Kemirgenler davranmak yılında Hareketli Silikon Problar tarafından Nöronlar Büyük ölçekli Kaydı
Summary
Biz büyük ölçekli birden çok tek birimlerinin kayıt ve silikon sondalar ile kemirgenlerde davranan yerel alanda potansiyel yöntemleri açıklanmaktadır. Sürücü imalat, sürücü ve prob implantasyon süreçleri prob eki kolay çoğaltma için yeterli ayrıntıları gösterilmiştir.
Abstract
Nörobilimdeki büyük bir zorluk nöral meclislerinin kolektif etkinlik davranış bağlantı olduğunu. Nöron ve devrelerin girdi-çıktı ilişkileri anlama mekansal seçicilik ve davranışlar hayvan nöral topluluklar, izole tek nöronların temsili büyük örnekleri yani kayıt mekanistik analizi için uygun zamansal çözünürlüğe sahip yöntemleri gerektirir. Nöronal aktivitenin Ensemble izleme insan denekler 1-11 dahil olmak üzere küçük ve büyük beyinli hem hayvanlar, geçtiğimiz on yılda oldukça ilerlemiştir. Silikon tabanlı cihazlar ile çoklu-site kayıt dolayı ölçeklenebilirlik, küçük hacimli ve geometrik tasarım özellikle etkilidir.
Burada, birden çok tek nöronlar ve ısmarlama aksesuar parçaları ile piyasada bulunan mikro-işlenmiş silikon problar kullanılarak, kemirgenler davrandığını yerel alanda potansiyel kaydedilmesi için yöntemler açıklanmaktadır. İki temel seçenek f vardırya preamplifikatörler silikon sondalar arayüz: baskılı devre kartlarına ve esnek kablolar. Prob temin şirketlerin ( http://www.neuronexustech.com/ ; http://www.sbmicrosystems.com/ ; http://www.acreo.se/ ) genellikle bağ hizmet sunmak ve baskılı devre kartlarına bağlanmış probları teslim veya esnek kabloları. Burada, esnek poliimid kablo bağlı bir 4-şaftı, 32 yerinde prob implantasyon tarif eder, ve bir hareket ettirilebilir microdrive üzerine monte edilmiştir. Prob hazırlanması her adım, microdrive yapı ve cerrahi son kullanıcı kolaylıkla işlem çoğaltmak böylece gösterilmiştir.
Protocol
Discussion
Bu film davranmaya sıçan kronik büyük ölçekli kayıtları için silikon probların implantasyon prosedürü gösterir. Nöronal aktivitenin kaliteli kayıtlar sağlamak için kritik adımlar hem biyolojik (beyin dokusu) ve teknik (silikon prob) malzemelerin kırılganlığı ortaya çıkar. Herhangi bir uzaktan "sert" yüzey (bir dura çıkarmadan beyinde bunları implant çalıştı örneğin, Shanks kıracak) ile saplar herhangi bir teması önlemek için prob işlerken özel bir dikkat gerekir. Benzer…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Marie Curie Uluslararası Giden Bursu (Avrupa Birliği FP/2007-2013 Hibe Sözleşmeleri # 221.834 ve 254.780), JD McDonnell Vakfı NSF Hibe SBE 0.542.013, Sağlık Grant NS034994 National Institutes, Ruh Sağlığı Hibe MH5467 Ulusal Enstitüsü ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü (Janelia Farm Araştırma Yerleşkesi hibe).
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Silicon probe Buzsaki32, 4 shanks x 8 sites. Packaging: flexible polyamide cable | Material | NeuroNexus | Probe: buzsaki32 Packaging: HC32 |
Recording probe |
| Round Brass Screw, 00-90 x 1/2 Round Brass Screws | Material | JIMorris | R0090B500 | Drive part |
| Brass Hex Nut, 00-90 | Material | JIMorris | N0090B | Drive part |
| Brass C260 Strip, ASTM-B36 Thickness: 0.025″, Length: 12″, Width: 1/2″ |
Material | Small Parts | B000FMYU72 | Drive part |
| Connector Header, pitch 2mm, male, single row, straigt, 36 positions | Material | Digikey | 2163S-36-ND | Drive part |
| 2-part Sylgard silicon Elastomer | Material | World Precision Instruments | SYLG184 | To extra-insulate the probe |
| Decon Contrad 70 Liquid Detergent | Reagent | Fisher Scientific | 04-355 Decon Laboratories No.:1002 |
To clean the recording sites |
| Impedance Conditioning Module | Equipment | FHC Inc. | 55-70-0 | Impedance meter |
| niPOD – 32 channels | Equipment | Neuronexus | niPOD -32 | Impedance meter |
| Grip Cement Industrial Grade | Material | Caulk Dentsply | 675571 (powder) 675572 (solvent) |
Grip cement |
| 1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (‘DiI’; DiIC18(3)) | Reagent | Invitrogen | D282 | To stain the probe track in the brain |
| Stainless Steel Machine Screw, Binding Head, Slotted Drive, #00-90, 1/8″ | Material | Small Parts | MX-0090-02B | Ground and reference screws |
| Magnet wire, 20G, nylon-polyurethane coating, MW80 | Material | Small Parts | B000IJYRP2 | Ground and reference wire |
| Stainless Steel Machine Screw, Binding Head Slotted Drive, #000-120, 1/16″ | Material | Small Parts | MX-000120-01B | Anchor screws |
| N-3 All purpose Flux Liquid | Reagent | La-Co (Markal) | 23512 | Allows to solder stainless-steel |
| MicroGrid Precision Expanded Copper | Material | Dexmet | 3 CU6-050 FA | Copper mesh for on-head Faraday cage |
| C&B-METABOND Quick! Cement System – Dentin Activator | Material | Parkell | S380 | |
| C&B-METABOND Quick! Cement System – Dental cement | Material | Parkell | S380 | |
| Sharp point tungsten needle and holder | Tool | Roboz Surgical instruments | RS-6064 and RS-6061 | To make the hook to lift the dura |
| Carbide Bur HP 1/4 | Tool | Henry Schein | 9990013 | |
| Paraffin (Granules) | Material | Fisher Scientific | P31-500 | |
| Mineral Oil, Light (NF/FCC) | Material | Fisher Scientific | O121-1 | |
| GC ELECTRONICS 10-114 2-Part Epoxy Adhesive | Material | Newark | 00Z416 | |
| Type 1 LITZ 21 AWG 40/36 Red Single Polyurethane-Nylon (MW80-C) TO 0.041″+/-0.002″ OD | Material | New England Wire Technologies Corporation | N28-36E-400-2 | To make the cable between the headstage and the amplifier |
| 32-channel Very Large Scale Integration headstage, 20x gain | Equipment | Plexon | HST/32V-G20 | Headstage |
References
- Buzsáki, G. High-frequency network oscillation in the hippocampus. Science. 256, 1025-1027 (1992).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Dynamics of the hippocampal ensemble code for space. Science. 261, 1055-1058 (1993).
- Buzsáki, G. Large-scale recording of neuronal ensembles. Nat. Neurosci. 7, 446-451 (2004).
- Buzsáki, G. Visualizing Large-Scale Patterns of Activity in the Brain: Optical and Electrical Signals. Society for Neuroscience. , (2004).
- Nicolelis, M. A. L. . Methods for Neural Ensemble Recordings. , (2008).
- Hatsopoulos, N. G., Donoghue, J. P. The science of neural interface systems. Annu. Rev. Neurosci. 32, 249-266 (2009).
- Battaglia, F. P. The Lantern: an ultra-light micro-drive for multi-tetrode recordings in mice and other small animals. J. Neurosci. Methods. 178, 291-300 (2009).
- Kloosterman, F., Davidson, T. J. Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication. J. Vis. Exp. 26, e1094-e1094 (2009).
- Nguyen, D. P., Layton, S. P. Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly. J. Vis. Exp. (26), e1098-e1098 (2009).
- Haiss, F., Butovas, S., Schwarz, C. A miniaturized chronic microelectrode drive for awake behaving head restrained mice and rats. J. Neurosci. Methods. 187, 67-72 (2010).
- Cerf, M. On-line, voluntary control of human temporal lobe neurons. Nature. 467, 1104-1108 (2010).
- Kohn, D. F. Anesthesia and Analgesia in Laboratory Animals. American College of Laboratory Animal Medicine. series, (1997).
- Schjetnan, A. G. P., Luczak, A. Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat. J. Vis. Exp. (56), e3282-e3282 (2011).
- Paxinos, G., Watson, C. The Rat Brain. Stereotaxic Coordinates. , (1982).
- Harris, K. D. Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements. J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).
- Hazan, L., Zugaro, M., Buzsáki, G. Klusters, NeuroScope, NDManager: a Free Software Suite for Neurophysiological Data Processing and Visualization. J. Neurosci. Methods. 155, 207-216 (2006).
- Kipke, D. R. Advanced neurotechnologies for chronic neural interfaces: new horizons and clinical opportunities. J. Neurosci. 28, 11830-11838 (2008).
- Csicsvari, J. Massively parallel recording of unit and local field potentials with silicon-based electrodes. J. Neurophysiol. 90, 1314-1323 (2003).
- Sodagar, A. M., Wise, K. D., Najafi, K. A fully integrated mixed-signal neural processor for implantable multichannel cortical recording. IEEE Trans. Biomed. Eng. 54, 1075-1088 (2007).
- O’Connor, D. H., Huber, D., Svoboda, K. Reverse engineering the mouse brain. Nature. 461, 923-929 (2009).
- Boyden, E. S. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat. Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).
- Zhang, F. Circuit-breakers: optical technologies for probing neural signals and systems. Nat. Rev. Neurosci. 8, 577-581 (2007).
- Royer, S. Multi-array silicon probes with integrated optical fibers: light-assisted perturbation and recording of local neural circuits in the behaving animal. Eur. J. Neurosci. 31, 2279-2291 (2010).
