Costruzione di microelettrodi potenziali di campo locale per registrazioni in vivo da più strutture cerebrali contemporaneamente
Summary
Il presente protocollo descrive la costruzione di array di microelettrodi su misura per registrare i potenziali di campo locale in vivo da più strutture cerebrali contemporaneamente.
Abstract
I ricercatori hanno spesso bisogno di registrare i potenziali di campo locali (LFP) contemporaneamente da diverse strutture cerebrali. La registrazione da più regioni cerebrali desiderate richiede diversi progetti di microelettrodi, ma gli array di microelettrodi disponibili in commercio spesso non offrono tale flessibilità. Qui, il presente protocollo delinea la progettazione semplice di array di microelettrodi su misura per registrare LFP da più strutture cerebrali contemporaneamente a diverse profondità. Questo lavoro descrive la costruzione dei microelettrodi bilaterali corticali, striatali, ventrolaterali e ninigrali come esempio. Il principio di progettazione delineato offre flessibilità e i microelettrodi possono essere modificati e personalizzati per registrare LFP da qualsiasi struttura calcolando le coordinate stereotassiche e cambiando rapidamente la costruzione di conseguenza per indirizzare diverse regioni del cervello in topi liberamente mobili o anestetizzati. L’assemblaggio del microelettrodo richiede strumenti e forniture standard. Questi array di microelettrodi personalizzati consentono agli investigatori di progettare facilmente array di microelettrodi in qualsiasi configurazione per tracciare l’attività neuronale, fornendo registrazioni LFP con risoluzione al millisecondo.
Introduction
I potenziali di campo locale (LFP) sono i potenziali elettrici registrati dallo spazio extracellulare nel cervello. Sono generati da squilibri di concentrazione ionica al di fuori dei neuroni e rappresentano l’attività di una piccola popolazione localizzata di neuroni, consentendo di monitorare con precisione l’attività di una specifica regione del cervello rispetto alle registrazioni EEG su macroscala1. Come stima, i microelettrodi LFP separati da 1 mm corrispondono a due popolazioni di neuroni completamente diverse. Mentre il segnale EEG viene filtrato dal tessuto cerebrale, dal liquido cerebrospinale, dal cranio, dai muscoli e dalla pelle, il segnale LFP è un marcatore affidabile dell’attività neuronale locale1.
I ricercatori hanno spesso bisogno di registrare simultaneamente LFP da diverse strutture cerebrali, ma gli array di microelettrodi disponibili in commercio spesso non offrono tale flessibilità. Qui, il presente protocollo descrive microelettrodi completamente personalizzabili e facilmente costruibili per registrare simultaneamente LFP da qualsiasi regione del cervello desiderata a diverse profondità. Sebbene gli LFP siano stati ampiamente utilizzati per registrare l’attività neuronale di una specifica regione del cervello 2,3,4,5,6,7,8,9, l’attuale design facilmente personalizzabile consente di registrare LFP da qualsiasi regione cerebrale superficiale o profonda multipla 11,12 . Il protocollo può anche essere modificato per costruire qualsiasi array di microelettrodi desiderato determinando le coordinate stereotassiche delle regioni del cervello e assemblando l’array di conseguenza. Questi microelettrodi con una frequenza di campionamento di 10 kHz e una resistenza di 60-70 kΩ (lunghezza 2 cm) ci consentono di registrare LFP con precisione al millisecondo. I dati possono quindi essere amplificati da un amplificatore a 16 canali, filtrati (passa basso 1 Hz, passaggio alto 5 kHz) e digitalizzati.
Protocol
Representative Results
Discussion
Storicamente, gli array di microelettrodi sono stati ampiamente utilizzati per registrare l’attività neuronale da una specifica regione cerebrale di interesse 2,3,4,5,6,7,8,9,13. Tuttavia, il nostro facile design a microe…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato dal National Institute of Health (RO1 NS120945, R37NS119012 to JK) e dall’UVA Brain Institute.
Materials
| Amplifier 16-Channel | A-M Systems | Model 3600 | Amplifier |
| Cranioplasty cement | Coltene | Perm Reeline/Repair Resin Type II Class I Shade – Clear | Cement to hold microelectrodes |
| Cryostat Microtome | Precisionary | CF-6100 | To slice brain |
| Diamel-coatednickel-chromium wire | Johnson Matthey Inc. | 50 µm | Microelectrode wire |
| Dremel | Dremel | 300 Series | To drill holes in mouse skull |
| Epoxy | CEC Corp | C-POXY 5 | Fast setting adhesive |
| Hemostat | Any | To hold the headset | |
| Forceps | Any | To hold microelectrodes | |
| Light microscope | Nikon | SMZ-10 | To see alignment |
| Ohmmeter | Any | To measurre resistance | |
| Pins (Headers and matching Sockets) | Mill-Max | Interconnects, 833 series, 2 mm grid gull wing surface mount headers and sockets | To attach microelectrodes to |
| Polymicro Tubing Kit | Neuralynx | ID 100 ± 04 µm, OD 164 ± 06 µm, coating thickness 12 µm | Glass tubes |
| Pulse Stimulator | A-M Systems | Model 2100 | To mark the microelectrode location at the end of the recordings |
| Scissors | Any | To cut microelectrodes | |
| Superglue | Gorilla | Adhesive | |
| Thick wire 0.008 in. – 0.011 in. | A-M Systems | 791900 | Tick wire to hold the microelectrode array |
| Thin wire 0.005 in. – 0.008 in. | A-M Systems | 791400 | Thin wire for reference and ground |
References
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