Name: Aynı Anda Birden Çok Beyin Yapısından İn vivo Kayıtlar için Yerel Alan Potansiyeli Mikroelektrotlarının İnşası (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-03-14T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 7 s
Description: Öğrenin, yerel alan potansiyellerini aynı anda birden fazla beyin yapısından kaydetmek için özelleştirilebilir mikroelektrot dizileri nasıl inşa edilir. Bu yöntem, esnek tasarımı sayesinde çeşitli derinliklerden eşzamanlı elektrofizyolojik kayıtlar sağlar.

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

Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüsü (RO1 NS120945, R37NS119012 to JK) ve UVA Beyin Enstitüsü tarafından desteklenmiştir.

Mevcut çalışma Virginia Üniversitesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır. Deneyler için her iki cinsiyetten (7-12 hafta) C57Bl / 6 fareler kullanıldı. Hayvanlar 12 saat ışık / 12 saat karanlık döngüde tutuldu ve yiyecek ve suya ad libitum erişimi vardı.
1. Mikroelektrot yapımı
<ol><li>Mikroelektrotları oluşturmak için, 50 μm (çap) diamel kaplı nikel-krom tel kullanın (bkz. Telin bir ucunu platformun arkasına bantlayın ve teli platformdaki en yakın düğmenin etrafına üç kez sarın (Şekil 1A, C). NOT: Burada iki düğmeli (2 x 5 inç) akrilik bir platform kullanılmıştır, ancak herhangi bir platform kullanılabilir.<ol>
<li>Düğmeler arasında iki döngü yapmak için teli en uzak ikinci düğmenin etrafına gerin. Teli yerine sabitlemek için teli ilk düğmenin etrafına üç kez daha sarın ve ucu platformun arkasına tekrar bantlayın. NOT: Teller ayrıldıktan sonra (adım 1.2-1.3.1), her iki tarafta iki tel bulunmalıdır (toplamda dört tel, Şekil 1B).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Gergi çubuklarını, bant etraflarına sarılmış olarak tellerin altına yerleştirin (yapışkan tarafı yukarı) (Şekil 1C). NOT: Gergi çubukları için üçgen akrilik parçalar kullanıldı, etraflarına bant sarıldı (telleri bağlamak için yapışkan taraf dışarıda). Bandın gergi çubuklarının dışındaki yapışkan tarafı, aralarındaki mesafeyi ayarlamak için telleri yerinde tutacaktır. Gergi çubukları düğmelerden ~ 2,5 cm uzakta olmalı ve teller gevşek olmamalıdır.</li>
	<li>Bir mikroskop ve ince forseps kullanarak, teller arasında 3 mm veya 4.5 mm'lik bir boşluk açın (kortikal (Ctx) - ventrolateral talamik çekirdek (VL) mikroelektrotları yapmak için teller arasında 3 mm boşluk; striatal (Str) - nigral (SNR) mikroelektrotlar yapmak için 4.5 mm boşluk) (Şekil 1B).<ol>
<li>Mikroskopta büyütme kullanılıyorsa, büyütmedeki farkı ve teller arasındaki gerçek mesafeyi hesapladığınızdan ve ayarladığınızdan emin olun. NOT: Mikroelektrotlar burada kullanılanlar dışındaki yapılar için inşa edilmişse, teller arasındaki mesafenin yapılar arasındaki stereotaksik mesafeye ayarlanması gerekir. Şekil 2B , tellerin nasıl organize edileceğine dair bir örnek sağlar; Buna göre, diğer yapılar için stereotaksik koordinatlar ayarlanmalıdır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Dört küçük plastik parçasını (0,5 mm kalınlığında) ~6 mm (genişlik) x 3 mm (yükseklik) kesin (Şekil 1C). NOT: Herhangi bir plastik parça 0,5 mm kalınlığında oldukları sürece kullanılabilir; Burada, pimlerin satıldığı kare borular kullanılmıştır (Pimler , bkz. Farklı bir kalınlık kullanılıyorsa, lütfen gerekli stereotaksik koordinatlara uyacak şekilde daha fazla veya daha az plastik parçası ekleyin.</li>
	<li>Plastik üzerine yapıştırıcı uygulayın (bakınız Malzeme Tablosu) ve bunları tellerin üzerine yerleştirin (Şekil 1C). Plastik parçaları, gergi çubuğundan 1,0 cm uzakta olan telin ortasından ~ 1,0 cm uzağa yerleştirin. Süper yapıştırıcının fazlalığını pamuklu çubukla çıkarın.</li>
	<li>Süper yapıştırıcı kuruduktan sonra, telleri Şekil 1C'de belirtilen sırayla ince makas kullanarak kesin.</li>
	<li>Ticari olarak temin edilebilen bir kit kullanarak dört adet 7 mm'lik cam tüpü kesin ( Malzeme Tablosuna bakınız) ve elektrot tellerini Şekil 2A'da belirtildiği gibi cam tüplere yerleştirin.<ol>
<li>VL ve SNR elektrot çiftlerini cam tüplere yerleştirin. NOT: Cerrahi implantasyonu desteklemek için cam tüplere sadece derin yapılara ait tellerin yerleştirilmesi gerekir. Cam tüpe kortikal elektrotlar sokmadığınızdan emin olun.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Yapıştırıcıyı plastiğe bağlamak için cam tüplerin tabanına yerleştirin. Tutkal kuruyana kadar biraz bekleyin.</li>
	<li>Cam tüpleri ve telleri Tablo 1'de belirtildiği gibi bir neşter kullanarak kesin; mikroelektrotların uzunluklarının doğru olduğundan emin olun. Mikroelektrotlar farklı yapıları hedefliyorsa, kesme mesafesini gerekli stereotaksik koordinatlara göre ayarlayın.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63633/63633fig01.jpg"> Resim 1: Mikroelektrot yapısının şeması . (A) Tellerin altında gergi çubukları bulunan platform üzerinde tellerin kurulması. (B) Teller arasındaki boşluk. (C) Tellere dört parça plastik yapıştırılır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63633/63633fig01large.jpg" target="_blank">Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>Arjantin</td>
			<td>Sokaklar</td>
			<td>VL</td>
			<td>SNR</td>
		</tr>
<tr>
<td>AP (Anterior/Posterior)</td>
			<td>2.2</td>
			<td>1.2</td>
			<td>-1.3</td>
			<td>-3.3</td>
		</tr>
<tr>
<td>ML (Medial/Yanal)</td>
			<td>1.8</td>
			<td>1.5</td>
			<td>1</td>
			<td>1.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>DV (Dorsal/Ventral)</td>
			<td>0.5</td>
			<td>3.5</td>
			<td>4</td>
			<td>4.75</td>
		</tr>
<tr>
<td>Elektrot uzunluğu</td>
			<td>4</td>
			<td>4.75</td>
			<td>5.25</td>
			<td>6</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1: Stereotaksik implantasyon koordinatları ve mikroelektrotların boyutları.
2. Mikroelektrot dizisi montajı
<ol><li>Plastikleri hedef bölgelerin istenen sırasına göre tutturmak için yapıştırıcıyı kullanın. Kortikal, talamik, striatal ve nigral elektrotlar için bir örnek Şekil 2B, C'de gösterilmiştir.<ol>
<li>Ctx-VL elektrot çiftini yüzü aşağı bakacak şekilde yerleştirin (elektrot tellerinin olduğu taraf aşağı bakmalıdır) ve iki adet 6 mm x 3 mm boş plastik parçasını yapıştırıcı ile üstüne bağlayın.</li>
		<li>Üç plastik parçasının üzerine, ikinci Ctx-VL elektrot çiftini elektrotlar yukarı bakacak şekilde yerleştirin (mikroskop kullanın ve VL elektrotlarının hizalandığından emin olun). NOT: İki taraflı elektrotların hizalanması (burada, sol ve sağ VL elektrotlarının hizalanması), istenen bilateral yapıları uygun şekilde hedeflemek için gereklidir.</li>
		<li>SNR elektrotlarını, VL elektrotlarından 2,0 mm ve kortikal elektrotlardan ~ 5,0 mm uzaktaki SNR elektrotlarıyla üste bağlamak için yapıştırıcıyı kullanın (SNR elektrot tellerinin yukarı bakması gerekir).</li>
		<li>2.1.3 adımını yineleyin. diğer taraf için (SNR elektrot telleri mikroelektrot dizisinin dışına bakmalıdır).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Elektrotları birbirine bağlamak için plastiğin etrafına epoksi reçine uygulayın. Elektrotların üzerine epoksi reçine koymaktan kaçının.</li>
	<li>Kalın bir tel alın ve bir ucunda bir halka yapın. Döngüyü epoksi çözeltisine batırın ve plastiğin üzerine yerleştirin, kalın telin düz durduğundan emin olun (Şekil 2D), böylece sonraki adımlar için bu tel bir tutamak olarak kullanılabilir. Elektrotlar tamamen kuruyana kadar bekleyin.</li>
	<li>Telleri Şekil 2E'de gösterildiği gibi 2 cm'ye kesin.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63633/63633fig02v2.jpg"> Şekil 2: Mikroelektrot yapısı ve boyutları. (A) Şekil 1C'de belirtildiği gibi, teller makasla kesildikten sonra oluşan dört çift elektrot (2 çift Ctx-VL elektrot ve 2 çift Str-SNR elektrot). Cam tüplere derin yapı elektrotları (VL ve SNR) yerleştirin ve tabanlarını plastiğe (kırmızı noktalar) yapıştırın. (B) Üstten görünüm: (A)'dan gelen elektrot çiftleri, mikroelektrot çekirdeğini oluşturmak için bir yığına yapıştırılır. Kırmızı çizgiler tutkal çizgilerini gösterir. (C) (B)'nin önden görünümü. (D) Kalın tel mikroelektrotlara bağlandı. (E) Teller belirtildiği gibi gruplandırılmıştır ve izole uçlar kazınarak 2 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63633/63633fig02largev2.jpg" target="_blank">cm'ye kesilir.</a>
3. Kulaklığa mikroelektrot bağlantısı
<ol><li>Telleri Şekil 2E'de belirtildiği gibi gruplandırın ve izole uçların 1 mm'sini bir neşterle kazıyın.</li>
	<li>Kortikal elektrotları Şekil 3A'da gösterildiği gibi bükün. Kabloları Şekil 3B'de gösterildiği gibi ayırın. İnce forseps kullanarak, her telin sonunda bir döngü yapın (Şekil 3B).</li>
	<li>Hemostatlı 10 pimli bir kulaklık tutun (bkz. Malzeme Tablosu) ve pimlere minimum miktarda akı uygulamak için pamuklu çubukla kaplı ahşap ucunu kullanın (Şekil 3C). Pimler arasında kısa devre olmasını önlemek için pimlerin dışına akı koymadığınızdan emin olun.</li>
	<li>Bir pamuklu çubuğun ahşap ucunu kullanarak, tel halkalarına akı uygulayın.</li>
	<li>Tel halkaları Şekil 3C'de gösterildiği gibi 10 pimli kulaklığa lehimleyin. Lehimlemeden sonra, pimler arasında kısa devre olmasını önlemek için kulaklığı kurutun.</li>
	<li>Referans ve topraklama telleri için ince bir tel (0,005-0,008 inç) alın ve plastiği bir ucundan çıkarın. Telin diğer ucunda bir döngü yapın.</li>
	<li>Referansın ve topraklama tellerinin soyulmuş tarafını ilgili pimlerine lehimleyin (Şekil 3A, C).</li>
	<li>Kalın teli tutarak (Şekil 2D), özellikle tellerin pimlere bağlandığı yerlerde mikroelektrotların etrafına kraniyoplasti çimentosu uygulayın. Çimento ile gerçek elektrot uçlarına dokunmaktan kaçının.</li>
	<li>Çimento kuruduktan sonra, cam tüplerin, striatal mikroelektrot tellerinin ve tüm elektrotun tabanına epoksi reçine koyun. Epoksi reçine ile gerçek elektrot uçlarına dokunmaktan kaçının. Elektrotlar tamamen kuruyana kadar bekleyin.</li>
	<li>Elektrotlar hazır. Bir diş matkabı kullanarak farenin kafatasında delikler açın (gerekli stereotaksik koordinatlara göre) ve kulaklığı kafatasına bakan mikroelektrotlarla ve uygun deliklerle indirerek kulaklığı Şekil 3D'de gösterildiği gibi implante edin. Kulaklık, implantasyon sırasında destek için stereotaksik kola takılabilir.</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63633/63633fig03.jpg"> Şekil 3: Mikroelektrot implantasyonu . (A) Kortikal elektrotlar belirtildiği gibi bükülür. (B) Teller, uçlarda ilmekler oluşturacak şekilde ayrılır. (C) Akı (kırmızı noktalarda) ve döngülü teller 10 pimli kulaklığa lehimlenir ve her telin uygun pime gitmesi sağlanır. (D) Kulaklık, LFP'leri kaydetmek <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63633/63633fig03large.jpg" target="_blank">için implante edilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
4. Kayıtlardan sonra elektrot konumunu işaretleme
<ol><li>LFP kayıtlarının sonunda, bir lezyon oluşturmak için elektrot uçlarına bir akım uygulayarak ve fareyi delmeden önce 30 dakika bekleyerek elektrotların hedef bölgedeki doğru konumunu onaylayın. NOT: Elektrot uçlarının konumunu doğrulamak için lezyon ayarları: Tek patlama, 40 μA, 0,75 ms monofazik kare dalga darbesi, 50 Hz, 30 s.</li>
	<li>Fareleri izofluran ile anestezi altına alın (fare uykuya dalıncaya kadar) ve0.1 M sodyum fosfat tamponunda% 4 paraformaldehit (PFA) ile 10 transkardiyal perfüze edin. Beyinleri (40 μm kalınlığında) bir kriyostat üzerine bölün (bakınız Malzeme Tablosu) ve DAPI ile lekeleyin (PBS'de% 0.02). Elektrotların doğru yerini, Şekil 4B,C'de gösterildiği gibi elektrot ucu lezyonlarının varlığı ile onaylayın. NOT: İzofluran yüzdesinin, bireysel kurumun yönergelerine uygun olarak uygulanması gerekir.</li>
</ol>5. Elektrot direncinin ölçülmesi
<ol><li>Elektrotların direncini ölçün ve çok aralıklı bir ohmmetre kullanarak elektrotlar arasındaki kısa devreyi kontrol edin (bkz. Direnç ölçeğini R x 10.000 olarak ayarlayın, işaretçideki birim sapmasının 1 kΩ dirence karşılık geldiğini gösterir. 2 cm uzunluğundaki elektrotların 60-70 kΩ dirence sahip olması gerekir.</li>
	<li>On ayrı iğne alarak kulaklığı özelleştirin (bkz. Her bir pimi bir kabloda ince, çok telli bir bakır tel ile lehimleyin.<ol>
<li>Lehimli pimleri, karşılık gelen kablo kuyruklarıyla birlikte 10 pimli çift sıralı çiftleşme soketine (eşleşen soketler) bastırarak takın. Çiftleşme soketinin açık uçlu pimlerini LFP kulaklığa bastırın. Bu şekilde, her LFP elektrodu, montajda belirlenmiş bir kablo teline sahiptir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Her LFP elektrodunun ucunu (direnci ölçülecek) % 0.9 NaCl salin çözeltisine (kandaki NaCl konsantrasyonu) batırın. LFP elektroduna karşılık gelen kablo kablosu ucunu ohmmetrenin pozitif terminaline bağlayın.<ol>
<li>Bir tarafı tuzlu suda, diğer tarafı açık uç olarak düşük dirençli ( ̴100 Ω) bir tel kullanın. Düşük dirençli telin açık ucunu ohmmetre işaretçisinin zeminine bağlayın. NOT: Bu düzenleme devreyi tamamlar ve ohmmetre işaretçisinin sapmasını ister.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kulaklıktaki iki elektrot arasında elektrik bağlantısı olmadığından emin olun. İkili LFP elektrotlarının elektrik yalıtımını kontrol edin (toprak: bir kablo bir elektrota karşılık gelir; pozitif: başka bir kablo başka bir elektroda karşılık gelir). Bu durumda herhangi bir sapma gözlenirse elektrotları atın.</li>
</ol>

<ol><li>Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+extracellular+fields+and+currents-EEG%2C+ECoG%2C+LFP+and+spikes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The origin of extracellular fields and currents-EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13, 407-420 (2012).</li>
<li>Hubel, D. H., Wiesel, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Receptive+fields+of+single+neurones+in+the+cat%27s+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Receptive fields of single neurones in the cat's striate cortex.</a> The Journal of Physiology. 148 (3), 574-591 (1959).</li>
<li>O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Place+units+in+the+hippocampus+of+the+freely+moving+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Place units in the hippocampus of the freely moving rat.</a> Experimental Neurology. 51 (1), 78-109 (1976).</li>
<li>Fyhn, M., Molden, S., Witter, M. P., Moser, E. I., Moser, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+representation+in+the+entorhinal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Spatial representation in the entorhinal cortex.</a> Science. 305 (5688), 1258-1264 (2004).</li>
<li>Buzsáki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nature Neuroscience. 7, 446-451 (2004).</li>
<li>Buckmaster, P. S., Edward Dudek, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+intracellular+analysis+of+granule+cell+axon+reorganization+in+epileptic+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">In vivo intracellular analysis of granule cell axon reorganization in epileptic rats.</a> Journal of Neurophysiology. 81 (2), 712-721 (1999).</li>
<li>Driscoll, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multimodal+in+vivo+recording+using+transparent+graphene+microelectrodes+illuminates+spatiotemporal+seizure+dynamics+at+the+microscale%5BTitle%5D)+AND+%22Communications+Biology%22%5BJournal%5D)">Multimodal in vivo recording using transparent graphene microelectrodes illuminates spatiotemporal seizure dynamics at the microscale.</a> Communications Biology. 4, 1-14 (2021).</li>
<li>Roy, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Memory+retrieval+by+activating+engram+cells+in+mouse+models+of+early+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Memory retrieval by activating engram cells in mouse models of early Alzheimer's disease.</a> Nature. 531, 508-512 (2016).</li>
<li>Igarashi, K. M., Lu, L., Colgin, L. L., Moser, M. B., Moser, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coordination+of+entorhinal-hippocampal+ensemble+activity+during+associative+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Coordination of entorhinal-hippocampal ensemble activity during associative learning.</a> Nature. 510, 143-147 (2014).</li>
<li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (65), e3564(2012).</li>
<li>Brodovskaya, A., Shiono, S., Kapur, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+the+basal+ganglia+and+indirect+pathway+neurons+during+frontal+lobe+seizures%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Activation of the basal ganglia and indirect pathway neurons during frontal lobe seizures.</a> Brain. 144 (7), 2074-2091 (2021).</li>
<li>Ren, X., Brodovskaya, A., Hudson, J. L., Kapur, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Connectivity+and+neuronal+synchrony+during+seizures%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Connectivity and neuronal synchrony during seizures.</a> The Journal of Neuroscience. 41 (36), 7623-7635 (2021).</li>
<li>Chang, E. H., Frattini, S. A., Robbiati, S., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+microdrive+arrays+for+chronic+neural+recordings+in+awake+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (77), e50470(2013).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Tarihsel olarak, mikroelektrot dizileri, 2,3,4,5,6,7,8,9,13 ile ilgilenilen belirli bir beyin bölgesinden nöronal aktiviteyi kaydetmek için yaygın olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, kolay mikroelektrot tasarımımız ay...

Yerel alan potansiyelleri (LFP'ler), beyindeki hücre dışı alandan kaydedilen elektrik potansiyelleridir. Nöronların dışındaki iyon konsantrasyonu dengesizlikleri tarafından üretilirler ve küçük, lokalize bir nöron popülasyonunun aktivitesini temsil ederler ve makro ölçekli EEG kayıtlarına kıyasla belirli bir beyin bölgesinin aktivitesini tam olarak izlemeye izin verirler1. Bir tahmin olarak, 1 mm ile ayrılmış LFP mikroelektrotları, tamamen farklı iki nöron popülasyonuna karşılık gelir. EEG sinyali beyin dokusu, beyin omurilik sıvısı, kafatası, kas ve cilt tarafından filtrelenirken, LFP sinyali lokal nöronal aktivitenin güvenilir bir belirtecidir1.
Araştırmacıların genellikle LFP'leri birkaç beyin yapısından aynı anda kaydetmeleri gerekir, ancak ticari olarak temin edilebilen mikroelektrot dizileri genellikle böyle bir esneklik sunmaz. Burada, mevcut protokol, LFP'leri istenen herhangi bir beyin bölgesinden farklı derinliklerde aynı anda kaydetmek için tamamen özelleştirilebilir, kolayca oluşturulmuş mikroelektrotları tanımlamaktadır. LFP'ler, belirli bir beyin bölgesinin nöronal aktivitesini kaydetmek için yaygın olarak kullanılmasına rağmen 2,3,4,5,6,7,8,9, mevcut kolay özelleştirilebilir tasarım, LFP'lerin herhangi bir çoklu yüzeysel veya derin beyin bölgesinden kaydedilmesine izin verir 11,12 . Protokol ayrıca, beyin bölgelerinin stereotaksik koordinatlarını belirleyerek ve diziyi buna göre monte ederek istenen herhangi bir mikroelektrot dizisini oluşturmak için değiştirilebilir. 10 kHz örnekleme hızına ve 60-70 kΩ dirence (2 cm uzunluk) sahip bu mikroelektrotlar, LFP'leri milisaniye hassasiyetiyle kaydetmemizi sağlar. Veriler daha sonra 16 kanallı bir amplifikatör ile güçlendirilebilir, filtrelenebilir (düşük geçişli 1 Hz, yüksek geçişli 5 kHz) ve sayısallaştırılabilir.

<table><tbody><tr><td>Amplifikatör 16</td><td>Kanallı A-M Sistemleri</td><td>Model 3600</td><td>Amplifikatör</td></tr><tr><td>Kranioplasti çimentosu</td><td>Coltene</td><td>Perm Reeline/Onarım Reçinesi Tip II Sınıf I Gölge -</td><td>Mikroelektrotları tutmak için Şeffaf Çimento</td></tr><tr><td>Kriyostat</td><td>Mikrotom Hassas</td><td>CF-6100</td><td>Beyni dilimlemek için</td></tr><tr><td>Diamel kaplı nikel-krom tel</td><td>Johnson Matthey, Inc.</td><td>50 ve mikro; m</td><td>Mikroelektrot teli</td></tr><tr><td>Dremel Dremel</td><td></td><td>300 Serisi</td><td>Fare kafatasında delik açmak için</td></tr><tr><td>Epoksi</td><td>CEC Corp</td><td>C-POXY 5</td><td>Hızlı sertleşen yapıştırıcı</td></tr><tr><td>Hemostat</td><td>Herhangi Bir</td><td></td><td>Kulaklığı tutmak için</td></tr><tr><td>Forseps</td><td>Herhangi</td><td>Mikroelektrotları</td><td></td> tutmak için</tr><tr><td>Işık mikroskobu</td><td>Nikon</td><td>SMZ-10</td><td>Hizalamayı</td></tr> <tr>görmek için<td>Ohmmetre</td><td>Herhangi Direnci</td><td></td><td>ölçmek için</td></tr><tr><td>Pimler (Başlıklar ve eşleşen Soketler)</td><td>Mill-Max</td><td>Ara Bağlantılar, 833 serisi, 2 mm ızgara martı kanadı yüzeye montaj başlıkları ve soketleri</td><td>Mikroelektrotları</td></tr><tr><td>Polymicro Boru Kiti'ne</td> takmak için <td>Neuralynx</td><td>ID 100 &plusmn; 04 &micro; m, OD 164 &plusmn; 06 & m, kaplama kalınlığı 12 ve mikro; m</td><td>Cam tüpler</td></tr><tr><td>Nabız Stimülatörü</td><td>A-M Sistemleri</td><td>Model 2100</td><td>Kayıtların sonundaki mikroelektrot konumunu işaretlemek için</td></tr><tr><td>Makas</td><td>Herhangi</td><td>Mikroelektrotları</td><td></td> kesmek için</tr><tr><td>Süper yapıştırıcı</td><td>Goril</td><td></td><td>Yapıştırıcı</td></tr><tr><td>Kalın tel 0,008 inç & ndash; 0,011 inç.</td><td>A-M Sistemleri</td><td>791900</td><td>Mikroelektrot dizisini tutmak için kene teli</td></tr><tr><td>İnce tel 0,005 inç - 0,008 inç</td><td>A-M Systems</td><td>791400</td><td>Referans ve topraklama için ince tel</td></tr></tbody></table>

aynı anda birden Çok beyin yapısından İn vivo kayıtlar için yerel alan potansiyeli mikroelektrotlarının İnşası

Construction of Local Field Potential Microelectrodes for in vivo Recordings from Multiple Brain Structures Simultaneously

Araştırmacıların genellikle birkaç beyin yapısından aynı anda yerel alan potansiyellerini (LFP'ler) kaydetmeleri gerekir. İstenilen birden fazla beyin bölgesinden kayıt yapmak farklı mikroelektrot tasarımları gerektirir, ancak ticari olarak temin edilebilen mikroelektrot dizileri genellikle böyle bir esneklik sunmaz. Burada, mevcut protokol, LFP'leri aynı anda farklı derinliklerde birden fazla beyin yapısından kaydetmek için özel yapım mikroelektrot dizilerinin basit tasarımını özetlemektedir. Bu çalışmada bilateral kortikal, striatal, ventrolateral talamik ve nigral mikroelektrotların yapımına örnek olarak anlatılmaktadır. Özetlenen tasarım prensibi esneklik sunar ve mikroelektrotlar, stereotaksik koordinatları hesaplayarak ve yapıyı serbestçe hareket eden veya anestezi uygulanan farelerde farklı beyin bölgelerini hedeflemek için buna göre hızlı bir şekilde değiştirerek LFP'leri herhangi bir yapıdan kaydetmek için değiştirilebilir ve özelleştirilebilir. Mikroelektrot tertibatı standart alet ve sarf malzemeleri gerektirir. Bu özel mikroelektrot dizileri, araştırmacıların nöronal aktiviteyi izlemek için herhangi bir konfigürasyonda mikroelektrot dizilerini kolayca tasarlamalarına olanak tanır ve LFP kayıtlarını milisaniye çözünürlükte sağlar.

Bu çalışmada, LFP mikroelektrotları, bazal gangliyonlar11'e yayılan nöbeti haritalamak için kullanılmıştır. Eşzamanlı LFP kayıtları sağ premotor korteksten (nöbet odağının bulunduğu yer) ve sol VL, striatum ve SNR'den yapıldı (Şekil 4). Nöbet başlangıcı, voltaj izinin taban çizgisinin en az iki katı sapması olarak tanımlandı (Şekil 4A, kırmızı ok). Güç spektrumu grafiği11, kaydedilen LFP'ler için frekans dağılımlar...

Mevcut protokol, aynı anda birden fazla beyin yapısından in vivo olarak yerel alan potansiyellerini kaydetmek için özel yapım mikroelektrot dizilerinin yapımını açıklamaktadır.

Aynı Anda Birden Çok Beyin Yapısından İn vivo Kayıtlar için Yerel Alan Potansiyeli Mikroelektrotlarının İnşası

Researchers often need to record local field potentials (LFPs) simultaneously from several brain structures. Recording from multiple desired brain regions ...

Araştırmacıların genellikle aynı anda birden fazla yapıdan yerel alan potansiyellerini kaydetmeleri gerekir. Kolay mikroelektrot tasarımımız, aynı anda farklı derinliklerde çeşitli beyin yapılarından LFP'leri kaydetmemizi sağlar. Ticari olarak temin edilebilen mikroelektrotlar genellikle esneklikten yoksundur ve birden fazla beyin yapısından kayıt yapılmasına izin vermez.Mikroelektrot tasarımımız, konstrüksiyonu istenen herhangi bir yapıya uyacak şekilde kolayca değiştirmenizi sağlar. 50 mikrometre çapında dianal kaplı nikel krom tel alarak başlayın. Telin bir ucunu platformun arkasına bantlayın ve teli platformdaki en yakın düğmenin etrafına üç kez sarın.Düğmeler arasında iki döngü yapmak için teli en uzak ikinci düğmenin etrafına gerin. Teli yerine sabitlemek için teli ilk düğmenin etrafına üç kez daha sarın ve ucunun platformun arkasına bantlayın. Gergi çubuklarını, etraflarına sarılmış bant olacak şekilde tellerin altına yerleştirin.Bir mikroskop ve ince forseps kullanarak, kortikal, ventral-lateral, talamik çekirdek mikroelektrotları yapmak için teller arasında üç milimetrelik bir boşluk veya striatal-nidral mikroelektrotlar yapmak için 4.5 milimetrelik bir boşluk açın. Mikroskopta büyütme kullanılıyorsa, büyütmedeki farkı ve teller arasındaki gerçek mesafeyi hesapladığınızdan ve ayarladığınızdan emin olun. Yaklaşık altı milimetre genişliğinde ve üç milimetre yüksekliğinde dört küçük 0,5 milimetre kalınlığında plastik parçasını kesin.Plastik üzerine yapıştırıcı uygulayın. Plastik parçaları, gergi çubuğundan bir santimetre uzakta olan telin ortasından yaklaşık bir santimetre uzağa yerleştirin. Fazla yapıştırıcıyı pamuklu çubukla çıkarın.Tutkal kuruduktan sonra, ince makas kullanarak teli kesin. Ticari olarak temin edilebilen bir kit kullanarak dört adet yedi milimetrelik cam tüpü kesin ve elektrot telini cam tüplere yerleştirin. Yapıştırıcıyı plastiğe bağlamak için cam tüplerin tabanına yerleştirin.Tutkal kuruyana kadar bekleyin, ardından cam tüpleri ve telleri bir neşter kullanarak kesin. Plastikleri hedef bölgelerin istenen sırasına göre tutturmak için süper yapıştırıcı kullanın. Elektrotları birbirine bağlamak için plastiğin etrafına epoksi reçine uygulayın.Kalın bir tel alın ve bir ucunda bir halka yapın, ilmeği epoksi çözeltisine batırın ve plastiğin üzerine yerleştirin, kalın telin düz durduğundan emin olun, böylece bu tel bir sap olarak kullanılabilir. Teli iki santimetreye kesin. Telleri gruplandırın ve izole uçların bir milimetresini bir neşterle kazıyın.Kortikal elektrotları bükün ve telleri ayırın. İnce forseps kullanarak, her telin sonunda bir döngü yapın. Hemostatlı 10 pimli bir kulaklık tutun ve pimlere minimum miktarda akı uygulamak için pamuklu çubuğun ahşap ucunu kullanın.Pamuklu çubuğun ahşap ucunu kullanarak, tel halkalara akı uygulayın. Tel halkaları 10 pimli kulaklığa lehimleyin. Pimler arasında kısa devre yapılmasını önlemek için kulaklığı kurutun.Referans ve topraklama telleri için yaklaşık 0,05 ila 0,008 inçlik ince bir tel alın ve plastiği bir ucundan çıkarın. Telin diğer ucunda bir döngü yapın. Referansın ve topraklama tellerinin sıyrılmış tarafını ilgili pimlerine lehimleyin.Kalın teli tutarak, özellikle tellerin pimlere bağlandığı yerlerde, mikroelektrotların etrafına kraniyoplasti çimentosu uygulayın. Çimento ile gerçek elektrot uçlarına dokunmaktan kaçının. Çimento kuruduktan sonra, epoksi reçinesini cam tüplerin tabanına, striatal mikroelektrot tellerine ve tüm elektrotun etrafına koyun.Epoksi reçine ile elektrot uçlarına dokunmaktan kaçının. Lokal alan potansiyel kayıtları sağ pre-motor korteks, sol VL, striatum ve SNR'den yapıldı. Nöbet başlangıcı, voltaj izinin taban çizgisinin en az iki katı kadar sapması olarak tanımlandı.Güç spektrumu grafiği, kaydedilen yerel potansiyel kayıtların frekans dağılımını gösterir. Nöbet başlangıçlı gecikmeler her yapı arasında milisaniye hassasiyetiyle karşılaştırılabilir. Kayıtların sonunda, lezyonu oluşturan elektrot uçlarının yerini işaretlemek ve doğrulamak için bir akım darbesi uygulandı.Mikroelektrotlar farklı beyin yapıları için yapılmışsa, teller arasındaki boşlukları istediğiniz yapının stereotaktik koordinatlarına göre değiştirmeyi unutmayın. Derin yapı elektrotlarını cam tüplere yerleştirin ve mikroelektrotların uzunluklarını ayarlayın. Ardından, plastikleri gerekli sırayla takın.

construction-local-field-potential-microelectrodes-for-vivo

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Farklı kortikal tabaka halinde ağlar, duyusal bilgileri kodlamak nasıl kortikal devre anlayışımızın temel bir konudur. Burada, kortikal katmanları belirlemek için tek birimler ve yerel alan potansiyelleri ve mevcut analizleri kaydetmek için multi-contact laminer elektrotlar kullanan elektrofizyolojik teknikler açıklanmaktadır.

Multi-contact kullanarak Yerel Ağ İşleme incelenmesi Laminer Elektrot Kayıt

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, fare beyninin iki taraflı M2 alanlarından yerel alan potansiyelinin (LFP) in vivo kaydını göstermektedir. Anestezi uygulanmış bir fare sabitlenir ve prosedür için hazırlanır. LFP'leri kaydetmek için, karmaşık motor hareketlerinden sorumlu olan ikili M2 alanlarının hedef koordinatlarına mikroelektrotlar yerleştirin.

Fare Beyninin Her İki Yarımküresinden Yerel Alan Potansiyelinin Kaydedilmesi

Video, bütünleştirici bir mikro sürücü dizisi kullanılarak bir sıçandaki birden fazla beyin bölgesinden eşzamanlı elektrofizyolojik kaydı göstermektedir. Kayıt elektrotları koku soğancığına, referans elektrotları frontal kortekse ve mikro sürücü dizisi elektrotları hipokampusa yerleştirilir. Sıçanın serbestçe yiyecek aramasına izin verilir ve implante edilen tüm elektrotlardan eşzamanlı kayıt, dizi kullanılarak kaydedilir.

Çoklu Beyin Bölgelerinden Elektrofizyolojik Kayıt için Bir Mikro Sürücü Dizisi Yöntemi

Bu video, anestezi uygulanmış bir sıçanda birlikte lokalize elektroensefalografi (EEG) ve lokal alan potansiyellerinin (LFP'ler) eşzamanlı kayıtları için prosedürü göstermektedir. İşlem, sıçanın hazırlanmasını ve uyarıcı elektrotların bıyık pedlerine takılmasını içerir. Yüzey EEG ölçümleri için farenin kafatasına bir EEG örümcek elektrodu yerleştirilir. Aynı zamanda, çok kanallı bir mikroelektrot, lokalize bir beyin bölgesinden nöral aktiviteyi kaydetmek için kafatasındaki bir çapak deliğinden...

Anestezi Uygulanmış Bir Sıçanda Eş Zamanlı Elektroensefalografik ve Lokal Alan Potansiyeli Kayıtları

Bu çalışmada, üretan anestezi altında hiperdirect yolaktan çoklu saha in vivo elektrofizyolojik kayıtların nasıl gerçekleştirileceği üzerine metodoloji sunulmuştur.

Akut<emIn vivo</em&gt; Anestezi Uygulanan Sıçanlarda Hiperdirect Pathway&#39;den Lokal Alan Potansiyellerinin Elektrofizyolojik Kayıtları ve Çoklu Ünite Aktivitesi

Bu iletişim kuralı ortak yerelleştirilmiş elektroansefalografi (EEG) ve multi-Laminer yerel alan bir imzalat köstebeğiyle potansiyel eşzamanlı kayıt için basit bir yöntem açıklanır. Bir elektrot yerleştirilmesi için kafatası delinen burr deliği EEG sinyal önemsiz bozulma üretmek için gösterilir.

Co yerelleştirilmiş elektroansefalografi ve yerel alan potansiyel kemirgen eşzamanlı kayıt

Bu çalışmada yerel alan potansiyelleri beyin, Elektrokardiyogram, electromyograms aynı anda kayıt ve sinyalleri serbestçe hareket sıçan nefes bir yöntem sağlar. Deneysel maliyetlerini azaltır ve veri analizi kolaylaştırır, bu tekniği, beyin ve periferik organlarda arasındaki etkileşimler anlayış katkıda bulunacaktır.

Kortikal yerel alan potansiyelleri, Elektrokardiyogram, Electromyogram ve ritim serbestçe hareket bir sıçan gelen nefes eşzamanlı kayıt

Protokol, serbestçe hareket eden bilinçli farelerde hücre dışı elektrofizyolojik özellikleri ortaya çıkarmak için motor kortekste (MC) hücre dışı kayıt metodolojisini ve ayrıca yerel alan potansiyellerinin (LFP'ler) ve sivri uçların veri analizini açıklar.

Serbestçe hareket eden farelerde çok kanallı hücre dışı kayıt

Burada, sıçanlar için benzersiz, 3D yazdırılabilir bir implant sunuyoruz, TD Drive adlı, simetrik, iki taraflı tel elektrot kayıtları yapabilen, şu anda aynı anda on dağıtılmış beyin bölgesinde bulunuyor.

TD Drive: Davranan ve Uyuyan Sıçanlarda Çok Alanlı Elektrofizyolojik Kayıtlar için Parametrik, Açık Kaynaklı Bir İmplant

Elektrot üretimi için basitleştirilmiş ve uygun maliyetli bir yaklaşım geliştirdik ve serbestçe hareket eden farelerde birden fazla bölgede sinyallerin kayıtlarını gerçekleştirdik. Çok bölgeli elektrofizyoloji ve kalsiyum sinyal kaydının yanı sıra optogenetiğin kullanılması, nöbet tutuşturma modelinde bölgeler arasında nöronal aktivitelerin ortaya çıkarılmasını sağladı.

Çok Bölgeli İn Vivo Kayıt için Esnek ve Kullanışlı Elektrofizyolojik Seçenekler Hazırlamak için Entegre Bir Yöntem

Öğrenin, yerel alan potansiyellerini aynı anda birden fazla beyin yapısından kaydetmek için özelleştirilebilir mikroelektrot dizileri nasıl inşa edilir. Bu yöntem, esnek tasarımı sayesinde çeşitli derinliklerden eşzamanlı elektrofizyolojik kayıtlar sağlar.

Aynı Anda Birden Çok Beyin Yapısından İn vivo Kayıtlar için Yerel Alan Potansiyeli Mikroelektrotlarının İnşası

Daha fazla video keşfet