Vi beskriver de forskellige skridt at implantat kronisk silicium sonder og registrere sted cellerne i mus, der er running hoved-fast på en cue-beriget løbebånd apparater.
En vigtig forudsætning for at forstå hjernefunktion er identifikation af adfærd og celleaktivitet korrelerer. Silicium sonder er avancerede elektroder til storstilet elektrofysiologiske optagelse af neuronal aktivitet, men procedurerne for deres kroniske implantation er stadig underudviklet. Aktiviteten af hippocampus sted celler er kendt for at korrelere med et dyr position i miljøet, men de underliggende mekanismer er stadig uklare. For at undersøge sted celler, beskriver her vi et sæt af teknikker der spænder fra fabrikation af enheder for kronisk silicium sonde implantater til overvågning af sted felt aktivitet i en cue-beriget løbebånd apparater. En mikro-drev og en hat er bygget af montering og fastgørelse sammen 3D-trykt plast dele. En silicium sonden er monteret på micro-drive, renset og belagt med farvestof. En første operation udføres for at løse hat på kraniet af en mus. Lille vartegn er fabrikeret og knyttet til bælte af et løbebånd. Musen er uddannet til at køre hoved-fast på løbebåndet. En anden kirurgi udføres for at implantat silicium sonden i hippocampus, efter hvilke bredbånd elektrofysiologiske signaler registreres. Endelig, silicium sonden kan genvindes og renses til genbrug. En analyse af sted celleaktivitet i løbebånd afslører en mangfoldighed af feltet mekanismer, skitserer gavn af tilgangen.
Silicium sonder præsentere flere fordele for elektrofysiologiske optagelser, herunder det faktum at de er designet med skarpe profiler minimere vævsskader og at de giver en præcis layout af tætpakkede optagelse websteder1, 2,3,4. De bruges til at studere forskellige systemer i forskellige arter, herunder mennesker3,5,6, med forskellige tilgange1,7. Men deres tilbagevendende brug er stadig relativt begrænset på grund af deres omkostninger, skrøbelighed, og det faktum, at praktiske metoder for kronisk eksperimenter der mangler8. De seneste fremskridt i 3D udskrivning teknologi har muliggjort den brugerdefinerede udformningen af enheder såsom mikro-drev og hoved-plader til at tillade en lettere håndtering af disse fine elektroder. I et første skridt, vil vi beskrive, hvordan man kan opbygge og bruge et sæt værktøjer, som vi har udviklet for implantation af kronisk silicium sonder14.
Mens sted celler er typisk studerede ved hjælp af frit flytte dyr kører i labyrinter, for nylig blev de også undersøgt i virtuelle miljøer15 og løbebånd apparatii9 (figur 1A). Disse eksperimentelle metoder giver den fordel, at dyr kan være hoved-tilbageholdende, at gøre brug af 2-foton mikroskop15, patch-clamp16og optrode9,10,11 teknikker lettere, ud over at give øget kontrol på dyrs adfærd og miljømæssige stikord12. I et andet trin, vil vi præsentere procedurerne for uddannelse mus og optagelse sted celleaktivitet i et løbebånd apparater.
Kronisk optagelse af neuronal aktivitet er afgørende for at forstå neurale processer såsom hippocampus sted felter. Vores tilgang til at udføre kronisk silicium sonden implantantation adskiller sig fra andre metoder7,18,19,20 ved, at det er relativt enkelt at inddrive pakken elektrode på forsøgets afslutning. Mens sted celler er typisk studerede i frit flytte betingelser, løbebånd appar…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet af Korea Institute of Science og Technology institutionelle Program (projekter No. 2E26190 og 2E26170) og Human Frontier Science Program (RGY0089/2012).
Silicon Probe | Neuronexus | Buzsabi32 | Recording electrode |
Recording system | Intantech | RHD2132/RHD2000 | |
3D printer | Asiga | Pico Plus 27 | High resolution printer for micro-drive |
3D printer | Stratasys | Mojo | Lower resolution printer for hat components |
Stereotaxic apparatus | Kopf | Model 963 | |
Binocular microscope | Leica | M60 | |
Treadmill apparatus | We build them |