Untersuchen Local Network Processing mit Multi-Contact-Laminar Electrode Recording
Summary
Ein grundlegendes Problem in unserem Verständnis der kortikalen Schaltung ist, wie Netzwerke in verschiedenen kortikalen Schichten kodieren sensorische Informationen. Hier beschreiben wir elektrophysiologische Techniken unter Verwendung von Multi-Contact-laminar Elektroden an Single-Einheiten und lokale Feld Potenziale und vorliegenden Analysen Datensatz kortikalen Schichten zu identifizieren.
Abstract
Kortikalen Schichten sind allgegenwärtig Strukturen im gesamten Neokortex 1-4, dass der hochgradig rezidivierendem lokalen Netzwerken bestehen. In den letzten Jahren wurden erhebliche Fortschritte in unserem Verständnis der Unterschiede wurden in Reaktion Eigenschaften von Neuronen in verschiedenen kortikalen Schichten 5-8 gemacht, aber es gibt noch viel zu links, ob und wie neuronale Populationen kodieren Informationen in einer Laminar-spezifischen lernen Art und Weise.
Bestehende Multi-Elektroden-Array-Techniken, obwohl informative zur Messung Antworten auf viele Millimeter der kortikalen Raum entlang der kortikalen Oberfläche, sind ungeeignet, um das Problem der laminaren kortikalen Schaltkreisen Ansatz. Hier präsentieren wir unsere Methode für den Aufbau und die Aufnahme einzelner Neurone und lokale Feld-Potentiale (LFPs) über kortikale Schichten der primären Sehrinde (V1) unter Verwendung von Multi-Contact-laminar Elektroden (Abbildung 1; Plextrode U-Probe, Plexon Inc).
Die Methoden enthalten sind Aufnahmegerät Konstruktion, die Identifizierung von kortikalen Schichten und die Identifizierung der rezeptiven Felder von einzelnen Neuronen. Zur Identifizierung kortikalen Schichten, messen wir die evozierte Potentiale (EKP) des LFP Zeitreihen mit Full-Field geflasht Reize. Wir führen Sie dann Strom-Quelle Dichte (CSD) Analyse auf die Umpolung von der sink-source-Konfiguration an der Basis der Schicht 4 (die Spüle ist in Schicht 4, nachfolgend als Körnerschicht 9-12 bezeichnet) ermittelt werden können. Current-Source-Dichte ist nützlich, weil es ein Indiz für die Lage, Richtung und Dichte der transmembrane Stromfluss sorgt, so dass wir genau zu positionieren Elektroden aus allen Schichten in einem einzigen Eindringen 6, 11, 12 aufzunehmen.
Protocol
Discussion
Multi-unit-Aufnahmen sind zum Standard geworden für die Analyse, wie neuronale Netzwerke im Kortex Stimulus Informationen zu kodieren. Angesichts der jüngsten Fortschritte in der Elektroden-Technologie, ermöglicht die Implementierung von laminar Elektroden eine beispiellose Charakterisierung von lokalen kortikalen Schaltkreisen. Obwohl Multi-Elektroden-Aufnahmen nützliche Informationen über neuronale Populationsdynamik bieten, können mehrere Laminar Elektroden eine höhere Auflösung und mehr Informationen über d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken Ye Wang für Diskussionen und Sorin Pojoga für Verhaltenstraining. Unterstützt durch die NIH EUREKA-Programm, das National Eye Institute, die Pew Scholars Program, die James S. McDonnell Foundation (VD), und ein NIH Vision Training Grant (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.
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