Акриловая смола формовочная основе Руководитель Фиксация Техника в Грызуны
Summary
Traditional head fixation techniques have used metallic frames attached on the skull as an interface for head fixation apparatus. This protocol demonstrates a frameless, acrylic resin molding based head fixation technique for behavioral tasks in rodents.
Abstract
Head fixation is a technique of immobilizing animal’s head by attaching a head-post on the skull for rigid clamping. Traditional head fixation requires surgical attachment of metallic frames on the skull. The attached frames are then clamped to a stationary platform resulting in immobilization of the head. However, metallic frames for head fixation have been technically difficult to design and implement in general laboratory environment. In this study, we provide a novel head fixation method. Using a custom-made head fixation bar, head mounter is constructed during implantation surgery. After the application of acrylic resin for affixing implants such as electrodes and cannula on the skull, additional resins applied on top of that to build a mold matching to the port of the fixation bar. The molded head mounter serves as a guide rails, investigators conveniently fixate the animal’s head by inserting the head mounter into the port of the fixation bar. This method could be easily applicable if implantation surgery using dental acrylics is necessary and might be useful for laboratories that cannot easily fabricate CNC machined metal head-posts.
Introduction
Глава фиксация или голова сдерживающим является методика иммобилизации головы животного путем прикрепления рамы или пластины на черепе для жесткого зажима. Методика была принята для точной сенсорной стимуляции, поведенческих зондирования с или без нейронной записи в активных животных 1-3 и для juxtacellular маркировки во время цикла сон-бодрствование 4. Он также используется для в естественных условиях мозга изображений 5,6. Теперь техника глава фиксация широко используемый инструмент в неврологии и поведенческих исследований.
В основном, традиционные фиксация головки требует хирургического крепление металлических головных сообщений в верхней части черепа 6-8. Приставки затем зажимают в стационарной платформе, в результате чего иммобилизации головы. Нейрофизиологические исследования в активных животных, таких как нервной и / или оптической записи, мозга вмешательства схему, сканирование мозга сопровождается имплантации хирургии с использованием стоматологических акриловых. Следовательно,кажется простой задачей для реализации главного фиксацию в тех лабораториях, когда это необходимо экспериментально. Кадры должны быть разработаны, чтобы быть легкий и достаточно маленький, чтобы не нарушить естественное поведение животного в их клетках. Она также обеспечивает механическую жесткость при крепится к стационарной платформе. Он также имеет биосовместимость в зависимости от экспериментальных целей. Таким образом, это технически сложно спроектировать и изготовить такие головные сообщения в общей лабораторного оборудования.
В этом исследовании, новый метод головы фиксация описано, обеспечивая механическую жесткость через удобный зажим без использования металлических головные сообщения. С помощью метода, руководитель фиксация может быть сделано в соответствии с общими лабораторных условиях, где имплантация операция обычно выполняется на грызунах для изучения мозга. Головной сообщений металлические заменяются акриловой смолы цемента литого частично изготовленной на заказ бар глава фиксации и процесса формования делается во implanставление хирургии. В баре фиксация обеспечивает высокую пространственную совместимость с другими имплантатами, например, нейронных зондов записи, стимулирование электродов. Также это упрощает шаги зажима голову животного на фиксации платформы, удалив винт-крепление. Мы использовали этот метод в предыдущем исследовании поведенческих и мы пришли к выводу, что этот метод прост в реализации и удобен в практическом экспериментов 9.
Protocol
Representative Results
Discussion
This protocol demonstrates a simple and convenient head fixation method using materials at hand. For physically successful head fixation, the first critical steps during surgery is to rinse and dry the skull surface clearly before applying the dental adhesive resin cement. Second, this method does not uses screws implanting under temporal muscles and only depends on the screws on the skull, their perpendicular implantation against the surface of skull rim is crucial10. This reduces the possibility of accidenta…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by Basic Science Research Program through the NRF funded by the Ministry of Education, Science and Technology (2010-0022362) and (2012R1A2A2A02046812).
Materials
| Dental acrylic resin | Lang Dental Manufacturing | Ortho-Jet | to make molded mounter |
| Paraffin film | Bemis | Parafilm | to prevent adhesion of acrylic resin to the bar |
| Dental adhesive | Sun Medical | Super-Bond C&B | to bond between acrylic resin and skull |
| Plexglass or other acrylic plate | to make fixation bar and box platform | ||
| Cyanoacrylate | to bond acrylic plates |
References
- Mayrhofer, J. M., et al. Novel two-alternative forced choice paradigm for bilateral vibrotactile whisker frequency discrimination in head-fixed mice and rats. J Neurophysiol. 109, 273-284 (2013).
- Bryant, J. L., Roy, S., Heck, D. H. A technique for stereotaxic recordings of neuronal activity in awake, head-restrained mice. J Neurosci Methods. 178, 75-79 (2009).
- Ollerenshaw, D. R., et al. Detection of tactile inputs in the rat vibrissa pathway. J Neurophysiol. 108, 479-490 (2012).
- Lee, M. G., Manns, I. D., Alonso, A., Jones, B. E. Sleep-wake related discharge properties of basal forebrain neurons recorded with micropipettes in head-fixed rats. J Neurophysiol. 92, 1182-1198 (2004).
- Lutcke, H., et al. Optical recording of neuronal activity with a genetically-encoded calcium indicator in anesthetized and freely moving mice. Front Neural Circuits. 4, 9 (2010).
- Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice. Neuron. 56, 43-57 (2007).
- Kimura, R., et al. Reinforcing operandum: rapid and reliable learning of skilled forelimb movements by head-fixed rodents. Journal of neurophysiology. 108, 1781-1792 (2012).
- Hadlock, T., Kowaleski, J., Mackinnon, S., Heaton, J. T. A novel method of head fixation for the study of rodent facial function. Experimental neurology. 205, 279-282 (2007).
- Roh, M., Jang, I. S., Lee, M. G. Push-in Head Restraining Apparatus for Intracranial Self Stimulation Tasks in Rats. Korean J Physiol Pharmacol. 18, 103-108 (2014).
- Schwarz, C., et al. The head-fixed behaving rat–procedures and pitfalls. Somatosensory & motor research. 27, 131-148 (2010).
- Guo, Z. V., et al. Procedures for Behavioral Experiments in Head-Fixed Mice. PLoS ONE. 9, (2014).
- Osborne, J. E., Dudman, J. T. RIVETS: a mechanical system for in vivo and in vitro electrophysiology and imaging. PLoS One. 9, e89007 (2014).
