Konstruktion und Montage eines Ultra-light Motorisierte Microdrive für chronische Neural Recordings in Kleintiere
Summary
Das Design, die Fertigung und Montage von einer ultra-light motorisierten Microdrive beschrieben. Das Gerät bietet eine kostengünstige und einfach zu bedienende Lösung für chronische Aufnahmen von einzelnen Einheiten in kleinen verhaltenden Tier.
Abstract
Die Fähigkeit, chronisch aus Populationen von Neuronen in frei lebenden Tier aufzunehmen hat ein unschätzbares Werkzeug zum Präparieren der Funktion neuronaler Schaltkreise zugrunde eine Vielzahl von natürlichen Verhaltensweisen, einschließlich Navigation 1, Entscheidungsfindung 2,3 bewährt und die Erzeugung von komplexen motorischen Sequenzen 4 , 5,6. Advances in Präzisionsbearbeitung ist für die Herstellung von leichten Vorrichtungen, für chronische Aufnahmen in Kleintiere, wie Mäuse und Singvögel erlaubt. Die Fähigkeit, die Position der Elektrode mit kleinen Motoren ferngesteuert einzustellen hat weiter die Aufzeichnung Ausbeute in verschiedenen Kontexten Verhaltensstörungen durch Reduzieren tierischen Handhabung erhöht. 6,7
Hier beschreiben wir ein Protokoll, eine ultra-light motorisierten Microdrive für langfristige chronische Aufnahmen in kleinen Tiere zu bauen. Unser Design aus einer früher veröffentlichten Version 7 entwickelt und ist für Einfachheit der Handhabung und Kosteneffizienz wirkungs angepasstfähigkeit zu sein praktischer und zugänglicher zu einer breiten Palette von Forschern. Das bewährte Design 8,9,10,11 ermöglicht feine, remote Positionierung der Elektroden über einen Bereich von ~ 5 mm und wiegt weniger als 750 mg wenn sie vollständig zusammengebaut. Wir präsentieren Ihnen die komplette Protokoll für wie zu bauen und montieren diese Laufwerke, einschließlich 3D-CAD-Zeichnungen für alle benutzerdefinierten Microdrive Komponenten.
Protocol
Discussion
Das Protokoll präsentiert hier in einem Gerät, das qualitativ hochwertige Aufnahmen mit minimalen Bewegungsartefakten führen nur dann, wenn die richtige Pflege mit dem Bau genommen wird. Die Passung des Schiffchens im Chassis wenn von entscheidender Bedeutung: zu fest und das Risiko einer Überlastung des Motors hoch ist, zu lose und die Gefahr von erheblichen Bewegungsartefakt ist hoch. Eine ideale Passform ermöglicht das Shuttle über die gesamte Länge des Gewindeschaftes ohne Kippen aus der Position oder Rattern…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der Ester und Joseph Klingenstein Fund, der McKnight Endowment Fund unterstützt und NINDS 1R01NS066408-01A1.
Materials
| Name of item | Company | Catalogue number | Comments |
| Chassis | custom | Cut from PEI | |
| Electrode Shuttle | custom | Cut from PEI | |
| Shuttle Tubes | custom | Cut from Stainless Steel | |
| Connector | Omnetics | A7886-001 | Mates to A7877-001 |
| Motor w/ Gearhead | Faulhaber | 0206-A-001-B-021-47:1 | |
| Wire Guide | Small Parts, Inc | SWPT-0113-12 | |
| Electrode Guide | Small Parts, Inc | SWPT-0045-12 | |
| 10MΩ Pt-Ir electrodes | Microprobes, Inc | PI2PT310.0H3 | |
| Platinum Wire | A-M Systems | 772000 | For electrode wires |
| Silver Wire | A-M Systems | 786000 | For ground wire |
| Tungsten Wire | A-M Systems | 797000 | For electrode pins |
| Transparency | 3M | AF4300 | |
| Torr Seal | Varian | 9530001 | |
| Kwik-Cast | WPI | KWIK-CAST | |
| Cyanoacrylate | Krazy Glue | KG517 | |
| Fast-Set Epoxy | Hardman | 04001 | |
| Light Mineral Oil | Sigma | M5310 | |
| Chlorine bleach | |||
| Diagonal cutters | |||
| Scalpel blade | |||
| Forceps | |||
| Drive jig | custom | Epoxy the mating connector to a syringe or stick | |
| Small Vice |
References
- O’Keefe, J., Dostrovsky, J. The hippocampus as a spatial map. Brain Research. 34, 171-175 (1971).
- Pennartz, C. M., Berke, J. D., Graybiel, A. M., Ito, R., Lansink, C. S., van der Meer, M., Redish, A. D., Smith, K. S., Voorn, P. . Corticostriatal Interactions during Learning, Memory Processing, and Decision. 29, 12831-12838 (2009).
- Kepecs, A., Uchida, N., Zariwala, H., Mainen, Z. F. Neural correlates, computation, and behavioural impact of decision confidence. Nature. 455, 227-2231 (2008).
- Hahnloser, R. H. R., Kozhevnikov, A. A., Fee, M. S. An ultra-sparse code underlies the generation of neural sequences in a songbird. Nature. 419, 65-70 (2002).
- Leonardo, A., Fee, M. S. Ensemble Coding of Vocal Control in Birdsong. J. Neurosci. 25 (3), 652-661 (2005).
- Yamamoto, J., Wilson, M. A. Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals. J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).
- Fee, M. S., Leonardo, A. Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals. J. Neurosci. Methods. 112, 83-94 (2001).
- Ölveczky, B. P., Otchy, T. M., Goldberg, J. H., Aronov, D., Fee, M. S. Changes in the neural control of a complex motor sequence during learning. J. Neurophys. 106, 386-397 (2011).
- Otchy, T. M., Ölveczky, B. P. Effects of Sensory Experience on the Development and Maintenance of a Motor Program Underlying a Complex Motor Sequence. Soc. for Neurosci. Abstr. , (2011).
- Goldberg, J. H., Adler, A., Bergman, H., Fee, M. S. Singing-related neural activity distinguishes two putative pallidal cell types in the songbird basal ganglia: comparison to the primate internal and external pallidal segments. J. Neurosci. 30 (20), 7088-7098 (2010).
- Goldberg, J. H., Fee, M. S. Singing-related neural activity distinguishes four classes of putative striatal neurons in the songbird basal ganglia. J. Neurophys. 103 (4), 2002-2014 (2010).
- Venkatachalam, S., Fee, M. S., Kleinfeld, D. Miniature headstage with 6-channel drive and vacuum-assisted microwire implantation for chronic recording from neocortex. J. Neurosci. Methods. 90, 37-46 (1999).
- Shirvalkar, P. R., Shapiro, M. L. Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze. J. Vis. Exp. (44), e2155 (2010).
