Multi-contact kullanarak Yerel Ağ İşleme incelenmesi Laminer Elektrot Kayıt

Bu prosedürün genel amacı, birincil görsel korteksin farklı kortikal katmanlarında bireysel nöronların ve yerel alan potansiyellerinin nasıl olduğunu incelememize izin verecek metodolojiyi tanımlamaktır. Kodda duyusal bilgi. Prosedür, bilgisayar kontrollü mikro sürücü sisteminin yapısını ve birincil görsel kortekste kayıt için çok temaslı bir laminer elektrotun kullanımını tanımlamakla başlar.

Bir sonraki adım, elektrot hedef beyin bölgesine ilerletildikten sonra uyarılmış bir yanıt potansiyeli paradigması gerçekleştirmektir. Bunu takiben, senkronizasyon kaynağı konfigürasyonu ile birlikte polarite ters çevirmeye göre kortikal katmanları tanımlamak için akım kaynak yoğunluğu analizi kullanılır. Prosedürün son adımı, alıcı alan haritalaması yapmak ve görsel stimülasyona yanıt olarak nöral aktivitedeki farklılıkları analiz etmektir.

Sonuç olarak, duyusal bilgilerin kodlanmasında katmana özgü değişiklikleri gösteren sonuçlar elde edilebilir. Merhaba, benim adım Sarah Eagleman ve Houston'daki Texas Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde yüksek lisans öğrencisiyim. Bu tekniğin çoklu elektrot dizileri gibi mevcut yöntemlere göre ana avantajı, U probunun tek bir penetrasyonda aynı anda birçok milimetre korteks boyunca nöral aktiviteyi kaydedebilmesidir.

Merhaba, benim adım Brian Hansen. Houston'daki Texas Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde çalışan bir yüksek lisans öğrencisiyim. Bu yöntem, bilginin laminer spesifik bir şekilde işlenip işlenmediğini ve nasıl işlendiğini araştırarak sinirbilim alanındaki temel soruları yanıtlayabilir.

Önce isim elektrodu tahrik tertibatını oluşturmak için, kılavuz tüpler, kılavuz tel, komple Dremel, set adı araçları ve parçaları ve U probu dahil olmak üzere gerekli aletleri ve parçaları monte edin. Kılavuz tüpleri, kayıt cihazına takıldıklarında, duranın üzerine zarar vermeden dayanacak kadar uzun olacak şekilde ölçün. Daha sonra, kayıt odasının derinliğini ölçtükten sonra, kılavuz tüpleri keserken kılavuz tüpleri ölçülen uzunlukta yaklaşık beş ila yedi santimetre kesin.

Tüpün içine metal parça girmediğinden emin olun. Borunun içindeki metal parçaları çıkarmak için kılavuz borunun iç çapından daha küçük sert bir tel kullanın. Ardından, ad ızgarasını ad tabanına yerleştirin.

Kelepçe vidasını ve ızgara vidasını sıkın. Ardından, ilgilenilen kayıt bölgesini belirleyin ve mikro sürücü kulelerini bu bölgenin üzerine yerleştirin. İlgilenilen bölge belirlendikten sonra, kılavuz tüpü, isim odasının yaklaşık bir ila iki milimetre dışına çıkana kadar ızgaranın altından ilerletin.

Ardından, her bir NA mikro sürücü kulesine iki kelepçe monte edin. Bir motor üst kelepçeyi çalıştırırken, alt kelepçe yerine sabitlenebilir veya gevşetilebilir. Üst kelepçe, U probunun takviye borusuna takılmıştır.

Alt kelepçeyi kılavuz boruya takın ve kılavuz boruyu yerine sabitlemek için az miktarda süper yapıştırıcı uygulayın. İki kelepçe, sisteme stabilite ve hassasiyet sağlar. U probunun ucunu kılavuz borunun üst kısmı ile dikkatlice hizalayın ve kuleyi ana tabana sabitleyene kadar U probunu kılavuz borudan geçirin.

Kule konumunu, U probu veya kılavuz borusu üzerinde ek gerilim olmayacak şekilde kelebek vidayla ayarlayın. İsim sistemini silindir tabanına yerleştirin ve motor kablolarını ilgili kulelere bağlayın. Birden fazla kule kullanılıyorsa, motor kabloları ve kuleler arasında ayrım yapmaya yardımcı olmak için renk kodlu fermuarlar kullanılır, U probunu ilerletmeye başlamak için isim yazılım programını kullanın, ya U probunu otomatik olarak o konuma ilerleten bir hedef konum ayarlayarak ya da isim yazılımı arayüzüne tıklayarak, U probunu, ucun en az 10 milimetresi kılavuz tüpün ucundan geçecek şekilde ilerletin. İsim odası.

İsim tabanını implante edilmiş kayıt odasına takmadan önce U probunu 20 ila 30 dakika boyunca metro tarafı aktif aldehit çözeltisine yerleştirerek sterilize edin. Bundan sonra, U probunu ve isim tabanını steril su sıfır ile durulayın. İsim yazılımı, U probunu geri çekerek, uç isim yazılımındaki kılavuz tüpün hemen içinde olacak şekilde konumlanır.

Tüm konumları sıfırla'ya tıklayın. İsim tabanını implante edilmiş kayıt odasına takın ve dört vidayı da sıkın. Ardından tabanı, kayıt odasının yan tarafında bulunan bir pime göre hizalayın.

Dört vidayı da tekrar sıkın ve isim tabanının kayıt odasına güvenli bir şekilde takıldığından emin olun. İlerleyen kayda hazırlanmak için, U probu topraklanır ve topraklama ve referans talimatlarına göre yüzer olarak kabul edilir. Bu, kabloya bağlı jumper'ın yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Alt konektörlerde kafa aşamaları U prob konektörüne sabitlenir ve ardından amplifikatör kabloları bağlanır ve topraklanır. U probu başlangıçta hızlı ve güçlü bir şekilde yaklaşık bir ila iki milimetre ilerletilir. Hız parametresini saniyede 0,1 ila 0,2 milimetre aralığında ve derinlik adımını 0,2 ila 0,3 milimetre arasında ayarlayın.

Bu değerler, U probunun durayı temiz bir şekilde delmesini sağlar ve kayıtta önemli bir ilk adımdır. Dura'dan geçtikten sonra, hızı saniyede 0,50 ila 0,1 milimetreye düşürün ve derinlik adımını 0,5 ila 0,1 milimetreye düşürün. Amaç, U probunu hiçbir dokuya zarar vermeyecek şekilde mümkün olduğunca yumuşak ve yavaş bir şekilde ilerletmektir.

Probun beyne girdiğinin göstergelerinden biri, elektrotun tüm kortikal katmanları kapsadığını doğrulamak için gürültü seviyesinde bir azalma ile birlikte LFP'nin genliğinde bir değişikliktir, tam alan beyaz flaş uyaranına yanıt olarak genlikteki değişikliği ölçün. Zaman içinde LFP genliğindeki değişiklikler, uyarılmış tepki potansiyeli analizinin temelini oluşturur. Bu analiz, kortikal katmanları tanımlamak için kortikal katmanları tanımlamak için temel sağlar.

Pasif bir sabitleme görevi sırasında nesneyi 100 milisaniye boyunca beyaz renkte yanıp sönen ve ardından siyaha dönen tam alan siyah bir ekrana maruz bırakırken uyarılan tepki potansiyelini ölçün. Bu dizi, 200 kez tekrarlanan bir deneme oluşturur. Plex on çok kanallı toplama işlemcisi, tüm sürekli veri sinyallerini ulusal bir Instruments PCI kartı aracılığıyla doğrudan kayıt bilgisayarına kaydeder.

Veriler kaydedildikten sonra, mevcut kaynak yoğunluğu analizi için sinyalleri işlemeye başlayın. Kafa aşamalarındaki filtreler ve ön amplifikasyon kartlarındaki filtreler tarafından indüklenen LFP sinyallerindeki zaman gecikmelerini düzeltmek için Plex tarafından sağlanan yazılım düzeltme FP hizalamasını kullanın. Bu noktada nöro kaşif ile veriler MATLAB'a aktarılır.

Her LFP kanalı, 0,5 hertz ve 100 hertz kesme frekanslarına sahip standart yüksek ve alçak geçiren filtreler kullanılarak filtrelenir. Her elektrot teması filtrelendikten sonra, her bir elektrot teması için ortalama LFP zaman serisini elde etmek için her bir denemeyi tanımlayın ve denemelerin ortalamasını alın, ardından her bir kontağı zamanın bir fonksiyonu olarak LFP genliği ile bir matris halinde düzenleyin, çalışma alanına CSD çizici yazarak MATLAB'da ICSD araç kutusunu çalıştırın. Sürekli verilerin örnekleme frekansının bir kilohertz olduğu göz önüne alındığında, DT parametresini bir milisaniye olarak ayarlayın.

Daha sonra, kortikal iletkenlik değerini metre başına 0.4 Siemens'e ayarlayın, bu da milimetre küp başına nano eş birimlerinde mevcut kaynak yoğunluğuna yaklaşır ve elektrotların konumunu, toplam temas sayısı olan 0.1 ila 1.6'lık bir adımla 0.1'lik bir vektör olarak değiştirin. Tüm parametreler eklendiğinde, bunu çalıştır'a tıklayın. CSD profilini CSD çizici arayüzünde görüntüleyin ve yeni bir şekle yapıştırın.

MATLAB'daki image SC gibi ortak işlevler, katman profilini çizmek için kullanılabilir ve CSD verilerini temsil etmek ve katman tanımlamasını saatler ve oturumlar arasında karşılaştırmak için çeşitli yumuşatma algoritmaları ve normalleştirme rutinleri uygulanabilir. Önce dördüncü katmanın tabanındaki havuz kaynağı konfigürasyonunun eşlik ettiği polarite ters çevirmeyi tanımlamak için, granüler katmanda bir birincil havuzun varlığını doğrulayın. Laminer CSD profilini kullanarak, CSD grafiğinde havuz tahrikli negatif polariteyi bulun.

Ardından granül lavabonun kütle merkezini hesaplayın. Analizden, kişi numarası ve senkronizasyonun en büyük olduğu zamandan oluşan bir OID elde edilir. syn Centro ile temas, sıfır mikrometrede granüler katman referansı olarak işlev görür.

Referansın üstündeki ve altındaki tüm kontakları analiz edin ve bunları üç olası katmandan birinde gruplandırın. Supra, granüler, granüler ve infra granüler, elektrot konumlarını karıştırarak granüler havuzu doğrular ve temporal alanı değiştirmeden bırakır. Karıştırdıktan sonra, CSD matrisi OID analizini hesaplar.

Yine, kortikal derinliğin bir fonksiyonu olarak elektrot temasının karıştırılması, herhangi bir laminer özgüllüğü yok etmelidir. Alıcı alanları bulmak için, alıcı alanların potansiyel olarak bulunduğu monitörde bir ters korelasyon uyarıcısı sunarak başlayın. Uyaran, 45, 0, 90 ve 135 derecede dört oryantasyon derecelendirmesinden oluşur.

Alıcı alanı bulmak için atış hızı haritalarında küme analizi yapın. İlk olarak, her zaman gecikmesi için maksimum ateşleme hızı konumlarını ve merkezlerini hesaplayın. Ardından Centro ile bu maksimum ateşleme hızı konumları arasındaki mesafeleri hesaplayın.

Her nöron için bağımsız olarak beş milisaniye aralıklarla 40 ila 120 milisaniye arasındaki iletim gecikmeleri için her uzamsal konumdaki ateşleme hızlarının haritalarını hesaplayın. Tüm zaman gecikmelerinde OID ile çevredeki maksimum ateşleme hızı noktaları arasındaki toplam mesafeyi bulun. Alıcı alan, bu mesafeyi en aza indiren zaman gecikmesidir.

Her hücre için bir alıcı alan bulunduğunda, kaydedilen popülasyondaki tüm alıcı alanlarla örtüşen tüm alıcı alan konumlarından daha büyük bir ters korelasyon uyaranı sunar. Doğru alıcı alan konumlarının tanımlanıp tanımlanmadığını belirlemek için gerçek zamanlı bir ateşleme hızı grafiği kullanılabilir. Son olarak, temel bileşenler spike, genişlik vadisi ve tepe özellikleri gibi parametrelere dayalı olarak dalga biçimi kümelemeyi uygulayan plex on'un çevrimdışı sıralayıcı programını kullanarak spike dalga formlarını sıralayın.

Tepkileri aniden değiştiren sinyal birimlerini çıkardığınızdan ve burada gösterilen daha fazla analiz için yalnızca sabit ateşleme hızlarına sahip birimleri tuttuğunuzdan emin olun. Zamanın bir fonksiyonu olarak kortikal derinlik boyunca kortikal katmanların lokalize edilmesinde CSD analizini göstermek için bir örnek olarak, süper granüler, granüler ve infra granüler tabakaların konumu, kayıt oturumu başladıktan dört saat sonra bile sabit kalır. CSD izleri, belirli bir katmana atanan bu kontakların ortalamasını temsil eder.

Bu örnekte, granüler katman, yaklaşık 50 milisaniyede CSD genliğinde net bir azalmaya uğrar. Laminer elektrodu kullanırken bir diğer kritik analiz, nöronların alıcı alanını doğru bir şekilde tanımlamak ve lokalize etmektir. Bu grafiklerin kökeni, siyah bir bilgisayar ekranında merkezi olarak görüntülenen küçük beyaz bir daire olan sabitleme noktasıdır.

Bu grafiklerdeki renk, dinamik bir ters korelasyon uyaranına yanıt olarak her bir nöronun ateşleme hızını temsil eder. Bu şekil, aynı kanalda izole edilen iki spike dalga formu örneğini temsil etmektedir. Kümeleme analizi, temel bileşen analizi ve spike dalga formu özellikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Ortalama başak dalga formları düz çizgide gösterilir. Standart sapmalar çizgi çizgisinde gösterilir. Bu prosedürleri denerken, dikkatli bir şekilde ilerlemeyi ve ilerlemeden sonra beynin yeterince yerleşmesi için yeterli zaman tanımayı unutmamak önemlidir.

Bu prosedürü takiben genellikle son ilerlemeden yaklaşık 30 ila 45 dakika sonra kayda başlarız. LFP Gücü ve Spike Alan senkronizasyonu gibi diğer spektral teknikler, kortikal katmanlar içindeki ve arasındaki ağ yapısını incelemek için kullanılabilir.