دراسة تصنيع المحلي باستخدام شبكة الاتصال متعدد القطب تسجيل رقائقي
Summary
وثمة مسألة أساسية في فهمنا للدوائر القشرية هي الطريقة الشبكات في مختلف الطبقات القشرية ترميز المعلومات الحسية. هنا ، نحن تصف التقنيات الكهربية باستخدام أقطاب متعددة الصفحي اتصال لسجل واحد وحدات والإمكانات المحلية والتحليلات الميدانية الحالية لتحديد الطبقات القشرية.
Abstract
الطبقات القشرية هي هياكل في كل مكان في جميع أنحاء 1-4 المخية الحديثة التي تتكون من شبكات محلية المتكررة للغاية. في السنوات الأخيرة ، تم إحراز تقدم كبير في فهمنا للفروق في خصائص استجابة الخلايا العصبية في مختلف الطبقات القشرية 5-8 ، بعد ما زال هناك الكثير من اليسار إلى معرفة ما إذا كانت الخلايا العصبية وكيف السكان ترميز المعلومات في محددة ، الصفحي الطريقة.
القائمة مجموعة القطب متعددة التقنيات ، وعلى الرغم من المفيد لقياس ردود ملليمتر عبر العديد من مساحة القشرية على طول السطح القشري ، لم تعد ملائمة لمقاربة مسألة الدوائر الصفحي القشرية. هنا ، فإننا نقدم لدينا وسيلة لإنشاء وتسجيل الخلايا العصبية الفردية والإمكانات الميدانية المحلية (LFPs) عبر طبقات قشرية من القشرة البصرية الأولية (V1) باستخدام أقطاب متعددة الصفحي الاتصال (الشكل 1 ؛ Plextrode U – دقق ، Plexon المؤتمر الوطني العراقي).
وشملت أساليب البناء وتسجيل الجهاز ، وتحديد الطبقات القشرية ، وتحديد مجالات تقبلا من الخلايا العصبية الفردية. لتحديد الطبقات القشرية ، نقيس امكانات الاستجابة أثار (نظم تخطيط موارد المؤسسات) من أندية السلاسل الزمنية باستخدام كامل مجال المحفزات تومض. ثم نقوم الحالية المصدر الكثافة (CSD) تحليل لتحديد انعكاس القطبية يرافقه التكوين بالوعة المصدر في قاعدة طبقة 4 (مصدر داخل الطبقة 4 ، وأشار إلى أنه في وقت لاحق الطبقة الحبيبية 9-12). الكثافة الحالية المصدر مفيد لأنه يوفر فهرس الموقع ، والاتجاه ، وكثافة تدفق الحالية عبر الغشاء ، مما يسمح لنا الموقف بدقة أقطاب لتسجيل من جميع الطبقات في اختراق واحد 6 ، 11 ، 12.
Protocol
Discussion
أصبحت متعددة الوحدات القياسية لتحليل تسجيلات كيفية الشبكات العصبية في القشرة ترميز المعلومات التحفيز. في ضوء التطورات الأخيرة في تكنولوجيا الكهربائي ، وتنفيذ أقطاب الصفحي تمكن وصفا غير مسبوق من الدوائر المحلية القشرية. على الرغم من تعدد القطب التسجيلات تقدم معلوم?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وانغ يي ونحن نشكر للمناقشات وPojoga سورين لتدريب السلوكية. بدعم من برنامج EUREKA المعاهد الوطنية للصحة ، والمعهد الوطني للعيون ، وبرنامج علماء بيو ، جيمس س. ماكدونيل مؤسسة (VD) ، والمعاهد الوطنية للصحة الرؤية التدريب غرانت (BJH).
Materials
| Name of Equipment | Company | Catalogue number | Comments |
| Nan microdrive system | Nan Instruments | NAN-S4 | Figure 2. Custom clamps are needed to use the U-Probe. Everything mentioned with exception of the U-Probe is provided by NAN instruments. |
| Screw microdrives | MIT Machine shop | Anything that is able to secure a guide tube to the NAN grid should be appropriate. | |
| Stainless Steel Guide Tubes | Small Parts | B00137QHNS (1) or B00137QHO2 (5) | These are 60 in long and cut to size in the laboratory using a Dremel hand drill |
| Plexon U-Probe | Plexon, Inc | PLX-UP-16-25ED-100-SE-360-25T-500 | See U-Probe specifications available at www.plexon.com Also see Figure 1. |
Table 1. Hardware.
| Name of Software | Company | Website | Comments |
| NAN software | NAN | http://www.naninstruments.com/DesignConcept.htm | Computer interface requires an additional serial port to accommodate the Plexon system and the NAN hardware |
| Offline Sorter, FPAlign, PlexUtil, MATLAB programs | Plexon | http://www.plexon.com/downloads.html#Software | Under ‘Installation Packages’ |
| NeuroExplorer | NeuroExplorer | http://www.neuroexplorer.com/ | Under ‘Resources’ |
| CSDplotter Version 0.1.1 | Klas H. Petterson | http://arken.umb.no/~klaspe/user_guide.pdf |
Table 2. Software.
References
- Hubel, D. H., Wiesel, T. N. Receptive fields and functional architecture of monkey striate cortex. J Physiol. 195, 215-243 (1968).
- Mountcastle, V. B. Modality and topographic properties of single neurons of cat’s somatic sensory cortex. J Neurophysiol. 20, 408-434 (1957).
- Nassi, J. J., Callaway, E. M. Parallel processing strategies of the primate visual system. Nat Rev Neurosci. 10, 360-372 (2009).
- Ringach, D. L., Hawken, M. J., Shapley, R. Dynamics of orientation tuning in macaque primary visual cortex. Nature. 387, 281-284 (1997).
- Martinez, L. M. Receptive field structure varies with layer in the primary visual cortex. Nat Neurosci. 8, 372-379 (2005).
- Lakatos, P., Karmos, G., Mehta, A. D., Ulbert, I., Schroeder, C. E. Entrainment of neuronal oscillations as a mechanism of attentional selection. Science. 320, 110-113 (2008).
- Sun, W., Dan, Y. Layer-specific network oscillation and spatiotemporal receptive field in the visual cortex. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 17986-17991 (2009).
- Maier, A., Adams, G. K., Aura, C., Leopold, D. A. Distinct superficial and deep laminar domains of activity in the visual cortex during rest and stimulation. Frontiers in Systems Neuroscience. 4, 12-12 (2010).
- Mitzdorf, U. Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena. Physiol Rev. 65, 37-100 (1985).
- Mitzdorf, U., Singer, W. Excitatory synaptic ensemble properties in the visual cortex of the macaque monkey: a current source density analysis of electrically evoked potentials. J Comp Neurol. 187, 71-83 (1979).
- Schroeder, C. E., Mehta, A. D., Givre, S. J. A spatiotemporal profile of visual system activation revealed by current source density analysis in the awake macaque. Cereb Cortex. 8, 575-592 (1998).
- Schroeder, C. E., Tenke, C. E., Givre, S. J., Arezzo, J. C., Vaughan, H. G. Striate cortical contribution to the surface-recorded pattern-reversal VEP in the alert monkey. Vision Res. 31, 1143-1157 (1991).
- Amzica, F., Steriade, M. Cellular substrates and laminar profile of sleep K-complex. Neuroscience. 82, 671-686 (1998).
- Kandel, A., Buzsaki, G. Cellular-synaptic generation of sleep spindles, spike-and-wave discharges, and evoked thalamocortical responses in the neocortex of the rat. J Neurosci. 17, 6783-6797 (1997).
- Sakata, S., Harris, K. D. Laminar structure of spontaneous and sensory-evoked population activity in auditory cortex. Neuron. 64, 404-418 (2009).
- Nicholson, C., Freeman, J. A. Theory of current source-density analysis and determination of conductivity tensor for anuran cerebellum. J Neurophysiol. 38, 356-368 (1975).
- Pettersen, K. H., Devor, A., Ulbert, I., Dale, A. M., Einevoll, G. T. Current-source density estimation based on inversion of electrostatic forward solution: effects of finite extent of neuronal activity and conductivity discontinuities. J Neurosci Methods. 154, 116-133 (2006).
- Vaknin, G., DiScenna, P. G., Teyler, T. J. A method for calculating current source density (CSD) analysis without resorting to recording sites outside the sampling volume. J Neurosci Methods. 24, 131-135 (1988).
