Name: Anestezi Rat Silikon Probları Büyük ölçekli Nöronal Toplulukları Kaydı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-10-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 45 s
Description: Öğrenin, silikon problar kullanarak anestezi altındaki sıçanlarda büyük ölçekli nöronal kayıtlar yapmayı. Bu yöntem, yüzden fazla nöronun eşzamanlı aktivitesini inceleyerek bellek ve karar verme süreçlerini anlamaya yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma NSERC &amp; AHFMR tarafından desteklenmiştir. Yazarlar cerrahi hazırlığı ile ilgili yardım için, el yazması ve Hiroe Yamazaki yorumlar için teşekkür ederim. Mariam Alaverdashvili ve Amanda Mauthe-Kaddoura

1. Cerrahi Hazırlık <ol><li> Anesteziklerin uygun tip ve doz ile sıçan anestezisi. Burada üretan (1.5 g / kg, Sigma-Aldrich Co, St. Luis, MO) - 100 ml fosfat üretan 20 g seyreltilmesi ile% 20 çözüm olarak hazırlanmış, yani hayvan tamponlu salin (PBS) 7.5 alacaksınız ml / kg üretan solüsyonu intraperitoneal (IP). Nedeniyle doz-yanıt eğrisi, toplam doz üretan, her biri yaklaşık 30 dakika ayrılmış dört uygulamalar için ayrılmıştır. Üretan ilk iki uygulama öncesinde, hayvan bir hayvan önlemek için izofluran konsantrasyonu% 3-4 (dakikada 2 litre oksijen) uygulandığında (dakikada 2 litre oksijen) bakımı,% 2 ile uyuşturulduktan enjeksiyon yoluyla vurguladı. Ameliyat sırasında, isofluorane (2 dakika süreyle% 2 konsantrasyon) bir ek idari gerekirse kullanılabilir. </li><li> Olmasını sağlamak için, insizyon yerinde (baş, sırt tarafı) boyunca kürk Tıraşkürk yara kontamine ve kesi yeri etrafında yeterli bir alan dezenfekte edilebilir değil. </li><li> Antiseptically organik iyot ya da klorheksidin sabun ve antiseptikler (etanol) kullanılarak yapılan cerrahi sitesi hazırlayın. </li><li> Silikon sondalar (NeuroNexus Teknolojileri, Ann Arbor, MI) hazırlayın. Probları distile su ile çalkalayın ve ardından% 70 etanol kullanılarak dezenfekte edilebilir. Gerekirse, sondalar, sonra histolojik inceleme prob konumunu ortaya çıkarmak için bir floresan işaretleyici (örneğin Boya, Invitrogen Co) antiseptically hazırlanan ile boyanabilir. Bunu yapmak için, küçük ve çok yumuşak bir boya fırçası kullanın ve ince boya ile silikon prob arkasına dokunun. Bu prosedür her zaman prob hasar görmüş ya da katlanmasını değildir emin olmak için bir mikroskop üzerinde yapılmalıdır. Her zaman boya kanallarının herhangi bir engelleme olmadığından emin olmak için kontrol edin. Probu üzerinde kalan herhangi bir kalıntı boya daha sonra su ile durulama ardından, alkol ile kaldırılabilir. </li><li> Silikon elektrodes bakım: küçük boyutları nedeniyle, silikon sondalar hassas ve önemli bir bakım ile kullanırken bile kırılma son derece duyarlı. Böylece, bizim gibi her zaman, potansiyel tehlikelerin izlenmesi önerilir: (i) uygun bir şekilde belirlenmiş kutusunda probları tutun, (ii) çökmesini engelleyin ya da işlerken probları bırakarak, (iii) stereotaksik manipülatörler de sabit olduğundan emin olun. herhangi bir kazaları önlemek için; kayıt, (iv) çevre doku ve / veya kan probları ekleyebilirsiniz. Bu nedenle, kaydettikten sonra probları çıkarırken dikkatli olmak önemlidir. PBS veya tuzlu solüsyon sabit bir akış kullanarak şiddetle tavsiye edilir; (v) Her zaman kaydettikten sonra probları temiz. Problar temizlemek için, güçlü bir sıvı, bir kaç dakika için enzimatik temizleyici (Boston, Bausch &amp; Lomb) batığın onları tavsiye edilir. Probları her zaman saf su ile yıkayın ve kendi adanmış kutusuna geri dönmek. Bizim tecrübelerimize göre, silikon sondalar yeterli bakım sağlar10'dan fazla deneyler için iyi kaliteli kayıtlar. Bir kanal kullanım sırasında gürültülü olur 'Eğer, daha sonraki analizler ekarte edilmelidir. Biz kanallar arasında cross-talk az olduğunu buldular, bu nedenle gürültülü bir kanal genelde diğer kanallarda bir sinyal üzerinde çok az etkisi vardır. </li></ol> 2. Cerrahi <ol><li> Herhangi bir cerrahi manipülasyonlar önce göz yüzeyi üzerinde bir göz merhemi sürün. </li><li> Beyin iltihabı azaltmak için 5 mg / ml subkutan Deksametazon yönetin. </li><li> Ameliyat boyunca stereotaksik çerçeve hayvan sabitleyin. </li><li> , Yara kanama ve lokal anestezi için potansiyel riskini azaltmak için kesi yapılmadan önce insizyon yerinde subkutan epinefrin (2-4 mg / kg% 0.5 çözümü için seyreltilmiş) Lidokain HCl% 2 Yönetici. </li><li> Kafa derisinin orta hat üzerinden 2 cm'lik bir kesi yapmak ve kafatası yüzeyi maruz yanal cilt yerinden. </li><li> Fasya künt diseksiyon ve kontrolü ile dorsal kafa derisi temizleyinmicrocautery veya kemik balmumu kullanarak kanama. </li><li> Oksipital kemik, hayvan topraklama ve başvuru için kafatası küçük vida takmak için iki delik olun. Referans vida dura ile temas halinde olmalıdır. Kayıtları sırasında elektriksel gürültü azaltmak için, her zaman ıslak vidaları tutmak için tavsiye edilir. Bunu yapmak için, vidaları çevreleyen küçük bir akrilik bariyer inşa edilmesi ya da vida agar ile kaplı olabilir. </li><li> 1-2 mm çapında kraniotomi ilgi 5 kortikal ve / veya subkortikal alan (lar) karşılık gelen koordinatlar olun. (Delik delme) kraniotomi sırasında gerekli olarak kemik tozu temizlemek için basınçlı hava kullanın. Kafatası PBS damla uygulayarak delme ısınmak önleyin. Ikinci sonda eklemek için gerekirse ikinci bir kraniotomi olun. Bu videoda, bu nedenle iki cerrahinin yapılan, iki kortikal alanlar aynı anda bir kayıt sunuyoruz. </li><li> Diş Lang: akrilik reçine küçük bir bariyer (örneğin oluşturunİmalat, Co, Inc, Wheeting, IL), kurumasını engelleyen maruz dura üstüne PBS tutmak amacıyla iki cerrahinin çevreleyen. Tüm deney sırasında sürekli PBS uygulayın. </li><li> Her iki cerrahinin dura madde açın. İki iğneler (30 ½ ölçer) ipuçları (kanca oluşturan) bükülmüş, bu manipülasyonu için kullanılıyor olabilir. </li><li> Stereotaksik manipulatiors silikon sondalar konnektörü takın. Konnektörler stereotaksik manipülatör mükemmel paralel probları Shanks sahip olmak için bir direğe bağlı. Bu istikrarlı kayıtları korumak ve prob zarar görmesini önlemek için çok önemlidir. </li><li> Referans vida, silikon prob referans pin bağlayın. Ii) şasi kayıt cihazı zemin; ve iii) stereotaksik frame i) prob fişi zemin toprak vidası bağlı olmak zorunda elektriksel gürültü azaltmak için. </li><li> Silikon sondalar sadece pia ile temas ucu yerleştirin. </li><li> Yavaş yavaş inci tanıtmake silikon sondalar ve silikon sondalar (Şekil 1 ve 2) Shanks direnci veya bükmeden beynin içine eklenebilir emin olun. </li><li> İstediğiniz kayıt alanı ulaşana kadar dikkatlice probları düşüktür. Gerekirse, doku kurumasını önlemek için cerrahinin en üst PBS damla damlatılır. </li><li> Üretan anestezi sadece terminal prosedürleri için kullanılması gerektiğini, çünkü hayvan, en azından sodyum 200mg/kg bir ip enjeksiyonu ile ötenazi pentobarbital en fazla 60 mg / ml 'lik bir konsantrasyon ile seyreltilir. Bu hayvan dekapitasyon tarafından takip edilmektedir. </li></ol> 3. Temsilcisi Sonuçlar: Şekil 3A yerel alan potansiyelleri ve spike aktivitesi Temsilcisi kayıtları gösterilmiştir. Başak sıralama (Şekil 3B, C; farklı nöronların kaynaklanan ayrımcı ani 6, 7, 8) gerçekleştirdikten sonra silikon prob kayıtları, yer nöronal nüfus faaliyetlerini araştırmak olanağı sağlardiğer ong, aşağıdaki işlemleri: 9 verme bellek ve karar, plastisite 10, uyaran kodlama 11, spontan aktivite 12 ve 13 çeşitli ilaçların etkileri. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig1.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 1"> Şekil 1. Tek bir sap ile silikon prob A. Örnek yeniden inşa nöronların (S. Sakata 14 nezaket) bir montaj üst üste 8 Shanks her tetrode yapılandırma ile bir prob B. Örnek bir C şematik Sıçan kafatası. Yeşil kutuları sağ ve sol somatosensoriyel korteks üzerinde kraniotomi ölçüde temsil eder. <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 2"> Şekil 2, prefrontal korteks ve hipokampus takılı silikon sondalar deney örneği . PBS Damlalar maruz br korumak için kraniotomi kapağıkurumasını değil. Beyincik üzerinde bulunan iki vidayı sırasıyla, zemin ve referans bağlı olacaktır. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig3.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 3"> Şekil 3. A. Resmi bir tetrode (negatif gerilim koordine çizilen notu) Yerel Alan Potansiyeli (LFP) bir temsilcisi elektrofizyolojik kayıt 500ms gösterir. Ekle gösterir. Başak B. bir dalga İki boyutlu 1 tetrode özelliği uzayda birim kümeleri kez. Her küme, tek bir birim (nöron) ani zaman içinde tek bir tetrode dört kayıt sitelerin her birinde C. temsilcisi birimlerinden ortalama başak dalga şekilleri (renk kodlu). D. Dalgaformu enerji (genlik ile ilgili) kaydedilen ani temsil eder . . Her birim için nispeten sabit enerji değerleri unutmayın; görüntülenen dönemi süresi boyunca istikrarlı bir kayıt gösterir.

<ol><li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat. Neurosci. 7, 446-451 (2004).</li>
<li>Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+neurotechnologies+for+chronic+neural+interfaces%3A+new+horizons+and+clinical+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Advanced neurotechnologies for chronic neural interfaces: new horizons and clinical opportunities.</a> J. Neurosci. 28, 11830-11838 (2008).</li>
<li>Csicsvari, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Massively+parallel+recording+of+unit+and+local+field+potentials+with+silicon-based+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Massively parallel recording of unit and local field potentials with silicon-based electrodes.</a> J. Neurophysiol. 90, 1314-1323 (2003).</li>
<li>Bartho, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+neocortical+principal+cells+and+interneurons+by+network+interactions+and+extracellular+features%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Characterization of neocortical principal cells and interneurons by network interactions and extracellular features.</a> J. Neurophysiol. 92, 600-608 (2004).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+rat+brain%3A+in+stereotaxic+coordinates%22">The rat brain: in stereotaxic coordinates</a>. , 4th Edition, Academic Press. San Diego. (1998).</li>
<li>Lewicki, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+methods+for+spike+sorting%3A+the+detection+and+classification+of+neural+action+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Network%22%5BJournal%5D)">A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural action potentials.</a> Network. 9, R53-R78 (1998).</li>
<li>Harris, K. D., Henze, D. A., Csicsvari, J., Hirase, H., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).</li>
<li>Luczak, A., Narayanan, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spectral+representation--analyzing+single-unit+activity+in+extracellularly+recorded+neuronal+data+without+spike+sorting%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Spectral representation--analyzing single-unit activity in extracellularly recorded neuronal data without spike sorting.</a> J. Neurosci. Methods. 144, 53-61 (2005).</li>
<li>Pastalkova, E., Itskov, V., Amarasingham, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internally+generated+cell+assembly+sequences+in+the+rat+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Internally generated cell assembly sequences in the rat hippocampus.</a> Science. 321, 1322-1327 (2008).</li>
<li>Fujisawa, S., Amarasingham, A., Harrison, M. T., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior-dependent+short-term+assembly+dynamics+in+the+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Behavior-dependent short-term assembly dynamics in the medial prefrontal cortex.</a> Nat Neurosci. 11, 823-833 (2008).</li>
<li>Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+do+neurons+work+together%3F+Lessons+from+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Hear.+Res%22%5BJournal%5D)">How do neurons work together? Lessons from auditory cortex.</a> Hear. Res. 271, 37-53 (2011).</li>
<li>Luczak, A., Bartho, P., Marguet, S. L., Buzsaki, G., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequential+structure+of+neocortical+spontaneous+activity+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Sequential structure of neocortical spontaneous activity in vivo.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 347-352 (2007).</li>
<li>Robbe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cannabinoids+reveal+importance+of+spike+timing+coordination+in+hippocampal+function%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cannabinoids reveal importance of spike timing coordination in hippocampal function.</a> Nat. Neurosci. 9, 1526-1533 (2006).</li>
<li>Sakata, S., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laminar+structure+of+spontaneous+and+sensory-evoked+population+activity+in+auditory+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Laminar structure of spontaneous and sensory-evoked population activity in auditory cortex.</a> Neuron. 64, 404-418 (2009).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Bu kağıt, silikon elektrot dizileri aynı anda birden fazla kortikal bölgelerde nöronların (&gt; 100) büyük bir nüfus kayıt için nasıl kullanılacağını gösterir. Başarılı cerrahi ve kayıt olmak için, aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır: <ol><li> Istenen alana probları Giriş: beyin dokusunda probları takarken, önemli hasara neden olabilir. Bu düşük kalitede kaydedilen birimlerinin neden olabilir. Bu sorunu önlemek için aşağıdakileri öneririz: (i) belirli bir derecelik bir açıyla (10 derecelik açı kullanmanız önerilir) probları tanıtın. Bunu yaparak, kaydedilen nöronlar dendritik zarar azaltılabilir; probları beyin dokusu eklenir sonra aldıkları kadar, (ii) başlangıçta daha hızlı bir oranda (10-30 saniyede yaklaşık 50 ila 100 mikron) indirdi. Kayıt istenen alana yakın. Problar hedef alan yaklaşık 200 mikron olan, pozisyonlar (yaklaşık daha yavaş ayarlanır.yaklaflık 10 mikron her 2 ya da 3 dakika). </li><li> Kayıt Stabilizasyonu: probları alan ve önemli bir aktivite (kanallarının çoğunda belirgin sivri) tespit edildiğinde, bir kayıt başlamadan önce yaklaşık 30 dakika beklemek tavsiye edilir. Bu beyin dokusu mekanik probların yerleştirilmesinden sonra stabilize ve daha istikrarlı bir kayıt sağlamak için izin verecektir. </li><li> Beyin nabız: Bazen bir kayıt kalitesini önemli ölçüde azaltabilir beyin nabız görmek mümkündür. Küçük bir kraniotomi (prob sığdırmak için yeterli alan) bir kayıt alan beyin nabız azaltabilir. Gerekirse, sisterna magna yırtılmış olabilir. Bu, beyin omurilik sıvısı basıncı azaltır ve şişme ve nabız azalır. </li><li> Silikon prob konfigürasyonu: Silikon probları şekil ve kayıt sitesi yapılandırmaları çeşitli olabilir. Örneğin, Shanks, Shanks uzunluğu ve kalınlığı sayısı değişir, ve.kayıt siteleri (www.neuronexustech.com örneğin tetrode vs doğrusal yapılandırma) aranjman. Belirli bir yapılandırma ile kullanılan prob seçimi, cevaplanması gereken gerek bilimsel bir soru bağlıdır. Örneğin, belirli bir katman (bu kayıtlar sunulmuştur) birden fazla yerde nöronların nüfus kayıt ise, en iyi seçimdir, sekiz Shanks ve tetrode yapılandırma ile bir prob kullanmaktır. Bu 1.4mm süresi boyunca sekiz yerlerde her tetrode ve örnekleme birden tek birimlerinin kayıtları için sağlar. Bir başka örnekte, biri kortikal katmanlar arasında faaliyet propagations çalışma isterseniz birden fazla kortikal tabakalar halinde kayıt anda 14 izin veren şaft boyunca düzenli olarak dağıtıldı kayıt siteleri ile bir sap ile bir prob kullanmak için en iyi seçim olacaktır . </li></ol>

<table border="1"><tbody><tr><td> Isim </td><td> Şirket </td><td> Katalog Numarası </td></tr><tr><td> Üretan </td><td> Sigma-Aldrich </td><td></td></tr><tr><td> Phosphate Buffer Saline (PBS) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> İsofluranın </td><td> Benson </td><td> 02241315 </td></tr><tr><td> Silikon probları </td><td> NeuroNexus Teknolojileri </td><td> A 4 X 2 - Tet - 5mm - 150 - 200 - 312 </td></tr><tr><td> Boya I (DiIC 18 (3)) </td><td> Invitrogen Co. </td><td> 617830 </td></tr><tr><td> Deksametazon 5 </td><td> Vetoquinol </td><td> 0A0640B </td></tr><tr><td> Göz merhemi </td><td> Vetoquinol </td><td> 005165414 </td></tr><tr><td> Lidokain HCl Epinefrin ile% 2 </td><td> Bimeda-MTC </td><td> 00141984 </td></tr><tr><td> Stereotaksik Kare </td><td> Kopf Aletleri </td><td> 1430-B </td></tr><tr><td> Elektrot manipülatör ve tutucu </td><td> Kopf Aletleri </td><td> 960 </td></tr><tr><td> Sıçan kulak-bar </td><td> Kopf Aletleri </td><td> 1955 </td></tr><tr><td> Sıçan adaptörü </td><td> Kopf Aletleri </td><td> 920 </td></tr><tr><td> Anestezi maskesi </td><td> Kopf Aletleri </td><td> 906 </td></tr><tr><td> Skalpel </td><td> Roboz Cerrahi Aletler </td><td> RS-9843 </td></tr><tr><td> Bisturi ağızları </td><td> Erdem örneği </td><td> 0086 </td></tr><tr><td> Mikro diseksiyon makas </td><td> Roboz Cerrahi Aletler </td><td> RS-5910 </td></tr><tr><td> Vidalar </td><td> Gould Pasteners Limited </td><td> 14084701 </td></tr><tr><td> Hemostatik forseps </td><td> Soymakoz Cerrahi Aletler </td><td> RS-7130 RS-7211 </td></tr><tr><td> 30 ½ insülin iğnesi </td><td> Becton-Dickinson </td><td> 305115 </td></tr><tr><td> Mikromotor kontrolü </td><td> Foredom </td><td> HP4-917 </td></tr><tr><td> Diseksiyon forseps </td><td> Roboz Cerrahi Aletler </td><td> RS-5237 </td></tr><tr><td> Kemik balmumu </td><td> Lukens </td><td> M263500 </td></tr><tr><td> Basınçlı hava şişesi </td><td> Falcon güvenlik ürünleri, Inc. </td><td> 50-10521C </td></tr><tr><td> Enzimatik temizleyici </td><td> Boston, Bausch &amp; Lomb </td><td> BAUSCH497628 </td></tr><tr><td> Damıtılmış su </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Diş akrilik toz </td><td> Lang Diş </td><td> 1220 </td></tr><tr><td> Diş akrilik sıvı </td><td> Lang Diş </td><td> 1404 </td> &lt;/ Tr&gt; <tr><td> Dijital Lynx SX Sistemi </td><td> Neuralynx Inc. </td><td> 4SX-Z400 </td></tr><tr><td> Cheeta Softwere </td><td> Neuralynx Inc. </td><td></td></tr><tr><td> Timsah kabloları </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

anestezi rat silikon probları büyük ölçekli nöronal toplulukları kaydı

Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

Nöron toplulukları büyük ölçekli elektrofizyolojik kayıtlar beyindeki nöronların spike aktivite davranışları çok çeşitli VA&#39;nın nasıl araştırmak için fırsat sunuyoruz. Birden fazla yerel nöronal devrelerin çok sayıda nöron aktivitesi spike izlemek için en etkili yöntemlerden biri, aynı anda 1-3 silikon elektrod kullanarak. Aksiyon potansiyelleri, hücre somata çevresinde büyük transmembran voltaj değişiklikleri üretir. Bu çıkış sinyalleri, bir nöronun yakın bir iletkenden koyarak ölçülebilir. Ucu çevresindeki birçok aktif (spike) nöronlar varsa, elektrot, tek bir nöronun katkısı, onun &#39;elektrik mesafe&#39; ile ağırlıklı hepsini kombine sinyali kaydeder. Silikon probları, çünkü kayıt siteleri (64) ve küçük hacimli bir sayıda birden fazla nöron izlemek için ideal kayıt elektrotları. Hatta bununyeniden, birden fazla siteleri, böylece çeşitli kortikal tabakalar halinde veya birden fazla kortikal sütunları nöronal aktivitenin eş zamanlı kayıtları (Şekil 1) izin milimetrelik bir mesafe üzerinden düzenlenmiş olabilir. Önemlisi, geometrik kesin kayıt sitelerin dağıtım izole tek nöronlar 4 mekansal ilişkinin belirlenmesi için de izin verir. Burada, silikon sondalar (Şekil 2) ile bir anestezi sıçan aynı anda sağ ve sol ön ayakları somatosensoriyel korteks, büyük ölçekli bir akut nöronal kayıt açıklar.

Silikon sondalar anestezi sıçan kullanarak nöronal aktivitenin Ekstrasellüler kayıtları açıklanacaktır. Bu teknik, aynı anda 100 den fazla nöron birden çok beyin bölgelerinin daha fazla bilgi almak sağlar. Bu tek hücre çözünürlük ile, birden fazla yerel devrelerin nöronal toplulukları dinamikleri hakkında bilgi sağlar.

Anestezi Rat Silikon Probları Büyük ölçekli Nöronal Toplulukları Kaydı

Nöronal topluluklardan elde edilen büyük ölçekli elektrofizyolojik kayıtlar, beynin geniş çeşitlilikteki... nasıl organize ettiğini inceleme fırsatı sunar.

Bu prosedürün genel amacı, anestezi uygulanmış bir sıçanda silikon prob kullanarak sol ve sağ ön uzuv somatosensoriyel korteksinden eş zamanlı olarak akut ve geniş ölçekli nöronal kayıt tanımlamaktır. Bu işlem, öncelikle hayvanın üretan ile anestezi altına alınması ve ardından kafatası üzerinde iki ila üç santimetrelik bir insizyon yapmak için sıçanın stereotaksik çerçeveye yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, toprak ve referans vidalarının yerleştirilmesidir.Ardından somatosensoriyel kortekslerin üzerinde iki kraniyotomi yapılır ve dura mater çıkarılır. Son adım, silikon probların beyne dikkatlice yerleştirilmesi ve istenen bölgeye yavaşça indirilmesidir. Bu prosedür, onlarca nöronun yerel alan potansiyellerinin ve spike aktivitesinin kaydedilmesine olanak tanır.Bu tekniğin temel avantajı, silikon probların çok sayıda kayıt noktasından veri toplanmasına olanak tanımasıdır. Ayrıca, birden fazla kayıt noktası milimetrelik mesafelerle düzenlenebilir; bu da aynı anda birden fazla kortikal kolon boyunca veya tek bir kortikal kolondaki birden fazla katman boyunca kayıt yapılmasına imkan verir. Önemli bir nokta olarak, kayıt noktalarının geometrik olarak hassas dağılımı, nöronal popülasyonlar arasındaki özel ilişkilerin araştırılmasına olanak sağlar.Bu yöntem, nöron popülasyon aktivitesinin bellek plastisitesine, uyaran kodlamasına ve karar verme süreçlerine nasıl dahil olduğu ile bu nöral etkileşimlerin farklı ilaçlardan nasıl etkilendiği gibi nörobilim alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu prosedüre başlamak için, hayvanın enjeksiyon nedeniyle strese girmesini önlemek amacıyla sıçanı %3 ila %4 konsantrasyonda izoflorür ile anesteziye alın ve %2 seviyesinde tutun. Ardından, kilogram başına 7,5 mililitre %20'lik seyreltilmiş üretan çözeltisini intraperitoneal olarak enjekte edin ve bu enjeksiyonu, her biri yaklaşık 30 dakikalık aralıklarla uygulanan dört uygulamaya bölün.Ardından, silikon probları mikroskop altında distile su ile temizleyin. Histolojik analizde probların konumlarını işaretlemek için probları floresan bir markör ile boyayın. Probların zarar görmediğinden veya bükülmediğinden emin olmak için bu işlem her zaman mikroskop altında gerçekleştirilmelidir.Ardından, insizyon bölgesi boyunca tüyleri tıraş edin. Sonra her iki göze pomad uygulayın. Beyin inflamasyonunu azaltmak için deri altına mililitre başına beş miligram Deksametazon uygulayın.Bu aşamada, hayvanı stereotaksik çerçeveye sabitleyin. Ardından, insizyonu yapmadan önce cerrahi bölgeyi klorheksidin sabun ve etanol kullanarak antiseptik şekilde hazırlayın; lokal anestezi sağlamak ve olası kanama riskini azaltmak için insizyon bölgesine deri altına lidokain ve epinefrin uygulayın. Daha sonra kafa derisinin orta hattı boyunca iki santimetrelik bir insizyon yapın ve deriyi kaldırın.Kafatasıyı açığa çıkarmak için, dorsal kafa derisini künt diseksiyonla fasyadan ayırın ve kanamayı kemik mumu kullanarak kontrol altına alın. Ardından, kafatasının oksipital kemiğine iki delik açın. Toprak ve referans elektrotlar için küçük vidaları bu deliklere sabitleyin.Referans vidası dura ile temas halinde olmalıdır. Ardından, ön kol somatosensoriyel kortekslerine karşılık gelen koordinatlarda, bir ila iki milimetre çapında iki kraniyotomi gerçekleştirin.Kraniyotomi sırasında, delme işleminden kaynaklı kafatasının ısınmasını önlemek için gerektiğinde kemik tozlarını uzaklaştırmak üzere basınçlı hava kullanın. Salin solüsyonu damlatın. Ardından, açıkta kalan dura üzerinde PBS tutmak ve kurumasını önlemek amacıyla iki kraniyotomi alanını çevreleyen küçük bir akrilik reçine bariyeri oluşturun.Deney boyunca sürekli olarak PBS uygulayın. Ardından, her iki kraniyotominin dura materini çıkarmak için uçları bükülmüş iki adet 30,5 gauge iğne kullanın. Bu noktada, silikon probların uçlarını pia ile sadece temas edecek şekilde yerleştirin.Ardından, şaftlarının herhangi bir dirençle karşılaşmadan veya bükülmeden beynin içine girebildiğinden emin olarak silikon probları yavaşça yerleştirin. Probları, istenen kayıt bölgelerine ulaşana kadar dikkatlice indirin. Gerektiğinde, dokunun kurumasını önlemek için kraniyotomilerin üzerine PBS damlaları ekleyin.Burada, bir tetrotan elde edilen yerel alan potansiyelinin 500 milisaniyelik temsilci bir elektrofizyolojik kaydı gösterilmektedir. Spike dalga formuna bir örnek ekteki görsellere eklenmiştir. Burada, bir tetrotan elde edilen ünite kümelerinin iki boyutlu görünüm örnekleri yer almaktadır.Her bir küme, tek bir nörondan gelen spike'ları temsil eder. Tek bir tetrodun dört kanalındaki temsilci ünitelerden elde edilen ortalama spike dalga formları burada gösterilmiştir. Kaydedilen spike'ların zamana göre dalga formu enerjisi bu grafikte çizilmiştir.Her bir birim için nispeten sabit olan enerji değerinin, görüntülenen süre boyunca stabil bir kayıt yapıldığını gösterdiğine dikkat edin. Bu videoyu izledikten sonra, yüzün üzerinde nöronu aynı anda birden fazla beyin bölgesinden silikon prob kayıtlarını gerçekleştirebilir hale gelmelisiniz. Bu; hayvanın anestezi altına alınması, referans ve toprak vidalarının yerleştirilmesi, kraniyotomilerin açılması, duranın uzaklaştırılması ve son olarak probların istenen kayıt bölgesine yerleştirilmesi adımlarının tamamlanmasıyla başarılır.

recording-large-scale-neuronal-ensembles-with-silicon-probes

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Biz büyük ölçekli birden çok tek birimlerinin kayıt ve silikon sondalar ile kemirgenlerde davranan yerel alanda potansiyel yöntemleri açıklanmaktadır. Sürücü imalat, sürücü ve prob implantasyon süreçleri prob eki kolay çoğaltma için yeterli ayrıntıları gösterilmiştir.

Kemirgenler davranmak yılında Hareketli Silikon Problar tarafından Nöronlar Büyük ölçekli Kaydı

Bu video, anestezi uygulanmış bir sıçanın birden fazla bölgeden beyin aktivitesinin elektrofizyolojik kayıtları için hazırlanmasına yönelik ayrıntılı prosedürü göstermektedir. Kafatasına erişmek için kafa derisi kesilir ve elektrotları yerleştirmek ve sabitlemek için kesin yerlerde delikler açılır. Tungsten mikrotel elektrotlar daha sonra verileri kaydetmek için hedeflenen konuma yerleştirilir.

Sıçanlarda Birden Fazla Bölgeden Beyin Aktivitelerinin İn Vivo Elektrofizyolojik Kayıtları

Bu video, yerel alan potansiyellerini ölçmek için fare beynine çok uçlu bir lineer silikon prob implante etmek için bir protokolü özetlemektedir. Prosedür, probun stereotaksik bir üniteye sabitlenmesini, hedef beyin bölgesi üzerinde doğru bir şekilde konumlandırılmasını, beyne yerleştirilmesini ve diş çimentosu ile sabitlenmesini içerir. İmplantasyondan sonra, montaj bir kılıf ile korunur. İyileşmeyi takiben, kurulum, nöronal aktivite hakkında bilgi sağlayarak yerel alan potansiyellerinin...

Çok Şaftlı Lineer Silikon Problar Kullanılarak Davranan Farelerde Beyin Elektriksel Aktivitesinin Kaydedilmesi

Kaynak: Moore, J. D., et al. Juxtacellular Uyanık, Başı Kısıtlanmış Sıçanların Subkortikal Beyin Yapıları İçindeki Tek Nöronların İzlenmesi ve Lokalizasyonu. J. Vis. Uzm. (2015)Bu video, kısıtlanmış, uyanık bir sıçanda yan yana hücresel kayıt ve boyama yöntemini göstermektedir. Prosedür, nöronlardan gelen sinyallerin kaydedilmesini ve kayıt bölgesini tam olarak lokalize etmek için boya enjekte edilmesini içerir. Bu teknik, nöral aktivitenin beynin anatomik yapısına doğru bir şekilde...

Uyanık bir sıçanda nöral aktivitenin hassas haritalanması için juxtacellular kayıt ve boyama 

Tek ünite elektrofizyolojik kayıtlar kullanılmak üzere microwires organize dizileri implante teknik sorunlar bir dizi sunuyor. Bu teknik ve gerekli ekipman yerine getirilmesi için yöntemler tarif edilmiştir. Ayrıca, yüksek uzaysal seçicilik ile farklı nöral altbölgeler kayıt örgütlü mikrotel dizilerin faydalı kullanımı tartışılmıştır.

Hayvanlar davranmak, Awake Tek-birim Recordings Microwires Organize Dizileri implantasyon için Usulü

Bu protokol, uyanık sıçanlarda subkortikal beyin yapılarındaki nöronal aktiviteyi izlemek için bir kafa kısıtlama mekanizmasının tasarımını ve cerrahi implantasyonunu açıklar.  Juxtacellular konfigürasyondaki tek nöronları izole etmek ve anatomik konumlarını verimli bir şekilde tanımlamak için prosedürleri tanımlar.

Uyarı, Baş-ölçülü Sıçanların Alt-kortikal Beyin Yapıları içinde Juxtacellular İzleme ve Yerelleştirme Single Nöronlar

Bir kablosuz fareler serbestçe davranışlar içinde stimülasyon ve çok kanallı sinirsel kayıtları için çift yönlü sistemi tanıttı. Hafif ve küçük, böylece animal´s davranış repertuar üzerinde en az etkiye sistemidir. Ayrıca, bu çift yönlü sistem beyin harekete geçirmek desen ve davranışı arasındaki nedensel ilişkileri değerlendirmek için gelişmiş bir araç sağlar.

Kablosuz, Vivo içinde kayıt ve fareler serbestçe davranışlar içinde sinirsel aktivite uyarılması için çift yönlü arayüzü

Kronik silikon sondalar implant ve bir işaret zenginleştirilmiş koşu bandı cihazları üzerinde çalışan kafa-sabit farelerde yer hücreleri kaydetmek için çeşitli adımlar açıklanmaktadır.

Kronik silikon sondalar ve kayıt bir zenginleştirilmiş koşu bandı aparat Hipokampal yer hücre implantasyonu

Burada Ti3C2 MXene mikroelektrot dizileri imal etmek ve in vivo nöral kayıt için bunları kullanmak için bir yöntem açıklar.

In Vivo Nöral Kayıt için Ti3C2 MXen Mikroelektrot Dizilerinin İmalatı

Burada, özellikle hipokampal, koku soğanı devreleri ve insan nöronal ağlarında, büyük ölçekli nöronal toplulukların hesaplama dinamiklerini araştırmak için HD-MEA'yı kullanıyoruz. Hesaplama araçlarıyla birlikte uzay-zamansal aktiviteyi yakalamak, nöronal topluluk karmaşıklığı hakkında içgörüler sağlar. Yöntem, beyin fonksiyonlarının anlaşılmasını geliştirir, potansiyel olarak biyobelirteçleri ve nörolojik bozukluklar için tedavileri tanımlar.

CMOS Entegre Yüksek Yoğunluklu Mikroelektrot Dizisi Üzerinde Multimodal Büyük Ölçekli Nöronal Topluluk Dinamiğinin Kaydedilmesi ve Analizi

Burada, kemirgenlerde kronik elektrofizyoloji için kullanım kolaylığı, prob geri kazanımı, deneysel çok yönlülük ve davranışla uyumluluk için optimize edilmiş hafif, uygun maliyetli bir prob implant sistemi sunuyoruz.

DREAM implant: Başa sabitlenmiş ve serbest hareket eden farelerde kronik elektrofizyoloji için hafif, modüler ve uygun maliyetli bir implant sistemi

Öğrenin, silikon problar kullanarak anestezi altındaki sıçanlarda büyük ölçekli nöronal kayıtlar yapmayı. Bu yöntem, yüzden fazla nöronun eşzamanlı aktivitesini inceleyerek bellek ve karar verme süreçlerini anlamaya yardımcı olur.

Anestezi Rat Silikon Probları Büyük ölçekli Nöronal Toplulukları Kaydı

Daha fazla video keşfet