Enregistrement électrophysiologique sans fil des neurones par les tetrodes mobiles dans les poissons nageant librement

Résumé

Une nouvelle technique sans fil pour enregistrer les signaux neuronaux extracellulaires du cerveau des poissons rouges nageant librement est présentée. Le dispositif d'enregistrement est composé de deux tétrodes, un microdrive, un enregistreur de données neuronales et un boîtier étanche. Toutes les pièces sont faites sur mesure, sauf pour l'enregistreur de données et son connecteur.

Résumé

Les mécanismes neuronaux régissant le comportement des poissons restent pour la plupart inconnus, bien que les poissons constituent la majorité de tous les vertébrés. La capacité d'enregistrer l'activité cérébrale des poissons en mouvement libre ferait avancer la recherche sur la base neuronale du comportement des poissons considérablement. En outre, le contrôle précis de l'emplacement d'enregistrement dans le cerveau est essentiel à l'étude de l'activité neuronale coordonnée à travers les régions dans le cerveau des poissons. Ici, nous présentons une technique qui enregistre sans fil à partir du cerveau des poissons nageant librement tout en contrôlant la profondeur de l'emplacement d'enregistrement. Le système est basé sur un enregistreur neuronal associé à un nouvel implant compatible avec l'eau qui peut ajuster l'emplacement de l'enregistrement par des tétrodes contrôlées par micropropulsion. Les capacités du système sont illustrées par des enregistrements du ténencéphale du poisson rouge.

Introduction

Les poissons sont le groupe de vertébrés le plus grand et le plus diversifié, et comme les autres vertébrés, ils présentent des capacités cognitives complexes telles que la navigation, la socialisation, le sommeil, la chasse, etc. Néanmoins, les mécanismes neuronaux régissant le comportement des poissons restent pour la plupart inconnus.

Au cours des dernières décennies, les enregistrements extracellulaires de poissons immobilisés ont principalement été mis en œuvre pour étudier différents aspects de la base neuronale du comportement^1,2. Bien que cette technique soit appropriée pour....

Protocole

Toutes les interventions chirurgicales doivent être approuvées par les comités d'éthique locaux sur le bien-être animal (p. ex., l'IACUC).

1. Construction du microdrive Housing

1. Pour construire le boîtier, couper une plaque en laiton de 1 mm de large dans une plaque de 19 mm x 29 mm x 1 mm à l'aide d'une scie. Couper deux fentes de 5,5 mm sur chacun des longs côtés perpendiculaires au bord, de sorte que chaque fente est de 6,5 mm des côtés étroits (Figure 2A).
2. À l'aide de pinces, pliez la zone entre les fentes sur les longs côtés vers l'intérieur, puis pliez la partie inférie....

Résultats

Au cours d'une session d'enregistrement, le poisson rouge nageait librement dans un réservoir d'eau carré tandis que l'activité neuronale dans son telencephalon était enregistrée. Le but de ces expériences était d'étudier comment l'activité neuronale des cellules individuelles détermine le comportement du poisson. Pour ce faire, l'activité de pointe devait être identifiée dans les données enregistrées. L'activité cérébrale, pendant qu'elle était enregistrée, a été numérisée à 31 250 Hz et.......

Discussion

Ce protocole détaille les étapes impliquées dans l'implantation d'un tableau de tétrodes dans le téencéphale du poisson rouge nageant librement. Cette technique met en œuvre un enregistreur neuronal qui amplifie et enregistre les signaux acquis à partir de jusqu'à 16 canaux avec un microdrive qui peut ajuster la position du tétrode dans le cerveau. Le micropropulsion permet d'ajuster la position dans le cerveau pour optimiser l'enregistrement.

Ce protocole peut facilement être modifié pour l'e.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Mèches rondes			Compatible avec la perceuse.
Scalpel à 15 lames	Sigma-Aldrich
Carte PCB 16 canaux	Neurlynx	EIB-16
1x3M vis			Acier inoxydable. Tout type.
1x3M vis			en acier inoxydable. Tout type.
		en laiton de 27 cm x 19 cm x 1 mm	Voir la figure 2
vis			en acier inoxydable. Tout type.
3140 Revêtement RTV	Dow Crowning	2767996
75 & micro ; m Fil d’argent	A-M Systems
Vis à métaux en laiton #00-90		947-1006
Plaques en laiton 7,5 mm x 2,5 mm x 0,6 mm			Un dessin 3D est fourni. Voir supplémentaire 1
fil de tungstène enduit 25µ ; m	California Fine Wire Company	5000160	Selon l’application, les tétrodes peuvent être fabriquées à partir de n’importe quel type de fil. Les fils populaires sont des fils nicrome que l’on peut trouver avec des diamètres inférieurs (par exemple. A-M systems, 762000)
Fil de tungstène revêtu 50 µ ; m	A-M Systems	795500	Peut être remplacé par n’importe quel autre fil à faible impédance
Colle
Burnisher	dentaire ComDent UK		N’importe quel petit outil stérile en acier inoxydable fera l’affaire.
Ciment dentaire - GCFujiPLUS	GC	431011	D’autres ciments dentaires fonctionneraient probablement aussi bien, bien que nous n’en ayons jamais essayé d’autres.
Foret dentaire ou foret			forets dentaires sont chers, une forceuse à vernis à ongles peut être un remplacement bon marché.
Mèche #65		947-65
		à durcissement rapide N’importe	quel époxy à durcissement de 5 minutes peut être utilisé ici.
Boîte d’enregistrement avec joint			Un dessin 3D est fourni. Voir les questions supplémentaires 1-3. La boîte doit être fabriquée à la machine (n’utilisez pas d’imprimantes 3D). Utilisez un matériau transparent pour pouvoir voir les LED indicatrices sur l’enregistreur.
		de retournement motorisé	Fabriqué sur mesure comme décrit sur le site « open ephys ». Peut également être acheté à neurolynx (« Tetrode Spinner 2.0 ») ou bulit par d’autres moyens.
Mouselog-16 Neural logger	Deuteron Technologies Ltd		Il existe plusieurs enregistreurs neuronaux disponibles sur le marché, notamment : SpikeGadget (UH32 32 canaux) et Neurologger 2/2A/2B d’Alexei Vyssotski. Il convient de noter que le poids n’est pas un obstacle majeur puisqu’il peut être contrebalancé par de la mousse de polystyrène flottante
MS-222	Sigma Aldrich	E10521	Ethtl 3-aminobenzoate méthanesulfonate 98 %
Nano-Z placage	White Matter LLC		Le nano-Z peut être acheté auprès de plusieurs fournisseurs. N’importe quel impédancemètre peut être utilisé, par exemple IMP-1 / 6662 / 2788, BAK Electronics.
Broches PCB	Neurlynx	Neuralynx Broches EIB Polymide
tubing 250 µ ; m	A-M Systems	822000
Batterie			Batterie 3.7 Lipo, 370 mAh. Contient environ 6 heures d’enregistrement. Des batteries plus petites ou plus grandes peuvent être utilisées pour réduire le poids ou prolonger le temps d’enregistrement.
Tube en silicone 0,64 mm	A-M Systems	806100
Acier inoxydable 1,5 mm	A-M Systems	846000
Sudium Bicarbonate	Sigma Aldrich	S9625
Robinet #00-90		947-1301
Vaseline			Tout type de protecteur cutané doux en pétrole peut être utilisé ici.

de 0,7 mm à tête plate Phillips cruciformes à tête ronde Plaque cruciformes 2x6M à tête plate cyanoacrilique à vernis à ongles Les Époxy torique Dispositif rechargeable