Name: TD Drive: Davranan ve Uyuyan Sıçanlarda Çok Alanlı Elektrofizyolojik Kayıtlar için Parametrik, Açık Kaynaklı Bir İmplant (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-04-26T13:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 51 s
Description: Öğrenin, TD Drive implantı ile davranan ve uyuyan sıçanlarda çok alanlı elektrofizyolojik kayıtlar yapmayı. Bu açık kaynaklı yöntem, bellek işleme mekanizmalarını incelemeyi kolaylaştırır.

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

<meta charset="utf8"></head><body>Sıçanlarda Çok Bölgeli Elektrofizyolojik İzleme için Açık Kaynaklı İmplant

<ol><li>Deffieux, T., Demené, C., Tanter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+Ultrasound+Imaging%3A+A+New+Imaging+Modality+for+Neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Functional Ultrasound Imaging: A New Imaging Modality for Neuroscience.</a> Neuroscience. 474, 110-121 (2021).</li>
<li>Finn, E. S., Poldrack, R. A., Shine, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+neuroimaging+as+a+catalyst+for+integrated+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Functional neuroimaging as a catalyst for integrated neuroscience.</a> Nature. 623 (7986), 263-273 (2023).</li>
<li>Aharoni, D., Federico Guo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aharoni-Lab%2FMiniscope-v4%3A+Release+for+generating%5BTitle%5D)+AND+%22GitHub%22%5BJournal%5D)">Aharoni-Lab/Miniscope-v4: Release for generating.</a> GitHub. , (2023).</li>
<li>Takasaki, K., Abbasi-Asl, R., Waters, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superficial+bound+of+the+depth+limit+of+two-photon+imaging+in+mouse+brain%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">Superficial bound of the depth limit of two-photon imaging in mouse brain.</a> eNeuro. 7 (1), (2020).</li>
<li>Buzsáki, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tools+for+probing+local+circuits%3A+High-density+silicon+probes+combined+with+optogenetics%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Tools for probing local circuits: High-density silicon probes combined with optogenetics.</a> Neuron. 86 (1), 92-105 (2015).</li>
<li>Lacroix, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+sleep+scoring+in+mice+reveals+human-like+stages%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxi.v%22%5BJournal%5D)">Improved sleep scoring in mice reveals human-like stages.</a> bioRxi.v. , (2018).</li>
<li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+New+Ser%22%5BJournal%5D)">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Sci New Ser. 261 (5124), 1055-1058 (1993).</li>
<li>Jun, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+integrated+silicon+probes+for+high-density+recording+of+neural+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity.</a> Nature. 551 (7679), 232-236 (2017).</li>
<li>Headley, D. B., DeLucca, M. V., Haufler, D., Paré, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incorporating+3D-printing+technology+in+the+design+of+head-caps+and+electrode+drives+for+recording+neurons+in+multiple+brain+regions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Incorporating 3D-printing technology in the design of head-caps and electrode drives for recording neurons in multiple brain regions.</a> J Neurophysiol. 113 (7), 2721-2732 (2015).</li>
<li>Camba, J. D., Contero, M., Company, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parametric+CAD+modeling%3A+An+analysis+of+strategies+for+design+reusability%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Aided+Des%22%5BJournal%5D)">Parametric CAD modeling: An analysis of strategies for design reusability.</a> Comput Aided Des. 74, 18-31 (2016).</li>
<li>Kloosterman, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+Drive+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: Drive fabrication.</a> J Vis Exp. (26), e1094(2009).</li>
<li>Voigts, J., Siegle, J. H., Pritchett, D. L., Moore, C. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+flexDrive%3A+An+ultra-light+implant+for+optical+control+and+highly+parallel+chronic+recording+of+neuronal+ensembles+in+freely+moving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Syst+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The flexDrive: An ultra-light implant for optical control and highly parallel chronic recording of neuronal ensembles in freely moving mice.</a> Front Syst Neurosci. 7, (2013).</li>
<li>Voigts, J., Newman, J. P., Wilson, M. A., Harnett, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+easy-to-assemble%2C+robust%2C+and+lightweight+drive+implant+for+chronic+tetrode+recordings+in+freely+moving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">An easy-to-assemble, robust, and lightweight drive implant for chronic tetrode recordings in freely moving animals.</a> J Neural Eng. 17 (2), 026044(2020).</li>
<li>Sheng, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+3D-printed+multi-driven+system+for+large-scale+neurophysiological+recordings+in+multiple+brain+regions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel 3D-printed multi-driven system for large-scale neurophysiological recordings in multiple brain regions.</a> J Neurosci Methods. 361, 109286(2021).</li>
<li>Vöröslakos, M., Petersen, P. C., Vöröslakos, B., Buzsáki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal+microdrive+and+head+cap+system+for+silicon+probe+recovery+in+freely+moving+rodent%5BTitle%5D)+AND+%22eLife%22%5BJournal%5D)">Metal microdrive and head cap system for silicon probe recovery in freely moving rodent.</a> eLife. 10, e65859(2021).</li>
<li>Mishra, A., Marzban, N., Cohen, M. X., Englitz, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+neural+microstates+in+the+VTA-striatal-prefrontal+loop+during+novelty+exploration+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22bioRxiv%22%5BJournal%5D)">Dynamics of neural microstates in the VTA-striatal-prefrontal loop during novelty exploration in the rat.</a> bioRxiv. , (2020).</li>
<li>Allen, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RatHat%3A+A+self-targeting+printable+brain+implant+system%5BTitle%5D)+AND+%22eNeuro%22%5BJournal%5D)">RatHat: A self-targeting printable brain implant system.</a> eNeuro. 7 (2), (2020).</li>
<li>Slack, I. Soldering Safety. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://safety.eng.cam.ac.uk/safe-working/copy_of_soldering-safety">https://safety.eng.cam.ac.uk/safe-working/copy_of_soldering-safety</a> (2018).</li>
<li>Harvard Soldering Safety Guidelines. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.ehs.harvard.edu/sites/default/files/soldering_safety_guidelines.pdf">https://www.ehs.harvard.edu/sites/default/files/soldering_safety_guidelines.pdf</a> (2019).</li>
<li>Samanta, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CBD+lengthens+sleep+but+shortens+ripples+and+leads+to+intact+simple+but+worse+cumulative+memory%5BTitle%5D)+AND+%22iScience%22%5BJournal%5D)">CBD lengthens sleep but shortens ripples and leads to intact simple but worse cumulative memory.</a> iScience. 26 (11), 108327(2023).</li>
<li>Machado, F., Malpica, N., Borromeo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parametric+CAD+modeling+for+open+source+scientific+hardware%3A+Comparing+OpenSCAD+and+FreeCAD+Python+scripts%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+One%22%5BJournal%5D)">Parametric CAD modeling for open source scientific hardware: Comparing OpenSCAD and FreeCAD Python scripts.</a> PLOS One. 14 (12), e0225795(2019).</li>
<li>Schwarz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+head-fixed+behaving+rat%3A+Procedures+and+pitfalls%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens+Mot+Res%22%5BJournal%5D)">The head-fixed behaving rat: Procedures and pitfalls.</a> Somatosens Mot Res. 27 (4), 131-148 (2010).</li>
<li>Gardiner, T. W., Toth, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereotactic+surgery+and+long-term+maintenance+of+cranial+implants+in+research+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Contemp+Top+Lab+Anim+Sci%22%5BJournal%5D)">Stereotactic surgery and long-term maintenance of cranial implants in research animals.</a> Contemp Top Lab Anim Sci. 38 (1), 56-63 (1999).</li>
<li>França, A. S. C., van Hulten, J. A., Cohen, M. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+and+versatile+electrodes+for+extracellular+chronic+recordings+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Heliyon%22%5BJournal%5D)">Low-cost and versatile electrodes for extracellular chronic recordings in rodents.</a> Heliyon. 6 (9), e04867(2020).</li>
</ol>

Uyanma ve uyku sırasındaki beyin etkileşimlerinin çok alanlı doğası, devam eden fizyolojik süreçleri kapsamlı bir şekilde incelemeyi zorlaştırır. Fonksiyonel MRI (fMRI) ve fonksiyonel ultrason (fUS) gibi yaklaşımlar, tüm beyinlerden beyin aktivitesinin örneklenmesine izin verirken, 1,2, hemodinamik aktiviteden beyin aktivitesini çıkarmak için nörovasküler eşleşmeden yararlanır ve zamansal çözünürlüklerini sınırlar2. Ek olarak, fMRI, araştırma konusunun bir MRI tarayıcısına yerleştirilmesini gerektirir ve serbestçe hareket eden hayvanlarla deney yapılmasını yasaklar. Kalsiyum dinamiğinin tek veya çoklu foton görüntüleme ile optik görüntülenmesi, aynı anda yüzlerce nöronun hücre tipine özgü kayıtlarını sağlar3. Bununla birlikte, serbestçe hareket etme davranışına izin veren Miniskop3 gibi başa takılan mikroskoplar, genellikle sağlam beyinlerdeki yüzeysel kortikal alanların görüntülenmesiyle sınırlıdır4. Korteks üzerindeki görüş alanlarının çapı 1 mm civarında olabilirken, bu başa takılan mikroskopların alan gereksinimleri, özellikle bitişik olan birkaç alanı hedeflemeyi zorlaştırabilir. Bu nedenle, uyanıklık ve uykuda çok alanlı beyin dinamiklerini doğru bir şekilde yakalamak için, beynin ilgi alanlarına implante edilen elektrotlarla kaydedilen hücre dışı elektrofizyoloji, yüksek zamansal çözünürlüğü ve uzamsal hassasiyeti nedeniyle tercih edilen yöntemlerden biridir5. Ek olarak, insan EEG'sinden elde edilen analizlerle uyumlu hayvanlarda uyku dinamiklerinin karakterizasyonuna izin vererek, bu yöntemin translasyonel değerini arttırır6.
Klasik olarak, hücre dışı elektrotlarla beyin aktivitesini kaydeden çalışmalar, tetrodlar7 gibi bireysel tel elektrotlar veya elektrot demetleri kullanmıştır. Neuropixels prob8 gibi son teknoloji problar, hayvanı bozmadan probun bu eksen boyunca implante edilmesine izin veren bir eksen üzerinde hizalandıkları göz önüne alındığında, aynı anda birkaç alanın hedeflenmesine izin verir. Bununla birlikte, mekansal olarak ayrılmış birden fazla alanın doğru eşzamanlı kayıtları, mevcut yöntemlerin maliyetli veya zaman yoğun olması nedeniyle hala zor olmaya devam etmektedir.
Son yıllarda, stereolitografi gibi eklemeli üretim yöntemleri yaygın olarak kullanılabilir hale gelmiştir. Bu, araştırmacıların deneysel gereksinimlerineuyarlanabilen yeni elektrot implantları geliştirmelerine izin verdi 9, örneğin, birden fazla beyin bölgesinin tekrarlanabilir hedeflemesini basitleştirdi. Sıklıkla, bu implant tasarımları açık kaynaklı donanım olarak akademik camia ile de paylaşılır ve diğer araştırmacıların bunları kendi amaçlarına uyarlamalarına olanak tanır. Spesifik implantların uyarlanabilirlik derecesi, hem implantın nasıl tasarlandığına hem de nasıl paylaşıldığına bağlı olarak değişir. Parametrik modelleme10 , tasarımın farklı bileşenlerinin birbirine bağlı parametreler ve tanımlanmış bir tasarım geçmişi ile birbirine bağlandığı bilgisayar destekli tasarımda popüler bir yaklaşımdır. İmplantların tasarımı için parametrik bir yaklaşımın uygulanması, implantların yeniden kullanılabilirliğini ve uyarlanabilirliğiniartırır 10, çünkü bireysel parametrelerin değiştirilmesi, tasarımın karmaşık bir şekilde yeniden modellenmesine gerek kalmadan tüm tasarımları otomatik olarak günceller. Sonuç olarak ortaya çıkan bir gereklilik, tasarımın kendisinin parametrik ilişkileri ve tasarım geçmişini koruyan düzenlenebilir bir formatta paylaşılmasıdır. STL veya STEP gibi yalnızca geometrik temel öğeleri temsil eden dosya biçimleri, yayımlanan modellerin sonraki parametrik değişikliklerini olanaksız hale getirir.
Tetrode hiper sürücüler 11,12,13 düzinelerce tetrode'dan kayıt yapılmasını sağlarken, montajları ve implantasyonları zaman alıcıdır ve kaliteleri büyük ölçüde bireysel araştırmacının beceri ve deneyimine bağlıdır. Ek olarak, genellikle kayıt elektrotlarını hedef konumlarına yönlendiren kılavuz tüpleri bir veya iki büyük demet halinde birleştirirler, böylece verimli bir şekilde hedeflenebilecek alanların sayısını ve yayılmasını sınırlarlar.
Diğer implantlar14,15 tüm kafatasını açığa çıkarır ve kayıt elektrotlarını taşıyan birden fazla ayrı mikro sürücünün serbest yerleştirilmesine izin verir. Ameliyat süresi boyunca bağımsız mikro sürücülerin16 yerleştirilmesi esnekliği en üst düzeye çıkarırken, ameliyat süresini artırır ve tek tek mikro sürücülerin alan gereksinimleri nedeniyle birden fazla bitişik alanı hedeflemeyi zorlaştırabilir. Ek olarak, implantlar açık kaynak kodlu olsa da, yalnızca STL dosyaları olarak yayınlanırlar ve bu da modifikasyonu zorlaştırır.
Daha doğal bir parametrik felsefeye sahip bir sürücü örneği RatHat17'dir. Kafatasının tüm sırt yüzeyini kaplayan cerrahi bir şablon sağlayarak, ameliyat sırasında stereotaktik bir çerçeve kullanılmadan birden fazla beyin hedefinin hassas bir şekilde hedeflenmesine izin verir. Kanüller, optrodlar veya tetrodlar için çoklu implant varyasyonları mevcuttur. Bununla birlikte, sürücü akademik amaçlar için ücretsiz olsa da, açık kaynak olarak yayınlanmamıştır ve bu da araştırmacıların implantı değerlendirmesi ve kullanması için bir engel oluşturmaktadır.
Bu makalede, sıçanlarda hücre dışı elektrot kayıtları için yeni bir 3D yazdırılabilir implant olan TD Drive (bkz. Şekil 1) sunulmaktadır. TD Drive, mevcut çözümlerin bazı dezavantajlarının üstesinden gelmeyi amaçlamaktadır: aynı anda bağımsız tel elektrotlarla her iki yarım küreye yansıtılan birden fazla beyin alanını hedeflemeye izin verir. Basit tasarımı nedeniyle, daha az deneyimli araştırmacılar tarafından nispeten düşük bir maliyetle birkaç saat içinde monte edilebilir. TD Drive, araştırmacıların kendi özel ihtiyaçlarına göre ayarlamasına olanak sağlamak için kolayca değiştirilebilir dosya formatlarında açık kaynaklı olarak yayınlanmıştır. TD Drive'ın tasarım sürecinin başlangıcından itibaren parametrik bir 3D modelleme yaklaşımının dahil edilmesi, değiştirilmesi gereken parametrelerin soyutlanmasına izin verir: hedef konumları değiştirmek için araştırmacılar, sürücüyü yeniden tasarlamaya gerek kalmadan dorsoventral ve anteroposterior koordinatlarını temsil eden parametreleri düzenleyebilirler. TD Drive'ı değiştirmek ve üretmek için dosyalar <a href="https://github.com/3Dneuro/TD_Drive">şu adreste bulunabilir: https://github.com/3Dneuro/TD_Drive</a>.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66457/66457fig01.jpg"> Şekil 1: TD Sürücüsüne genel bakış. (A) Koruyucu kapaklı bir TD Sürücüsünün görüntülenmesi. (B) İç kısımlar gösterilerek işleme. TD Drive, (a) sabit ve hareketli elektrot telleri için çoklu, parametrik olarak ayarlanabilen kayıt konumları, (b) ortak bağlı ve kablosuz veri toplama sistemleriyle uyumlu yüksek yoğunluklu bir Omnetics konektörüne sahip bir EIB ve (c) Intan/Open Ephys sistemleriyle kayıtlar için optimize edilmiş sezgisel bir kanal haritalama (bkz. Ek Şekil 1) ve (d) gergin kayıtlar sırasında ve hiçbir headstage bağlı olmadığında implantı korumak için bir kapak. (C) TD Drive'ın altındaki bir kılavuz şablon, kılavuz kanüllerin yerleştirilmesini kolaylaştırır ve ameliyat sırasında implant konumlarının yedekli bir doğrulaması olarak hizmet eder. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66457/66457fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
İmplant tasarımı n = 4'te pilot olarak uygulandı, n = 8'de doğrulandı ve farklı görevleri yerine getiren n = 8 Lister Hooded sıçanda doğrulandı. İlk 4 hayvan, sürücüyü geliştirmek ve parametreleri ayarlamak için kullanıldı. Daha sonra, 8 hayvanla tam bir pilot uygulama yapıldı (sonuçlarda gösterilmiştir). 8 hayvandan oluşan ikinci bir kohort çalıştırıldı ve implant sağkalım analizine dahil edildi. İmplant, bağlı uyku kayıtları ve açık alan kayıtlarının (Nesne Keşfi) yanı sıra iki farklı ticari kayıt sistemi ve headstage kullanılarak büyük bir labirentte (HexMaze 9 m x 5 m) kablosuz kayıt ile uyumluydu. 8 kişilik iki kohort, daha uzun uyku kayıtları için bağlı ve büyük labirent keşif kayıtları için kablosuz olmak üzere iki farklı toplama sistemi ile kaydedildi. Bu basit tel tahrikinin, uyku evresi analizinin yanı sıra birden fazla beyin bölgesinde salınım analizini mümkün kılmak için daha az deneyimli araştırmacılar tarafından daha büyük kohortlarla uzun süreli deneylere izin verdiği sonucuna varabiliriz. Bu, zorluk ve zaman yoğunluğu nedeniyle daha küçük hayvan kohortlarına izin veren ve genellikle çok deneyimli deneycilere ihtiyaç duyan bugüne kadarki çoğu elektrofizyoloji implantının aksine. Bununla birlikte, bu sürücü ile hiçbir bireysel nöron aktivitesi kaydedilemez; bu nedenle kullanım, yerel alan potansiyeli (LFP) ve toplama aktivitesinin araştırılması ile sınırlıdır.

<table><tbody><tr><td>0,5 mm matkap ucu&nbsp;</td><td>McMaster</td><td>2951A38</td><td></td></tr><tr><td>1.27 mm aralıklı birbirine bağlı SIP/DIP soketi (Mill-Max)</td><td>Mouser Electronic</td><td>575-003101</td><td>EEG & GND vidalar</td></tr><tr><td>5 dakika epoksi&nbsp;</td><td>Bizon</td><td>Ticari olarak temin edilebilen</td><td>düzenli kullanıma hazır epoksi</td></tr><tr><td>siyanoakrilat yapıştırıcı</td><td>Loctite</td><td></td><td>Süper Yapıştırıcı-3&nbsp;</td></tr><tr><td>EEG tel</td><td>Science Products GmbH</td><td>7SS-2T</td><td></td></tr><tr><td>Elektrot tel</td><td>Science Products GmbH</td><td>NC7620F</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>LC</td><td></td><td>Sürücünün standart işlem öncesi sterilizasyon prosedürü için</td></tr><tr><td>İnce forseps (5)</td><td>FST</td><td>91150-20</td><td>Tel demeti hazırlama ve taşıma</td></tr><tr><td>için Form 3B</td><td>Formlabs</td><td></td><td>TD sürücüsünün kendi kendine yazdırılan parçalarını 3D yazdırmak için kullanılan 3D yazıcı</td></tr><tr><td>Altın pimler (küçük)</td><td>Neuralynx, Inc.</td><td>9885</td><td>Seçim tellerinin EIB kartına takılması</td></tr><tr><td>Topraklama kablosu</td><td>Science Products GmbH</td><td>SS-3T/A</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek yoğunluklu konektör&nbsp;</td><td>LabMaker GmbH/Omnetics</td><td>A79026-001</td><td></td></tr><tr><td>Lister Hodded sıçanlar</td><td>Charles River Laboratories</td><td>Crl:LIS</td><td>erkek sıçanlar kullandık, varışta 9-12 haftalıkken</td></tr><tr><td>M1 pirinç uç</td><td>AliExpress</td><td>Ticari olarak temin edilebilir</td><td>https://aliexpress.com/item/33047616164.html</td></tr><tr><td>M1 musluk</td><td>McMaster</td><td>2504A33</td><td></td></tr><tr><td>M1x16 vidalı</td><td>Bossard</td><td>1096613</td><td></td></tr><tr><td>M1x3 paslanmaz çelik vidalar&nbsp;</td><td>Vidalar ve Daha Fazlası</td><td>84213_14985</td><td></td></tr><tr><td>M2.5x5 poliimid vidalar</td><td>Vidalar ve daha fazlası</td><td>7985PA25S_50</td><td></td></tr><tr><td>mineral yağ</td><td>McMaster</td><td>1244K14</td><td></td></tr><tr><td>Oje</td><td>Etos</td><td>Ticari olarak temin edilebilir</td><td>Renk kodlaması EEG ve GND telleri için</td></tr><tr><td>boyacı bandı</td><td>Gama</td><td>Ticari olarak temin edilebilir</td><td>Tel demeti hazırlama</td></tr><tr><td>için Pin mengene</td><td>McMaster</td><td>8455A16</td><td></td></tr><tr><td>çizim kağıdı</td><td>Canson</td> Tel <td>demeti hazırlama</td>poliimid tüpler için <td>ticari olarak temin edilebilir</td></tr><tr><td></td><td>Amazon / Küçük Parçalar</td><td>TWPT-0159-30-50</td><td>AWG, 0.0159" ID, 0.0219" OD, 0.0030" Duvar, 30" Uzunluk</td></tr><tr><td>RHD İvmeölçerli 32 kanallı headstage</td><td>Intan Technologies, LLC</td><td>C3324</td><td>Bağlı kayıtlar için uyku kutusu</td></tr><tr><td>RHD 3 ft (0,9 m) standart SPI kabloları</td><td>Intan Technologies, LLC</td><td>C3203</td><td>Komütatörden ana sahneye</td></tr><tr><td>RHD 6 ft (1,8 m) standart SPI kabloları</td><td>Intan Technologies, LLC</td><td>C3206</td><td>OpenEphys kutusundan komütatöre</td></tr><tr><td>Flanşlı Kayma Halkası</td><td>Adafruit</td><td>1196</td><td>Komütatör: 22 mm çap, 12 tel</td></tr><tr><td>Lehim akısı&nbsp;</td><td>Griffon S-39 50 ml</td><td>Ticari olarak temin edilebilir</td><td>EEG lehimleme için & GND vidalar</td></tr><tr><td>lehim pastası</td><td>Amazon</td><td>B08CBZ5HC5</td><td></td></tr><tr><td>paslanmaz çelik M2 somun&nbsp;</td><td>McMaster</td><td>93935A305</td><td></td></tr><tr><td>Bağlı kayıt kurulumu&nbsp;</td><td>OpenEphys</td><td>Acquasition Board</td><td></td></tr><tr><td>Kablosuz kayıt kaydedici</td><td>SpikeGadgets</td><td>miniLogger 32</td><td>Görevdeki kablosuz kayıtlar için</td></tr><tr><td>Kablosuz kayıt kurulumu</td><td>SpikeGadgets</td><td>Ana Kontrol Ünitesi (MCU), devre kartı ve RF alıcı-verici dahil</td><td>Görevdeki kablosuz kayıtlar için</td></tr></tbody></table>

td drive: davranan ve uyuyan sıçanlarda Çok alanlı elektrofizyolojik kayıtlar için parametrik, açık kaynaklı bir İmplant

The TD Drive: A Parametric, Open-Source Implant for Multi&#45;Area Electrophysiological Recordings in Behaving and Sleeping Rats

Protokolde verilen talimatları kullanarak, TD Sürücüsü birden fazla deneyci tarafından kolayca oluşturulabilir. Sürücü geliştirmeden sonra (n = 4), sekiz hayvanla tam bir pilot uygulama yapıldı. Sekiz hayvandan oluşan ek bir parti implante edildi ve deneysel veri toplama yapıldı. Bu hayvanlar üzerinde veri analizi tamamlanmadığından, sağkalım analizine dahil edilmiştir, ancak diğer analizlere (örneğin, hedefleme veya histoloji) dahil edilmemiştir. İmplant cerrahisi varıştan 2 hafta sonra yapıldı (pilot uygulamada kullanılan hedef yerler için bkz. Şekil 3A ). İmplant olağan cerrahi prosedürlerle yapıldı ve ~ 3 saat sürdü. Deneyimli bir cerrah ilk implantları gerçekleştirdi ve 2-3 ameliyatla hem deneyimli hem de acemi deneycilere bağımsızlık öğretebildi.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66457/66457fig03.jpg"> Şekil 3: İmplant cerrahisi, uyku verileri ve geniş bant aktivitesi. (A) Kraniyotomiler (mavi daireler) ve kafatası vidaları (yeşil: EEG, mavi: GND, gri: ankraj vidaları, kafatasının yan tarafında iki ankraj vidası olduğuna dikkat edin) için hedef konumları gösteren şematik genel bakış. (B) Uyku ve uyanıklık sırasında bağlı bir baş aşaması ile implante edilmiş hayvanların fotoğrafı. (C) Teta ile REM uykusuna ve delta, iğler ve dalgalanmalar ile NonREM uykusuna bölünmüş bağlı hayvan PFC (Prelimbik) ve HPC'den (Ca1) örnek uyku verileri. Y ekseni: mikrovolt, x ekseni: saniye. Bu veriler, örneğin uyku puanlaması veya salınım olayı algılama ve analizi için kullanılabilir: (D) Uyanık bir hayvanda kablosuz olarak kaydedilen örnek geniş bant etkinliği (soldaki gürültülü kanallar bağlı değildi). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66457/66457fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66457/66457fig04.jpg"> Şekil 4: İmplant dayanıklılığı, delta tespitleri ve histoloji. (A) İki tur daha uzun süreli deneyler için implant için hayatta kalma grafiği. Dikkat çekici bir şekilde, 85. günde, n = 8 deneyi bitirdi ve perfüze edilmesi planlandı. (B) Kararlılık için veri örneği. Gösterilen, kayıt günleri boyunca (~haftada 3 gün) hipokampal kanaldaki delta tespitlerinin sayısıdır. Her hayvan, uyku miktarına bağlı olarak normal bir varyasyon gösterdi, ancak sinyalde ve dolayısıyla tespitlerde zaman içinde genel bir sapma olmadı. (C) Bir sıçan için bilateral hedeflemeyi gösteren temsili histoloji. Sol sütun: sol yarımküre, sağ sütun: sağ yarımküre. AP koordinatları, tasvir edilen dilimin ön-arka koordinatlarını gösterir ve oklar, hedeflenen alanlardaki lezyonları gösterir. Büyütme: 1.6x. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66457/66457fig04large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Tüm hayvanlar iyi bir şekilde iyileşti ve implantı tolere etti (Şekil 3B). Frontal ve retrosplenial elektrotlar fiksasyondu, ancak hipokampal demetler hareketliydi. Hipokampal demetler 2 mm'lik bir dorsoventral derinliğe implante edildi ve sinyalin uyku alışkanlığı dönemlerinde canlı olarak kontrol edildiği 2 haftalık cerrahi iyileşme sırasında HPC kapsamını en üst düzeye çıkarmak için ayarlandı. 8 hayvandan 7'sinde, tüm hedef bölgelere en az bir hemisferde ulaşıldı (isabet oranları için Tablo 2, temsili histoloji için Şekil 4C'ye bakınız). Uyandırma ve uyku kayıtları, bir kayıt kutusuna bağlı olarak başarılı bir şekilde gerçekleştirildi ve ayrıca daha büyük bir labirentte kablosuz kayıtlar yapıldı (örnek veriler Şekil 3C,D). Hayvanlar, implantları, bireysel hayvanların onları kaybetmeye başlayacağı 2 ay boyunca tuttu; bununla birlikte, hayvanların çoğunluğu implanttan 85-100 sonraki deney bitiş gününe kadar implantları tuttu (Şekil 4A). Bu süre zarfında, delta salınımlarının tespit edildiği örnek bir analizde görülebileceği gibi, LFP sabit kaldı (Şekil 4B). Zaman boyunca normal değişkenlik vardı, ancak kaydedilen beyin bölgelerinin hiçbirinde (CA1'in piramidal tabakası dahil) sinyalin sistematik bir kayması yoktu. Ameliyat sonrası 10-15 hafta içinde deneylerin sonlandırılması önerilir. Tüm AYB'ler kurtarılabilir.
Bu implantı esas olarak öğrenme ve diğer müdahalelere yanıt olarak uyku evrelerini ve uyku salınımlarını ölçmek için uyguladık. Örneğin, oral CBD alımının beyin bölgeleri arasında salınım oluşumunu ve tutarlılığı nasıl etkilediği (bakınız Samanta ve ark.20).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Parametre</td>
			<td>Minimum değer (mm)</td>
			<td>Maksimum değer (mm)</td>
		</tr><tr><td>medioLateralSite1</td>
			<td>0.75</td>
			<td>2</td>
		</tr><tr><td>medioLateralSite2</td>
			<td>1.5</td>
			<td>5</td>
		</tr><tr><td>medioLateralSite3</td>
			<td>0.75</td>
			<td>2</td>
		</tr></tbody></table>Tablo 1: Kayıt sitelerinin mediolateral koordinatlarını kontrol eden parametrelere manuel olarak uygulanan sınırlara genel bakış.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>Yarımküre</td>
			<td>PFC</td>
			<td>RSC</td>
			<td>CA1 pyr.</td>
		</tr><tr><td>Sağ</td>
			<td>8 / 8</td>
			<td>5 / 8</td>
			<td>6 / 8</td>
		</tr><tr><td>Sol</td>
			<td>8 / 8</td>
			<td>7 / 8</td>
			<td>7 / 8</td>
		</tr></tbody></table>Tablo 2: 8 hayvanın pilotu için isabet oranı. 8 hayvandan 4'ünde tüm elektrotlar doğru yerleştirildi. Bununla birlikte, 8 hayvandan 7'sinde, tüm beyin alanları en az bir yarımkürede doğru bir şekilde hedeflenmiştir (CA1 piramidal tabakası eksik olan 1 sıçan hariç).
Ek Şekil 1: TD Drive mimarisi. (Yukarıya) Bir Intan RHD32 ana tablası ile kullanıldığında TD Drive için kanal eşlemesine genel bakış. (Altta) Kablo demeti konfigürasyonlarının ek bir gösterimi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66457/Supplementary%20Figure%20S1.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Şekil 2: TD Drive'ın yapım sürecinin çeşitli aşamalarındaki ek resimleri. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66457/Supplementary%20Figure%20S2.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>
Ek Dosya 1: TD Sürücüsünün yerleştirilmesi için örnek bir protokol. Prosedürler ve hedef yerler, yazarların araştırma sorularına ve kurumsal politikalara göre ayarlanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66457/Supplementary%20-%20TD%20drive%20implantation.zip" target="_blank">Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.</a>

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

Intricate interactions between multiple brain areas underlie most functions attributed to the brain. The process of learning, as well as the formation and ...

the-td-drive-parametric-open-source-implant-for-multi-area

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

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

Fare beyin sinyallerinin in vivo elektrofizyolojik kayıtları için mikro sürücünün tasarım ve montaj açıklanmıştır. Sağlam driveable taşıyıcılara mikroelektrot demetleri takılarak, bu tekniklerin uzun vadeli ve istikrarlı bir sinir kayıtları için izin verir. Hafif tasarım hayvan aşağıdaki sürücü implantasyonu ile sınırsız davranış performans sağlar.

Uyanık davranmak Fare Kronik Sinir Kayıtlar için Microdrive Diziler İnşaatı

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

Bu ayrıntılı protokolünü transkranyal uyarım elektrot yerleştirme temporal kemik üzerinde kısa ve uzun vadeli etkileri Transkraniyal elektriksel stimülasyon fareler serbestçe hareket araştırmak için açıklar.

Kronik Transkraniyal elektriksel stimülasyon ve Sıçanlarda Intracortical 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

Biz on sekiz bağımsız olarak ayarlanabilir tetrodes ile 3D yazdırılabilir bir hipersürücü inşaatı mevcut. Hiper-sürücüyü özgürce bir birkaç hafta boyunca fareler davranışlar içinde beyin etkinliklerini kaydetmek için tasarlanmıştır.

Bir geliştirilmiş çoklu tetrot hiper motor yapımı fareler davranışlar içinde büyük ölçekli sinirsel kayıt için

Burada, doğum sonrası gün 20'den (p20) doğum sonrası gün 60'a (p60) ve ötesine kadar kritik bir gelişimsel pencerede aynı anda birden fazla beyin bölgesinden kronik alan ve tek üniteli kayıtlara izin veren bir mikro sürücü tasarımı, cerrahi implantasyon prosedürü ve ameliyat sonrası iyileşme stratejisini açıklıyoruz.

Genç farelerde kronik tetrod kayıtları için hafif tahrikli bir implant

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

Bu protokol, kutunun altındaki bir sensörden hızlanma verilerini toplayarak ön darbe inhibisyonunu (PPI) değerlendirmek için mikrodenetleyici tabanlı bir davranış kutusu sunar. Bu veriler, davranışsal bozukluklar üzerine nörofizyoloji çalışmalarını ilerletmek için verileri nöronal aktivite ile senkronize etmek için ek bir yöntemle sosyal olarak izole edilmiş sıçanlarda duyusal geçit eksikliklerini değerlendirir.

Psikiyatrik Hayvan Modellerinde Prepulse İnhibisyonu ve Nöral Aktiviteyi Değerlendirmek için Davranışsal Bir Kutu Geliştirme

Dev Fiber Sistemi yetişkin basit bir nöronal...

Dev Fiber Pathway Elektrofizyolojik Kayıtlar D. melanogaster</em

Öğrenin, TD Drive implantı ile davranan ve uyuyan sıçanlarda çok alanlı elektrofizyolojik kayıtlar yapmayı. Bu açık kaynaklı yöntem, bellek işleme mekanizmalarını incelemeyi kolaylaştırır.

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

Daha fazla video keşfet