Summary

À grande échelle d'enregistrement des neurones par des sondes de silicium mobiles à se comporter Rongeurs

Published: March 04, 2012
doi:

Summary

Nous décrivons les méthodes à grande échelle d'enregistrement de plusieurs unités simples et le potentiel de champ local à se comporter les rongeurs avec des sondes de silicium. Disque de fabrication, de fixation de sonde sur le disque et les processus d'implantation de la sonde sont illustrés dans des détails suffisants pour faciliter la reproduction.

Abstract

Un défi majeur en neurosciences est lien entre le comportement à l'activité collective des assemblées de neurones. Compréhension des relations d'entrée-sortie de neurones et les circuits nécessite des méthodes avec la sélectivité spatiale et la résolution temporelle appropriée pour l'analyse mécaniste des ensembles de neurones chez l'animal se comporter, de l'enregistrement soit d'échantillons représentative de grandes isolés neurones isolés. Ensemble de surveillance de l'activité neuronale a progressé de manière remarquable dans la dernière décennie chez les animaux à la fois petits et grands-cerveau, y compris des sujets humains 1-11. Multiple-site d'enregistrement avec le silicium à base de dispositifs sont particulièrement efficaces en raison de leur évolutivité, faible volume et la conception géométrique.

Ici, nous décrivons des méthodes pour enregistrer plusieurs neurones isolés et potentiels de champ local à se comporter les rongeurs, en utilisant des sondes disponibles dans le commerce de silicium micro-usinées, avec des composants accessoires faits sur mesure. Il ya deux options de base fou l'interfaçage des sondes de silicium pour préamplificateurs: cartes de circuits imprimés et les câbles flexibles. Entreprises de la sonde d'alimentation ( http://www.neuronexustech.com/ ; http://www.sbmicrosystems.com/ ; http://www.acreo.se/ ) fournissent généralement le service de liaison et de fournir des sondes liées aux cartes de circuits imprimés ou câbles flexibles. Ici, nous décrivons l'implantation d'un 4-tige, 32 place sonde attachée à souple de polyimide par câble, et monté sur un microdrive mobile. Chaque étape de la préparation de la sonde, la construction et de la chirurgie microdrive est illustrée de façon que l'utilisateur final peut facilement reproduire le processus.

Protocol

1. La construction de la microdrive Tous les disques sont fabriqués à partir des mêmes éléments de base: une partie mobile, qui porte l'électrode et une partie fixe, qui est ancré par rapport au crâne. Un microdrive idéale permet lisse, mais à long voyage assez de l'électrode dans de multiples petites étapes, est suffisamment robuste pour prévenir tout mouvement accidentel de l'électrode, facile à manipuler par l'expérimentateur sans interférer avec le comporte…

Discussion

Ce film illustre la procédure d'implantation des sondes de silicium pour des affections chroniques à grande échelle des enregistrements chez le rat se comporter. Les étapes critiques afin d'assurer des enregistrements de qualité de l'activité neuronale proviennent de la fragilité à la fois biologique (tissu cérébral) et techniques (silicium sonde) matériaux. Une attention particulière doit être prise lors de la manipulation de la sonde pour éviter tout contact de la queue avec tout à distance …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bourse internationale Marie Curie sortant (Union européenne des accords de subvention FP/2007-2013 # 221834 et 254780), JD McDonnell Foundation, NSF Grant SBE 0542013, National Institutes of Health Grant NS034994, National Institute of Mental Health Grant MH5467 et le Howard Hughes Medical Institute (Janelia Research Farm Campus de subvention).

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Silicon probe Buzsaki32, 4 shanks x 8 sites. Packaging: flexible polyamide cable Material NeuroNexus Probe: buzsaki32
Packaging: HC32
Recording probe
Round Brass Screw, 00-90 x 1/2 Round Brass Screws Material JIMorris R0090B500 Drive part
Brass Hex Nut, 00-90 Material JIMorris N0090B Drive part
Brass C260 Strip, ASTM-B36
Thickness: 0.025″, Length: 12″, Width: 1/2″
Material Small Parts B000FMYU72 Drive part
Connector Header, pitch 2mm, male, single row, straigt, 36 positions Material Digikey 2163S-36-ND Drive part
2-part Sylgard silicon Elastomer Material World Precision Instruments SYLG184 To extra-insulate the probe
Decon Contrad 70 Liquid Detergent Reagent Fisher Scientific 04-355
Decon Laboratories
No.:1002
To clean the recording sites
Impedance Conditioning Module Equipment FHC Inc. 55-70-0 Impedance meter
niPOD – 32 channels Equipment Neuronexus niPOD -32 Impedance meter
Grip Cement Industrial Grade Material Caulk Dentsply 675571 (powder)
675572 (solvent)
Grip cement
1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (‘DiI’; DiIC18(3)) Reagent Invitrogen D282 To stain the probe track in the brain
Stainless Steel Machine Screw, Binding Head, Slotted Drive, #00-90, 1/8″ Material Small Parts MX-0090-02B Ground and reference screws
Magnet wire, 20G, nylon-polyurethane coating, MW80 Material Small Parts B000IJYRP2 Ground and reference wire
Stainless Steel Machine Screw, Binding Head Slotted Drive, #000-120, 1/16″ Material Small Parts MX-000120-01B Anchor screws
N-3 All purpose Flux Liquid Reagent La-Co (Markal) 23512 Allows to solder stainless-steel
MicroGrid Precision Expanded Copper Material Dexmet 3 CU6-050 FA Copper mesh for on-head Faraday cage
C&B-METABOND Quick! Cement System – Dentin Activator Material Parkell S380  
C&B-METABOND Quick! Cement System – Dental cement Material Parkell S380  
Sharp point tungsten needle and holder Tool Roboz Surgical instruments RS-6064 and RS-6061 To make the hook to lift the dura
Carbide Bur HP 1/4 Tool Henry Schein 9990013  
Paraffin (Granules) Material Fisher Scientific P31-500  
Mineral Oil, Light (NF/FCC) Material Fisher Scientific O121-1  
GC ELECTRONICS 10-114 2-Part Epoxy Adhesive Material Newark 00Z416  
Type 1 LITZ 21 AWG 40/36 Red Single Polyurethane-Nylon (MW80-C) TO 0.041″+/-0.002″ OD Material New England Wire Technologies Corporation N28-36E-400-2 To make the cable between the headstage and the amplifier
32-channel Very Large Scale Integration headstage, 20x gain Equipment Plexon HST/32V-G20 Headstage

References

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Cite This Article
Vandecasteele, M., M., S., Royer, S., Belluscio, M., Berényi, A., Diba, K., Fujisawa, S., Grosmark, A., Mao, D., Mizuseki, K., Patel, J., Stark, E., Sullivan, D., Watson, B., Buzsáki, G. Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents. J. Vis. Exp. (61), e3568, doi:10.3791/3568 (2012).

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