一般的なセットの全皮質のシェットランドシープドッグ配列の慢性注入
Summary
コモンマーモ継続的に、一時的な後頭極、前頭極からの皮質のほぼ全体の外側面をカバーするため全体皮質シェットランドシープドッグ アレイを開発しました。このプロトコルでは、マーモセット脳の硬膜外腔の配列の慢性注入手順を説明します。
Abstract
下角 (ECoG) は、高時空間解像度の大脳皮質から電場電位を監視できます。薄型で柔軟な ECoG 電極の最近の開発は、大規模な皮質活動の安定した録音の伝導を可能にしました。共通のマーモセットの全体皮質皮質アレイを開発しました。配列は継続的に、一時的な後頭極、前頭極からの大脳皮質半球のほぼ全体の外側面をカバーし、ワンショットで全皮質の神経活動をキャプチャします。このプロトコルでは、マーモセット脳の硬膜外腔の配列の慢性注入手順を説明します。マーモセットは、ECoG 録音、1 つはヒトとマカク、頭骨、頭頂部, と側頭部のコンプレックスの解剖学的構造の相同の組織に関して 2 つの利点を持っています。その他の利点は、マーモセット脳が lissencephalic れ、複合体は、脳の表面にさらされている ECoG とニホンザルのアクセスが難しく、数が多いです。これらの機能は、脳の表面の下にほとんどの皮質への直接アクセスを許可します。このシステムは、グローバル皮質情報サブミリ順序時間と空間におけるミリ波順序で高解像度で処理を調査する機会を提供します。
Introduction
認知では、広範な脳ネットワーク、特にヒトでよく発達し高い認知行動に関与すると考えられている大脳皮質ニューロン集団の調整が必要です。ただし、新皮質がこの認知行動をどのように達成するのかは、神経科学分野における未解決問題です。薄型で柔軟なシェットランドシープドッグ (ECoG) 電極の最近の開発は、大規模な皮質活動1から安定した録音の伝導できます。藤井と同僚は、ニホンザル サル2,3全皮質皮質配列を開発しました。配列は継続的に時間と前頭極に後頭極から、ほぼ全体外側皮質をカバーし、ワンショットで全皮質の神経活動をキャプチャします。我々 はさらにコモン マーモセット4、5のアプリケーション、遺伝可6、7の小さな、新しい世界猿のシステムを開発しました。この動物は、他の種に比べていくつかの利点を持っています。視覚、聴覚、体性感覚、運動、そしてこの種の前頭皮質以前マップされ、ヒトとマカクザル8,9,の同じ領域に基本的な同種組織を有することが報告10,11,12,13,14,15,16. 自分の脳は滑らかであり、最も外側の皮質は ECoG macaques、マカク属のアクセス困難である大脳皮質の表面にさらされています。これらの機能に基づき、マーモセットは、シェットランドシープドッグ研究に適しています。さらに、マーモセットは社会的行動を展示し、人間の社会的行動17の候補モデルとして提案されています。
このプロトコルでは、コモンマーモ セットで皮質全体の外側面上 ECoG 配列の硬膜外注入手順について説明します。霊長類大脳皮質神経、感覚、運動などの大規模な皮質活動を監視する機会を提供しています高い認知・社会のドメイン。
Protocol
Representative Results
Discussion
成功した注入の前に、手術後に十分な栄養動物を提供されなければなりません。短時間も動物の回復を最適化するために重要です。準備手術する前に、少なくとも 1 日を終了する必要があります。営業時間を減らすためには、他の実験のために終了した動物に電極配列挿入以前の開頭術トレーニングをお勧めします。表 1は、このプロトコルの時間のコースの例を示します。
<…Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々 は動物のケア、トレーニング、および目がさめている録音を提供を百合篠本をありがちましょう。ECoG の配列は、Cir ハイテク (www.cir-tech.co.jp) によって製造されました。さらに、英語編集 Editage (www.editage.jp) に感謝したいと思います。この作品は、疾患研究 (脳/心)、医学研究開発 (アメッド) (JP18dm0207001) の小説科学イニシアティブ (センターの脳科学プロジェクト研究機構統合 Neurotechnologies によって脳のマッピングによって支えられました。CNSI)、国立衛生研究所日本学術振興会 (JSPS)、自然科学研究機構) (BS291004、m. k.) の科研費 (JP17H06034、m. k.)。
Materials
| Beaker (100 cc) | Outocrave | ||
| Cotton ball | Outocrave | ||
| Absorption triangles | Fine Science Tools Inc. | 18105-03 | Outocrave |
| Cotton swab with fine tip | Clean Cross Co., Ltd. | HUBY340 BB-013 | Outocrave |
| Gauze | Outocrave | ||
| Towel forceps | Outocrave | ||
| Scalpel handle | Outocrave | ||
| Needle Holder | Outocrave | ||
| Iris Scissor | Outocrave | ||
| Micro-Mosquito Forceps | Outocrave | ||
| Adson, 1×2 teeth | Outocrave | ||
| Bone Curette | Outocrave | ||
| Micro spatura | Fine Science Tools Inc. | 10091-12 | Outocrave |
| Needle Holders, 12.5cm, Curved, Smooth Jaws | World Precision Instruments | 14132 | Outocrave |
| Vessel Dilator, 12cm, 0.1mm tip | Fine Science Tools Inc. | 18131-12 | Outocrave |
| Vessel Dilator, 12cm, 0.2 mm tip | Fine Science Tools Inc. | 18132-12 | Outocrave |
| Fine-tipped rongeur | Fine Science Tools Inc. | 16221-14 | Outocrave |
| Manipurator of a stereotaxic frame | Gas sterilization | ||
| Wrench for the manipurator | Gas sterilization | ||
| Hand-made fixture for the connector | Gas sterilization | ||
| Silicon cup for dental acril | Gas sterilization | ||
| Silicon cup hlder | Gas sterilization | ||
| Paintbrush | Gas sterilization | ||
| Pencil | Gas sterilization | ||
| Micro screw, 1.4 mm x 2.0 mm | Nippon Chemical Screw Co., Ltd. | PEEK/MPH-M1.4-L2 | Gas sterilization |
| Screw driver for the micro screw | Gas sterilization | ||
| Micromotor handpiece of a drill | Gas sterilization | ||
| Stainless steel burr, 1.4 mm | Gas sterilization | ||
| Stainless steel burr, 1.0 mm | Gas sterilization | ||
| Drill bit, 1.2 mm | Gas sterilization | ||
| Rubber air blower | Gas sterilization |
References
- Fukushima, M., Chao, Z. C., Fujii, N. Studying brain functions with mesoscopic measurements: Advances in electrocorticography for non-human primates. Current Opinion in Neurobiology. 32, 124-131 (2015).
- Nagasaka, Y., Shimoda, K., Fujii, N. Multidimensional recording (MDR) and data sharing: an ecological open research and educational platform for neuroscience. PLoS One. 6 (7), e22561 (2011).
- Fukushima, M., et al. An electrocorticographic electrode array for simultaneous recording from medial, lateral, and intrasulcal surface of the cortex in macaque monkeys. Journal of Neuroscience Methods. 233, 155-165 (2014).
- Komatsu, M., Sugano, E., Tomita, H., Fujii, N. A Chronically Implantable Bidirectional Neural Interface for Non-human Primates. Frontiers in Neuroscience. 11, 514 (2017).
- Komatsu, M., Takaura, K., Fujii, N. Mismatch negativity in common marmosets: Whole-cortical recordings with multi-channel electrocorticograms. Scientific Reports. 5, 15006 (2015).
- Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459 (7246), 523-527 (2009).
- Okano, H., et al. Brain/MINDS: A Japanese National Brain Project for Marmoset Neuroscience. Neuron. 92 (3), 582-590 (2016).
- de la Mothe, L. A., Blumell, S., Kajikawa, Y., Hackett, T. A. Cortical connections of auditory cortex in marmoset monkeys: lateral belt and parabelt regions. Anatomical Record. 295 (5), 800-821 (2012).
- Kaas, J. H., Hackett, T. A. Subdivisions of auditory cortex and processing streams in primates. Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (22), 11793-11799 (2000).
- Ghahremani, M., Hutchison, R. M., Menon, R. S., Everling, S. Frontoparietal Functional Connectivity in the Common Marmoset. Cerebral Cortex. , (2016).
- Belcher, A. M., et al. Functional Connectivity Hubs and Networks in the Awake Marmoset Brain. Frontiers in Integrative Neuroscience. 10, 9 (2016).
- Mitchell, J. F., Leopold, D. A. The marmoset monkey as a model for visual neuroscience. Neuroscience Research. 93, 20-46 (2015).
- Solomon, S. G., Rosa, M. G. A simpler primate brain: the visual system of the marmoset monkey. Frontiers in Neural Circuits. 8, 96 (2014).
- Burman, K. J., Palmer, S. M., Gamberini, M., Rosa, M. G. Cytoarchitectonic subdivisions of the dorsolateral frontal cortex of the marmoset monkey (Callithrix jacchus), and their projections to dorsal visual areas. Journals of Comparative Neurology. 495 (2), 149-172 (2006).
- Bakola, S., Burman, K. J., Rosa, M. G. The cortical motor system of the marmoset monkey (Callithrix jacchus). Neuroscience Research. 93, 72-81 (2015).
- Krubitzer, L. A., Kaas, J. H. The organization and connections of somatosensory cortex in marmosets. Journal of Neuroscience. 10 (3), 952-974 (1990).
- Miller, C. T., et al. Marmosets: A Neuroscientific Model of Human Social Behavior. Neuron. 90 (2), 219-233 (2016).
- Cox, R. W. AFNI: software for analysis and visualization of functional magnetic resonance neuroimages. Computers and Biomedical Research. 29 (3), 162-173 (1996).
- Avants, B. B., et al. A reproducible evaluation of ANTs similarity metric performance in brain image registration. Neuroimage. 54 (3), 2033-2044 (2011).
- Hashikawa, T., Nakatomi, R., Iriki, A. Current models of the marmoset brain. Neuroscience Research. 93, 116-127 (2015).
