Summary

Implantation von chronischen Silicon Sonden und Aufzeichnung der Hippocampal Platzzellen in eine angereicherte Laufband-Vorrichtung

Published: October 11, 2017
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Summary

Wir beschreiben die verschiedenen Schritte, chronische Silicium-Sonden zu implantieren und Platzzellen bei Mäusen zu erfassen, die laufen Kopf fixiert auf einen Cue-angereicherten Laufband Apparat sind.

Abstract

Eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis der Funktion des Gehirns ist die Identifizierung von Verhalten und Zell-Aktivität korreliert. Silizium-Sonden sind Elektroden für groß angelegte elektrophysiologische Aufzeichnung von neuronaler Aktivität fortgeschritten, aber die Verfahren für ihre chronische Implantation sind noch unterentwickelt. Ist die Aktivität der hippocampal Platzzellen korrelieren mit einem Tier Position in der Umgebung bekannt, aber die zugrunde liegenden Mechanismen sind noch unklar. Ortszellen untersuchen, beschreiben wir hier eine Reihe von Techniken, die das Spektrum reicht von der Herstellung von Geräten für chronische Silizium Sonde Implantate für die Überwachung der Ort Feld Aktivität in einem Cue-angereicherten Laufband-Apparat. Ein Mikro-Laufwerk und einen Hut entstehen durch Montage und Befestigung zusammen 3D-gedruckten Kunststoffteile. Eine Silizium-Sonde ist montiert auf dem Mikro-Laufwerk gereinigt und beschichtet mit Farbstoff. Eine erste Operation wird durchgeführt, um den Hut auf den Schädel einer Maus zu beheben. Kleine Sehenswürdigkeiten sind hergestellt und von einem Laufband am Gürtel befestigt. Die Maus ist darin geschult, Kopf fixiert laufen auf dem Laufband. Eine zweite Operation wird durchgeführt, um die Implantat-Silikon-Sonde im Hippocampus, nach welcher Breitband elektrophysiologische Signale aufgezeichnet werden. Schließlich ist die Silizium-Sonde wiederhergestellt und für die Wiederverwendung gereinigt. Die Analyse der Ort Zell-Aktivität in der Tretmühle zeigt eine Vielfalt von Mechanismen Feld Gliederung der Vorteil des Ansatzes.

Introduction

Silizium-Sonden präsentieren mehrere Vorteile für elektrophysiologische Aufnahmen, einschließlich der Tatsache, dass sie dazu, mit scharfen Profilen, die Minimierung von Gewebeschäden und bestimmt sind, dass sie ein präzises Layout der dicht gedrängten Aufnahme Websites1präsentieren, 2,3,4. Sie werden verwendet, um verschiedene Systeme in verschiedenen Arten, darunter Menschen3,5,6, mit unterschiedlichen Ansätzen1,7zu studieren. Ihre wiederkehrende Verwendung ist jedoch wegen ihrer Kosten, Zerbrechlichkeit und die Tatsache, dass bequeme Methoden für chronische Experimente8fehlen noch relativ begrenzt. Jüngste Fortschritte in der 3D-Drucktechnologie haben die individuelle Gestaltung der Geräte wie Mikro-Antriebe und Kopf-Platten ermöglichen eine einfachere Handhabung der diese empfindlicheren Elektroden möglich gemacht. In einem ersten Schritt werden wir beschreiben, wie erstellen und verwenden eine Reihe von Tools, die wir entwickelt haben für die Implantation von chronischen Silizium Sonden14.

Während Ortszellen mit frei beweglichen Tiere laufen in Labyrinthe in der Regel untersucht sind, wurden vor kurzem sie auch in virtuellen Umgebungen15 und Laufband Apparatii9 (Abbildung 1A) untersucht. Diese experimentelle Methoden bieten den Vorteil, dass Tiere Kopf-zurückhaltend können werden, Nutzung der 2-Photonen-Mikroskop15, Patch-Clamp16und Optrode9,10,11 Techniken einfacher, neben der verbesserten Kontrolle über Tierverhalten und ökologische Hinweise12. In einem zweiten Schritt präsentieren wir die Verfahren für die Ausbildung von Mäusen und Aufnahme Ort Zell-Aktivität in einem Laufband-Apparat.

Protocol

alle beschriebene Methoden von Animal Care und Use Committee des Korea Institute of Science und Technologie genehmigt worden. 1. Vorbereitung der Micro-Drive und Elektrode Montage das Micro-Drive. Die Teile des Mikro-Laufwerks (Schieberegler, Körper und Shell) Drucken 14 mit einem hochauflösenden 3D-Drucker. Sicherstellen, dass die Teile haben keine Mängel. Fixieren den Schieberegler in den Mikro-Antrieb-Körper mit e…

Representative Results

Eine Maus trainierte zunächst auf einem zwei Meter langen Gürtel frei von Cues (Abbildung 1) ausgeführt. Nach der Implantation der Elektroden, einem neuen Gürtel von gleicher Länge aber 3 Paare von Cues zu präsentieren wurde auf dem Laufband, installiert, um Allocentric räumliche Darstellungen12,14zu generieren. Bei einer Abtastrate von 30.000 Hz mit einer 250-Kanal Recording-System (Verstärke…

Discussion

Chronische Aufnahme von neuronaler Aktivität ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der neuronalen Prozesse wie z. B. hippocampal Ort Felder. Unser Ansatz, chronische Silicium-Sonde Implantantation durchzuführen unterscheidet sich von anderen Methoden7,18,19,20 durch die Tatsache, dass es relativ einfach, die Elektrode Paket wiederherzustellen das Ende des Experiments. Währen…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde vom Korea Institute of Science und Technology institutionelle Program (Projekte Nr. 2E26190 und 2E26170) und das Human Frontier Science Program (RGY0089/2012) unterstützt.

Materials

Silicon Probe Neuronexus Buzsabi32 Recording electrode
Recording system Intantech RHD2132/RHD2000
3D printer Asiga Pico Plus 27 High resolution printer for micro-drive
3D printer Stratasys Mojo Lower resolution printer for hat components
Stereotaxic apparatus Kopf Model 963
Binocular microscope Leica M60
Treadmill apparatus We build them

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Sariev, A., Chung, J., Jung, D., Sharif, F., Lee, J., Kim, S., Royer, S. Implantation of Chronic Silicon Probes and Recording of Hippocampal Place Cells in an Enriched Treadmill Apparatus. J. Vis. Exp. (128), e56438, doi:10.3791/56438 (2017).

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