Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Nokta gibi Tactile Stimuli çağrıştırıyor için Basit Uyarıcı Cihaz: LFP için Searchlight Geçişler Spike

9.4K görüntüleme

DOI:

10.3791/50941

25 Mart 2014

Bu makalede

Özet

Hafif mekanik çevresel uyaranlara uygun bir uyarıcı sivri Yerel Alan Potansiyelleri (LFPs) gelen karmaşık geçişi aydınlatmak için inşa edilmiştir. Bir uygulama olarak, duyusal korteks kaydedilen engelleyici faaliyetler bir çok objektif optimizasyon stratejisi ile analiz edildi. Sonuçlar önerilen stimülatör milisaniye ve milimetre kesinleşmemiş ile dokunsal uyaranlara teslim mümkün olduğunu göstermiştir.

Özet

Şu nörofizyolojik araştırma ani için yani Yerel Alan Potansiyelleri sivri (LFPs) dan geçişler ve LFPs gelen nöron nöron sinyal yolu, araştırmak için yöntemler geliştirmek amacı vardır.

LFPs başak aktivite karmaşık bir bağımlılığı vardır ve bunların ilişkisi hala tam 1 ​​anlaşılmaktadır. Bu sinyal ilişkilerin aydınlatılması klinik teşhis (Derin beyin stimülasyonu örneğin stimülasyon paradigmalar) ve normal ve patolojik koşullar (örn. epilepsi, Parkinson hastalığı, kronik ağrı) nöral kodlama stratejilerinin daha derin bir anlama için hem yararlı olacaktır. Bu amaçla, bir stimülasyon cihazları, stimülasyon paradigmalar ve hesaplamalı analizler ile ilgili teknik sorunları çözmek için vardır. Bu nedenle, ısmarlama bir uyarım cihazı mekanik rezonans uğramayan de uzay ve zaman içinde düzenlenmiş uyaranlara sunmak için geliştirilmiştir. Daha sonra,bir örnek olarak, güvenilir LFP-başak ilişkilerin bir dizi ekstre edildi.

Cihazın performansı, hücre dışı kayıtları ile araştırılmıştır birlikte ani ve sıçan birincil Somatosensori korteksinden uygulanan uyarımlarına LFP tepkiler. Daha sonra, çok amaçlı optimizasyon stratejisi ile, LFPs göre başak bir meydana geliş için bir tahmin modeli tahmin edilmiştir.

Bu paradigma uygulama cihazın yeterli ortak piezoelektrik aktüatörler daha iyi performans, yüksek frekans dokunma uyarımı sağlamak için uygun olduğunu göstermektedir. Cihazın etkinliği bir kanıtı olarak, aşağıdaki sonuçlar sunulmuştur: 1) LFP yanıtlarının zamanlaması ve güvenilirliği de, büyük çivi yanıtları eşleşen 2) LFPs uyarım tarihine karşı duyarlıdır ve ortalama tepki sadece yakalama değil, aynı zamanda başak aktivite ve nihayet, 3) LFP kullanarak deneme-to-deneme dalgalanmalar bir aralık o tahmin etmek mümkündür sinyalf başak aktivite farklı yönlerini yakalamak prediktif modeller.

Giriş

Sinyali bağlamında dürtü yanıtı işlem bir dinamik sistem davranışı temel bir tanımlamasını sağlamaktadır.

Ideal bir darbe uyarıcı pratikte elde değil de, yüksek frekans yer değiştirmeleri üreten bir tahrik elemanı ile bunun tahmini bir bilgi elde etmek mümkündür. Hafif dokunma-titreşimli Bu tür uyarım hem derin cilt (örneğin hızlı, yanıt hızlı Pacinian cisimcikleri uyarlama) 2 ve yüzeysel reseptörleri (örneğin, düşük eşik yavaş Merkel diskoit yapılarını adapte) 2 hedef bilinmektedir.

Mevcut stimülasyon cihazları, özellikle piezoelektrik aktüatörler, sakıncaları bir dizi,....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Etik Bildirimi

Duyusal uyaranlar nöronal aktivitenin tarafından nasıl temsil edildiğini incelemek için hayvanların kullanımı ve in vivo yaklaşım kullanımına karşı hiçbir alternatif yoktur. Bütün hayvanlar Bilimsel Araştırma (İtalyanca Biyoetik Komitesi, Araştırma Hayvanların Tedavisinde Hakkında Kanun Hükmünde Kararname, 27 Jan 1992, No 116) hayvan tedavisinde İtalyan ve Avrupa Yasaları boyunca tedavi edilmiştir. Deneyler yapılmıştır Ulusal Araştırma Konseyi, Birleşmiş Milletler Eğitim, Bilim ve Kültür Kuruluşları (UNESCO), Tıp Bilimleri Uluslararası Organizasyonlar Konseyi (adına Laboratuar Hayvan Bilimi Uluslararası Komitesi (ICLA....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

İpucu gezi özellikleri

Önerilen uyarıcı cihazın dinamik özelliklerini karakterize etmek için bir deneyler serisi oluşturulmuştur. Bir silikon fototransistör ile birlikte yayan diyot enfraruj bir galyum arsenit oluşan bir özel cihaz ucu yer değiştirme, yer değiştirme süresini ve olası değiştirme gecikmeleri değerlendirmek için kullanıldı. Bu optik ayar anahtarının vasıtasıyla biz yayan diyot delik (yükseklik = 1 mm) kenarında Stimülatör ucu yerleştirilir ve mikro ve phototransistor çıkışları iki.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Bu çalışma öncelikle hızlı ve mekansal noktası gibi duyusal uyaranlara teslim sağlayan, yeni, basit ve düşük maliyetli cihaz sundu. Sonra bir randomize eşleştirilmiş nabız uyarma protokolü ve hesaplamalı analizlerin bir dizi valide edildi. Genel amacı dokunsal uyarılması sırasında elektrofizyolojik kayıtlar LFP-başak ilişkilerin tahmini için bir çerçeve kurmak oldu.

Cihaz, protokol ve analitik yaklaşım ortaklaşa yani LFP-to-başak geçişleri açıklamak ve tahmin etmek mümkün deterministik yakla.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar herhangi bir mali çıkarlarını beyan.

Teşekkürler

SN ve AGZ PON 01-01297 VIRTUALAB fonları tarafından desteklenmiştir.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
MicrostepperAB Transvertex (Stockholm, İsveç)Elektrot matrisini aşağı çekmek için kullanılan mikrostepper
32 kanallı Cheetah SystemNeuralynx (MT, ABD)Elektrofizyolojik kayıt sistemi
L293D h-bridgeRS Bileşenleri (Cinisello Balsamo, İtalya)Mikrodenetleyiciyihoparlöre bağlamak için kullanılan köprü
H21A3 Optik Kesici SwitchFairchild Semiconductor Corporation (San Jose, California)Uç yer değiştirmesini dengelemek için kullanılan fototransistör
Hoparlöreakım darbesi iletmek için kullanılan mikrodenetleyici
Mikroelektrot Matrisleri GB1FHC 
IsofluraneRodia Organique Güzel LtdHayvanları hazırlamak için kullanılan anestezik
Stereotaksik cihazNarishighe (Tokyo, Japonya) 
Sprague-Dawley erkek sıçanlarıCharles River (Calco, LC, İtalya) 
Gallamin thriethiodideSigma-AldrichHayvanları kürleştirmek için kullanılan bileşik
Cresyl violetSigma-Aldrich 
Topikal antiseptikler (Betadine %10)Meda Pharma (Milanm İtalya) 
HeparinSigma-Aldrich 
FormaldehitCarlo Erba Reaktifleri (Pomigliano Milanese, Milano, İtalya) 
Arduino Uno Arduino (Duemilanove, İtalya)

Kaynaklar

  1. Pesaran, B. Uncovering the Mysterious Origins of Local Field Potentials. Neuron. 61 (1-2), (2009).
  2. Delmas, P., Hao, J., Rodat-Despoix, L. Molecular Mechanisms of Mechanotrasduction in Mammalian Sensory Neurons. Nat. Rev. Neurosci. 12, 139-153 (2011).
  3. <....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Taktil Stim lasyon CihazYerel Alan PotansiyelleriSpike Yan tlarElektrofizyolojik Kay tlarSomatosensoriyel Korteksoklu Elektrot MatrisiKemik Pencere Haz rlMikrodenetleyici Stim lasyonuLFP Spike Ge i lering r c Modelleme