Multi-contact kullanarak Yerel Ağ İşleme incelenmesi Laminer Elektrot Kayıt
Summary
Farklı kortikal tabaka halinde ağlar, duyusal bilgileri kodlamak nasıl kortikal devre anlayışımızın temel bir konudur. Burada, kortikal katmanları belirlemek için tek birimler ve yerel alan potansiyelleri ve mevcut analizleri kaydetmek için multi-contact laminer elektrotlar kullanan elektrofizyolojik teknikler açıklanmaktadır.
Abstract
Kortikal katmanlar neokorteks yerel ağlarda son derece tekrarlayan oluşan 1-4 boyunca her yerde yapılardır. Son yıllarda önemli bir ilerleme, kortikal farklı katmanları 5-8 nöronların yanıt özelliklerinde farklılıklar anlayışımız, ama hala orada olup olmadığını ve ne nöron popülasyonları laminar özel bilgileri kodlamak hakkında bilgi almak için sol büyük bir oldu şekilde.
Mevcut çok elektrot dizisi teknikleri, kortikal yüzey boyunca birçok kortikal alanı milimetre çapında yanıtlarını ölçmek için bilgilendirici, laminer kortikal devreler sorunu yaklaşım uygun olmasına rağmen. Burada bizim yöntem çoklu-temas laminer elektrotlar kullanan birincil görsel korteks (V1) kortikal katmanlar arasında bireysel nöronlar ve yerel alan potansiyelleri (LFPs) kurma ve kayıt için mevcut (Şekil 1; Plextrode U-Probe, Plexon Inc.)
Dahil yöntemler kayıt cihazı inşaat, kortikal tabakalarının belirlenmesi, ve açık alanların bireysel nöronların belirlenmesi. Kortikal katmanları belirlemek için, tam sahada parladı uyaranlara kullanarak zaman serisi LFP uyarılmış yanıt potansiyeller (ERP) ölçer. Daha sonra katman 4 tabanı (lavabo, katman 4 içinde daha sonra granüler tabaka 9-12 olarak anılacaktır) lavabo-kaynak yapılandırma eşlik polarite inversiyon tanımlamak için kaynak akım yoğunluğu (CSD) analizi gerçekleştirmek . Akım kaynak yoğunluk yerini, yönünü ve transmembran akım yoğunluğu, bizi tek bir penetrasyon 6 tüm katmanları, 11, 12 kayıt elektrotları doğru pozisyonu sağlayan bir dizin sağladığından yararlıdır.
Protocol
Discussion
Çok birim kayıtları kortekste sinir ağları uyaran bilgileri kodlamak nasıl analiz için standart haline gelmiştir. Elektrot teknolojisindeki son gelişmeler göz önüne alındığında, laminer elektrotlar uygulanması yerel kortikal devreler benzeri görülmemiş bir karakterizasyonu sağlar. Çoklu elektrot kayıtları nöral nüfus dinamikleri hakkında yararlı bilgiler sunuyor olsa da, çoklu laminar elektrotlar daha yüksek çözünürlük ve nöronların özel konumu hakkında daha fazla bilgi sağlar. Ko…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ye Wang, davranışsal eğitim ve Sorin Pojoga tartışmalar için teşekkür ederiz. NIH EUREKA Programı, Ulusal Göz Enstitüsü, Pew Scholars Program, James S. McDonnell Vakfı (VD) ve NIH Vizyon Eğitim Bursu (BJH) tarafından desteklenir.
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).
