde taban boru kesti.
- Bir diseksiyon mikroskobu kullanılarak, dikkatli bir poliamid tüp aracılığıyla bir tetrode iplik. Herhangi bir bükülme veya virajlı çok zor tamamen aracılığıyla tetrode iplik yapmak gibi bir tüp mükemmel düz ilerledikçe tetrode tel tutmak için önemlidir. Diğer üç tetrodes için tekrarlayın.
- Tüm tetrodes kendi tüplerde edildikten sonra, dikkatli bir şekilde, kendi boruları içindeki tetrodes güvence, her bir tüp en siyanoakrilat küçük bir damla uygulanır. Taşıyıcıları arasında veya kapak ile çıkıntılı olan gevşek tetrode teller herhangi bir siyanoakrilat almak için değil dikkatli olun.
- Sadece tüpler geçecek şekilde uzanabilir, böylece kesme tetrodes2.0 mm (subiculum veya hipokampus için). Sonra VersaDrive jig içine sürücü tabanı (dört böcek işaretçilerine takılı ile) yerleştirin. Jig diğer yarısı kanal bağlantıları yapmak için tüm priz delikleri vardır VersaDrive kapak yapacak.
- Tamamen tetrodes en düşük konumda olacak şekilde saat yönünün tersine sürücü vidasını.
- Altın kaplar için tetrode teller bağlamadan önce, ilk olarak kap toprak kablolarını bağlayın. VersaDrive kapak deliklerinin iki satır merkez konumdadır toprak bağlantıları için iki iğne delikleri vardır. En az 30 mm (burada yere yerleştirmek için kafatası bağlıdır) bir bakır tel kesin ve bu merkez delikleri biri aracılığıyla rehberlik. Bakır tel 100 olmalıdır - 500 mcM (0,004-,02 ") çapında, bu 38 AWG aracılığıyla 24 AWG kablo eşdeğerdir yerde bakır tel yakalamak ve fazla tel kesmek için delikten bir altın priz itin.. bakır tel diğer ucunda, akı ve solde uygulamakbir zemin vida için r bu kablo ucunu (2.11 bakın.). İkinci topraklama kablosu için tekrarlayın.
- Daha sonra, tüm gevşek tetrode teller (toplam on altı olmalıdır) kap kendi yuvasına deliklerden yol. Bu bir tetrode ile başlar ve üzerinde doğrudan sona erecek uygun dört delik için tek tek tel iplik en iyisidir. Onlar kırılgan ve çok sıkıca kavradı olmadığını kolayca deneyelim gibi bireysel tetrode teller hafif bir baskı ile ele alınmalıdır. Böcek işaretçilerine delikleri sıraya kapağını takın ve tabanına uygun basın.
- Tetrode teller kapak ile çıkıntılı ile, yerde tetrode teller yakalama ve elektrik bağlantılarını yapmak için altın kaplar uygun basın. Altın yuvasına itti sonra tel yaklaşık 50% (kapağı yukarıda) kırpılıp atılır. Kapağın üst çıkıntılı kalır herhangi bir fazla tel kesin. Nadir durumlarda (% 5'ten az), aşağı altın yuvasına iterek tel ezecekve bağlantısız kanal sonuçlanan yuvasının hemen altında kırmak. Bu kopukluk empedans test ve galvanik adımları (4.7) kadar fark olabilir.
- Diğer üç tetrodes için presleme işlemi tekrarlayın. En üstüne geri taşımak için saat yönünde sürücü vida açmak ve sürücü hareketi düzgün olduğundan emin olun.
4. Elektrot İpuçları altın kaplama
- Ne olursa olsun kullanılan Mikroelektronlar türü, elektrot uçları ucu empedansı azaltmak için altın kaplama olmalıdır. Bu güvenilir kayıt ve tek ünite aksiyon potansiyelleri ayrımcılık yeteneği en üst düzeye çıkaracak. Neuralynx nanoz cihazı kullanarak elektrot empedansı test edin. Nanoz empedans ölçer ve otomatik elektro sağlayan bilgisayar tabanlı bir cihazdır.
- İlk en düşük konuma (saat yönünün tersine) aşağı Microdrive vidaları açın. Daha sonra güvenli bir şekilde düşürülmesi sağlayacak bir kelepçe üzerinde Microdrive montealtın kaplama çözüm içine elektrot ipuçları.
- SIFCO Altın çözüm ve distile su ile diğer kule ile bir Kemik kule doldurun. Altın çözüm içine elektrot uçları indirin.
- Sonra nanoz USB Windows tabanlı bir bilgisayara kablo ve fiş nanoz programını açın. Bu program empedans değerleri vermek ve Microdrive her bağlı kanalda altın kaplama yapacak.
- Açılan Aygıt gidin ve sonra da pencerenin altındaki "Bağlantı kuruldu" gösterecektir, nanoz seçin. Daha sonra, açılan menüde test için uygun adaptör seçin. "Test empedansları" tıklayın ve 1.004 Hz (40 döngü, 0 msn duraklatmak) için test frekansı ayarlayın. Kendi MQ okuma ile mevcut tüm kanalları gösteren "Probe Raporu" penceresi açılacaktır olan, "Test probu" tıklayın. Disk ikonuna tıklayarak veya "Dosya" seçerek bu empedans değerleri kaydetmek, daha sonra "Raporu Kaydet".
- Daha sonra, "DC elektrolizle" tıklayın ve atamakaşağıdaki değerleri: Mode = maç empedansları, mevcut = -1.0 uA, Hedef = 350 kÊ 1.004 Hz, 5 çalışır, 5 sn aralıklarla, 2 sn duraklama Kaplama.
- "Autoplate" tıklayın. Program ilk olarak o kanala belirtilen mevcut uygulamak sonra, her kanalın empedansı okuyacak, empedans yeniden test etmek ve Hedef empedansı (veya daha düşük bir değer) ulaşılana kadar gerektiği gibi güncel geçerlidir. Hedef empedans azaltmak için olsa da, kanal 100 k değerleri aşağıdaki elektrolizle olasıdır. Bu gibi durumlarda, bu tetrode üzerindeki komşu tel bir arada kısa devre olması mümkündür. Bu durumda, aşırı altın parçacıkları kaldırmak kanalın empedansı yeniden test etmek, ve sonra galvanik tekrarlamak için geçerli kutup (+ 1.0 uA) ters. 325 kÊ - dört 12.5 mcM tellerin bir paket üzerinde tipik bir final empedans değerleri 150 arasında değişir.
- 350 kohm altında kaplama değil tek bir kanal varsa, elektroliz işlemi tekrarlayın.Program zaten Hedef ulaşmış kanalları üzerinden atlamak ve yok olacak sadece plaka kanalları olacaktır.
- Bir kez tüm kanalları kabul edilebilir bir empedans için kaplama olan, nanoz Programı kapatmak ve bağlantısını kesin. Kaplama çözüm elektrotlar dışarı kaldırın ve fazla altın parçacıkları durulayın için distile su Kemik kulesi içine ipuçları indirin.
- Elektrotlar kendi üst konuma yetiştirilir kadar saat yönünde sürücü vida açmak. Şimdi Microdrive ve elektrotlar implantasyonu için hazırız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Biz hücre dışı birim ve farelerde alan potansiyeli faaliyet kayıt için hafif ve kompakt mikro sürücünün oluşturmak için teknikleri bir dizi tarif var. Akrilik cam (metil metakrilat) gelen moda üsleri ile özel mikro sürücünün inşa ederek, çekirdek sistem kolayca birden fazla sürücü ve sinirsel bölgelerin geniş bir dizi hedef için adapte edilebilir. Biz başarıyla birden fazla beyin hedeflerden kayıt için ve farelerde kayıtlar için büyük diziler ile sistem değiştirdiniz. Daha fazla değişiklik ile, motorlu tahrik elemanları uzaktan sağlamak için dahil edilebilir, ve potansiyel olarak daha hassas, elektrot yerleştirme 7.
Biz bu kayıt cihazları tek microwires veya tetrodes gibi tel demetleri, ya kullanan araştırmacı esneklik olduğunu vurgulamak istiyorum. Büyük çaplı tek microwires daha sağlam ve beyin dokusu içinde LFPs bir kayıt için daha uygun bulunmaktadır. WHIle tetrodes da LFPs kaydetmek için kullanılabilir, bunlar tek ünite eylem izolasyonu potansiyelleri 8, 11 için optimize edilmiştir. Laboratuvarımızda, tek birimlerin istikrarlı kayıtları implantasyonu sonrasında 8 hafta için elde edilmiştir. Bununla birlikte, bu kayıtlar bu süre içinde aynı farazi birimlerinin değildir. Bizim ellerde, bir tek ünite arası bir oturumu istikrar 10 yansıtan, 3 günlük bir süre kapsayan birkaç kayıt seans (30 dk) üzerinden takip edilebilir. Öte yandan, sağlam LFPs ve ağ salınımlar özellikle 50 um (0.002 "), tel gibi daha büyük çaplı tel kullanımı ile, tüm implantasyon sonrası süre boyunca saklanabilir. Not burada açıklanan yöntemlerden birini tek taraflı kayıt için geçerli olduğu beyin yapıları, ancak kolayca ikili kayıtları için değiştirilebilir. Örneğin, özel mikro sürücünün oluştururken, sürücüler arasında uygun mesafe desteklemek için önceden tespit edilmelidirbilateral erly hedef beyin yapıları.
Microdrive bileşenleri daha hafif olur ve sinir sinyalleri analiz etmek için yazılım geliştikçe, nörobilim içinde potansiyel beyin hedefleri ve test edilebilir hipotezler kütüphane genişletmeye devam ediyor. O zamandan beri onların bu 1, 12, uyanık davranmak hayvanlardan beyin kayıtları büyük ölçüde nöron nöron ve ağlar davranışsal ilgili olaylar 3, 4,13,14 kodlamak nasıl anlayışımız gelişmiş var, açıktır. Özellikle, genetik olarak değiştirilmiş farelerin beyin kayıtları önemlisi sinir kodlama 15-17 katılan moleküler şelaleden kimlik sağladı. Önemli olarak, bu teknik ancak son zamanlarda klinik yönelik sorunları 17, 18 uygulanmıştır.
Tetrodes ve imalat ve üretilen çözümlerin artan durumu gelişmeler daha bu teknolojileri hareketini kolaylaştıracakinsan hastalıkları ve rahatsızlıkları 19, 20 ele içine y. Beyin dokusu içine elektrot penetrasyon doğada invaziv iken, bu kayıtları gibi işlevsel görüntüleme gibi teknolojiler ile elde edilemez bireysel nöronlardan çok değerli bilgiler sunuyor. Bu nedenle, hayvan modellerinde ve insanlarda hem de, hareketli mikro sürücünün kullanarak uyanık davranıyor kayıtları beyindeki nöral topluluklar, nöral kodlama, topografik özgüllük ve ağ salınımlar hakkında vazgeçilmez bilgi vermeye devam edecektir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.
Acknowledgments
Biz onun yardım ve bu projeye erken katkıları için Daniel Carpi teşekkür ederim. Ayrıca sanat ve görüntüleri ile ona yardım için Lucrecia Novoa teşekkür ederim. Bu çalışma NIH / NIAID programı hibe 5P01AI073693-03 tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.0005" (12.5 μM) diameter Platinum-Iridium wire | California Fine Wire | CFW#100-167 | HML VG insulated www.calfinewire.com |
| 0.002" (50 μM) diameter Stableohm 675 wire | California Fine Wire | CFW# 100-188 | HML insulated Ni-Cr |
| polyamide tubing | Polymicro Technologies | 1068150020 | 99 micron I.D., 166 micron O.D. www.polymicro.com |
| brass guides | World Plastics Inc | 3.3 x 6.6 mm | |
| Delrin blocks | World Plastics Inc | 3.13 x 2.5 mm | |
| Fillister head brass screws | J.I. Morris Co. | 00-90 x 1/2 | drive screw www.jimorrisco.com |
| hex brass nuts | J.I. Morris Co. | 00-90 | |
| Fillister head brass screws | J.I. Morris Co. | 000-120 x 3/32 | EIB mount and ground screw |
| plexiglass acrylic | Canal Street Plastics | 5 mm thick, clear, www.cpcnyc.com | |
| cyanoacrylate | Krazy Glue | 2 g tube | |
| electronic interface board | Neuralynx | EIB-18 | www.neuralynx.com |
| non-cyanide gold solution | SIFCO | SIFCO 5355 | www.sifcoasc.com |
| VersaDrive 4 | Neuralynx | four tetrode model | |
| tetrode assembly station | Neuralynx | ||
| motorized tetrode spinner | Neuralynx | tetrode spinner 2.0 | |
| VersaDrive jig | Neuralynx | ||
| soldering iron | Radio Shack | 64-2802B | www.radioshack.com |
| nanoZ | Neuralynx | ||
| small bit drill/driver | Ram Products | Rampower 35 | with footpedal controller, www.ramprodinc.com |
| drill bits | Small Parts, Inc. | 3/32" bits, www.smallpartsinc.com | |
| dissecting microscope | Olympus | SZ-60 | www.olympusamerica.com |
| heat gun | Alphawire | Fit gun 3 | use setting "1" only, www.alphawire.com |
| 26 AWG copper wire | Arcor Electronics | F26 | for ground wires, www.arcorelectronics.com |
| soldering flux | Eagle | 2 oz, #205 | |
| 0.02" diameter solder | Kester | 24-6337-0010 | www.kester.com |
| benchtop vise | Vacu-Vise | Model 300 | |
| fiber optic light | Nikon | MKII | dual light arms, www.nikon.com |
| 5-min epoxy | Allied Electronics | 25 ml, www.alliedelec.com | |
| fine tweezers | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-4907, RS-5010 | INOX material, www.roboz.com |
| micro dissecting scissors | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5880 | |
Table 1. Materials and reagents used for constructing tetrodes and microdrives. |
|||
References
- Recce, M. L., O'Keefe, J. The tetrode: a new technique for multi-unit extracellular recording. Soc. Neurosci. Abstr. 15, 1250 (1989).
- O'Keefe, J., Recce, M. Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm. Hippocampus. 3, 317-330 (1993).
- Chen, G., Wang, L. P., Tsien, J. Z. Neural population-level memory traces in the mouse hippocampus. PLoS ONE. 4 (12), e8256 (2009).
- Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents -- EEG, ECoG, LFP, and spikes. Nat. Rev. Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).
- Tort, A. B., Kramer, M. A., et al. Dynamic cross-frequency coupling of local field potential oscillations in rat striatum and hippocampus during performance of a T-maze task. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 105 (51), 20517-20522 (2008).
- Seidenbecher, T., Laxmi, R., et al. Amygdalar and hippocampal theta rhythm synchronization during fear memory retrieval. Science. 301 (5634), 846-850 (2003).
- Yamamoto, J., Wilson, M. A. Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals. J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).
- Harris, K. D., Henze, D. A., et al. Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements. J. Neurophysiol. 84 (1), 401-414 (2000).
- Henze, D. A., Borhegyi, Z., et al. Intracellular features predicted by extracellular recordings in the hippocampus in vivo. J. Neurophysiol. 84 (1), 390-400 (2000).
- Chang, E. H., Huerta, P. T. Neurophysiological correlates of object recognition in the dorsal subiculum. Front. Behav. Neurosci. 6, 46 (2012).
- Gray, C. M., Maldonado, P. E., et al. Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex. J. Neurosci. Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).
- O'Keefe, J., Dostrovsky, J. The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res. 34 (1), 171-175 (1971).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Dynamics of the hippocampal ensemble code for space. Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).
- Buzsáki, G. Rhythms of the Brain. , Oxford University Press. Oxford, U.K. (2006).
- McHugh, T. J., Blum, K. I., et al. Impaired hippocampal representation of space in CA1-specific NMDAR1 knockout mice. Cell. 87 (7), 1339-1349 (1996).
- Resnik, E., McFarland, J. M., et al. The effects of GluA1 deletion on the hippocampal population code for position. J. Neurosci. 32 (26), 8952-8968 (2012).
- Cacucci, F., Yi, M., et al. Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (22), 7863-7868 (2008).
- Sigurdsson, T., Stark, K. L., et al. Impaired hippocampal-prefrontal synchrony in a genetic mouse model of schizophrenia. Nature. 464 (7289), 763-767 (2010).
- Engel, A. K., Moll, C. K., et al. Invasive recordings from the human brain: clinical insights and beyond. Nat. Rev. Neurosci. 6 (1), 35-47 (2005).
- Cash, S. S., Halgren, E., et al. The human K-complex represents an isolated cortical down-state. Science. 324 (5930), 1084-1087 (2009).
