Düz zeminli Hava kaldırdı Platform: Yeni Bir Yöntem Awake üzerinde Mikroskopi veya Elektrofizyoloji ile davranışı birleştiren için serbestçe Kemirgenler Hareketli
Summary
Bu yöntem, gezinmek ve hayvanın başının sağlam tespiti gerektiren mikroskobik görüntüleme veya tek hücreli elektrofizyolojik kayıtlar sırasında keşfetmek fare için somut, tanıdık bir ortam yaratır.
Abstract
Bu yaygın genel anestezik kullanımı yaşayan bir hayvanın beyin elde edilen elektrofizyolojik veya mikroskobik verilerin alaka sarsar kabul edilmektedir. Ayrıca, anestezi uzun iyileşme uzunlamasına çalışmalarda tekrarlanan kayıt / görüntüleme bölüm frekansını sınırlar. Dolayısıyla, olmayan anestezi davranıyor farelerin istikrarlı kayıtları sağlayacak yeni yöntemler hücresel ve bilişsel nörobilimlerdeki alanları ilerlemek bekleniyor. Mevcut çözümler sadece fiziksel kısıtlama bu tür bilgisayar tarafından oluşturulan sanal gerçeklik ile kombinasyon halinde kullanılan lineer ve küresel koşu bandı gibi daha karmaşık yaklaşımlar arasında değişir. Bir baş-sabit fare bir hava kaldırdı mobil homecage hareket ve stressiz koşullarda çevresini keşfetmek nerede, burada, yeni bir yöntem tarif edilmektedir. Bu yöntem, araştırmacılar ile eş zamanlı davranış testleri (örneğin, öğrenme, alışkanlık veya roman nesne tanıma) gerçekleştirmek için olanak sağlariki foton mikroskobik görüntüleme ve / veya patch-clamp kayıtları tek bir deneyde bir araya. Bu video-makalede, uyanık hayvan kafa sabitleme aracı (mobil homecage) kullanımını tarif hayvan alışkanlık prosedürleri gösterir, ve yöntemin olası uygulamalar bir dizi örnek teşkil etmektedir.
Introduction
Nörobilim heyecan verici bir son eğilim, moleküler ve hücresel kemirgenler davranmak, uyanık ve beyindeki nöronal ağların incelenmesi için deneysel yaklaşımlar geliştirmektir. Bu tür yaklaşımlar, motor fonksiyon, sensorimotor entegrasyon, algı, öğrenme, bellek, hem de yaralanma ilerlemesini, nörodejenerasyonu ve genetik hastalıkların altında yatan nörofizyolojik süreçler üzerine yeni bir ışık tutacak söz tutun. Ayrıca, uyanık hayvanın beyninden kayıt yeni terapötik ajanlar ve tedavilerin geliştirilmesinde sözünü tutar.
Yaygın nörofizyolojik deneylerde kullanılan olmuştur anestezi, potansiyel deneysel bulguların yanlış yorumlanması neden, beyin fonksiyonlarının temel mekanizmaları etkileyebilir dair artan bir farkındalık var. Böylece, yaygın olarak kullanılan anestezik ketamin hızla yeni dendritik dikenler oluşumunu artırır ve sinaptik fonksiyon 1 artırır; Başka bir yaygın olarak kullanılan anesthetcerrahi anestezi düzeyde ic izofluran tamamen yetişkin hayvanlarda 2 yeni doğmuş farelerin ve bloklar iğ patlama osilasyonlarda spontan kortikal aktiviteyi bastırır. Şu anda, yaklaşımlar sadece sınırlı sayıda iki foton mikroskobik görüntüleri veya patch-clamp kayıtları vasıtasıyla olmayan, anestezi uygulanmış farelerde deneyler sağlar. Bu yaklaşımlar serbestçe hareket eden ve yüksekliği sabit preparatlar ayrılabilir.
Serbestçe hareket eden bir hayvan hazırlanması eşsiz çekiciliği navigasyon sırasında bir bütün vücut hareketleri dahil olmak üzere, doğal davranışı değerlendirme izin vermektedir. Serbestçe hareket eden bir kemirgen beyninde görüntü bir yolu minyatür kafa monte mikroskop ya Fiberscope 3-5 takmak için. Ancak, minyatür cihazlar nesnel tabanlı iki foton mikroskopi kıyasla sınırlı optik performansa sahip eğilimindedir ve kolayca tüm hücre patch-kelepçe kayıtları 6 ile kombine edilemez.
Exikafa sabitleme bir uyanık kemirgen için acı çözümler fiziksel kısıtlama 7,8 veya gönüllü koltuk başlığı 9 sergilemek için hayvan eğitimi üzerinde ya öncelikle yararlanmıştır. Bir başka popüler bir yaklaşım hayvanın uzuvları, örneğin, küresel bir koşu bandı 10 onu yerleştirerek taşımak için izin vermek; Bu yaklaşım, genellikle, bilgisayar tarafından üretilen bir sanal gerçeklik ile birleştirilir. Head-sabit fareler üzerinde elektrofizyolojik çalışmalar çoğunlukla ekstraselüler kayıtları kullanmış ve kardiyovasküler fonksiyon 11 merkez düzenleme, nöronal aktivitenin 12 anestezi etkileri, beyin sapı 13 ve bilgi işleme 14 işitsel yanıtını incelemek için kullanılmıştır. Uyanık davranmak hayvanlarda öncü hücre içi / tüm hücre kayıtları 2000'li yıllarda yapıldı ve algı ve hareket 15-20 ilişkin sinirsel aktivite odaklanmıştır. Aynı zaman zarfında, uyanık fareler üzerinde ilk mikroskobik görüntüleme çalışmaları pub edildiiki-foton mikroskopi fiziksel olarak zapt sıçanların 7 duyusal kortekste ve küresel bir koşu bandı 21 üzerinde çalışan fareler kullanıldı yayınlanmış.
Müteakip in vivo mikroskopi ve elektrofizyoloji çalışmaları bir kafa sabitleme hazırlık başarıyla ön ayakları hareketleri, koku tanıma, çırpma ve 8,22-25 yalama dayalı davranış paradigmaları ile kombine edilebilir olduğunu göstermiştir. Küresel koşu bandı üzerinde yerleştirilen fareler bir bilgisayara 10,26 tarafından oluşturulan sanal bir görsel ortam gezinmek için eğitilmiş olabilir. Hücre içi / hücre dışı kayıtları gibi sanal bir ortam seyreden bir baş-sabit bir hayvanda, hipokampal yer hücrelerinin aktivasyonu 27, tespit edilebilir, gösterdi. Sanal bir görsel ortamda, fareler aktif hareket sırasında 27 yerel alan potansiyeli ve teta-fazlı devinim normal hareket-ilişkili teta ritmi göstermektedir. Son zamanlarda, mekansal ve zamansal faaliyetenöron popülasyonları y desenler sanal ortamda 28 hafıza karar görevleri çalışma sırasında fareler optik kaydedildi.
Atılım araştırma etkin olmasına rağmen, küresel koşu bandı tasarımı çeşitli içsel sınırlamalar vardır. Birincisi, hayvan, duvarlar veya engelleri olarak hiçbir somut engel teşkil dönen bir hava topu kaldırdı, sınırsız yüzey üzerinde taşımak için gereklidir. Görsel girdi bu türlerin doğal güveniyor dokunsal duyusal girdi (örneğin, bıyık-touch veya yalamak), ile karşılaştırıldığında fareler ve sıçanlar üzerinde tartışmasız daha az etkili olduğu için bu sınırlama, bilgisayar tarafından oluşturulan "sanal gerçeklik" ile telafi kısmen sadece üzerinde. İkincisi, top yüzeyi önemli eğrilik kendi kafeslerine düz bir zemine yürüyüş için kullanılan laboratuvar fareleri için rahatsız olabilir. Son olarak, topun saf çapı (fare ve sıçanlar için 300 mm için en az 200 mm) küresel dikey boyutu oluştururnispeten büyük koşu bandı cihazı. Bu da ticari olarak temin edilebilir mikroskopi düzeneklerinin çoğunluğu ile küresel koşu bandı birleştirmeyi kolaylaştırır ve genellikle ısmarlama mikroskop çerçeveler vasıtasıyla bandı etrafında yeni bir kurulum yapı gerektirir.
Bir kafa sabit fare, düz bir zemin ve somut duvarlar özellikleri bir hava kaldırdı mobil homecage hareket ve stressiz koşullarda fiziksel çevreyi keşfetmek nerede, burada, yeni bir yöntem tarif edilmektedir. Bu makalede fare eğitim ve baş tespitin prosedürleri gösterir ve iki-foton mikroskopi, içsel optik görüntüleme ve patch-kelepçe kayıtları uyanık davranmak farelerin beyninde gerçekleştirilen temsili örnekler sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Iyi beyin fizyolojisi ve patolojisi anlamak için, araştırma, her hazırlanması için en uygun teknikleri kullanarak, hazırlık karmaşıklık düzeylerinde çeşitli yapılmalıdır. Uyanık ve davranışlar hayvanlar üzerinde deneyler önemli bir metodolojik sorun temsil varken Şu anda, nörobilim metodolojileri geniş bir yelpazede (tam vücut fMRI alt-organel STED'in mikroskopi) kolayca, anestezi hayvanlara uygulanır.
Burada, yeni bir yaklaşım, bir laboratuvar hayvan, sıkıca kafa sabit olmasına rağmen, bir hava-kaldırdı mobil homecage etrafında hareket edebilir ve stressiz koşullarda maddi ortamı keşfetmek nerede açıklanmıştır. Burada sunulan kafa sabit davranıyor hayvan hazırlık çok önemli bir dizi avantaj sağlar. İlk olarak, bu yöntem ile elde edilen elektrofizyolojik veya görüntüleme verileri anestezi ne de sınırla-kaynaklı stres tarafından ne ödün vardır. Mobil ev içine fare Konumlandırmakafes hızlı ve hatta geçici olarak hayvan anestezi gerektirmez. İkincisi, hava kaldırdı homecage ince nöronal morfoloji değişiklikleri ölçmek için ve uyanık hayvanlarda tek hücreli elektrofizyolojik aktiviteyi kaydetmek için gerekli olan mekanik kararlılığı sağlar. Son olarak, mobil homecage tasarım böylece uyanık fare beyninin iki foton görüntüleme veya yama kelepçe kayıt için standart bir dik mikroskop altında cep homecage konumlandırma sağlayan, küresel koşu bandı kıyasla daha kompakt.
Mobil homecage sağlam kafa sabitleme altta yatan bir beyin bölgesinde optik veya elektriksel erişim için merkezi bir yuvarlak açıklığı bulunan, özel olarak tasarlanmış dört kanatlı metal tutucu implantasyonu gerektirir. Bu metal tutucular yapıştırıcı, diş çimentosu ve kemik kafatası içine vidalanan bir cıvata küçük bir kombinasyonu vasıtası ile kafatasına bağlıdırlar. Bu cerrahi işlem, daha önce çok sayıda dayalı geliştirilmiştirprosedürleri yayınlanan ve istikrarlı ve tekrar üretilebilir kafatası pencere hazırlanması ile sonuçlandığı bulunmuştur. In vivo elektrofizyolojik deneyler, bir ay şeklinde bir pencere 34, bir küçük boyutlu kranyotomi (en az 0,5 mm) 32, ve bir delikli cam kaplı 35 hazırlanması için kullanılmıştır. Burada, "ters" kafatası pencere büyük bir (3.5 mm çap) ve küçük (az 0.5 mm çapında) kranyotomi ya ile implante edildi. Beyin hareketi en aza indirerek bu elektrofizyolojik deneyler için küçük boyut Kraniyotomi gerçekleştirmek için tavsiye neden olan, istikrarlı tek hücre kayıtları için önemlidir. Optik görüntüleme deneyler için kafatası pencere implantasyonundan sonra, hayvanlar pencere birinci geçici saydamlığını kaybeder ve daha sonra bağlı olarak,% 50-70 verimle (o geri kazanır ve bu süre boyunca en az 2 ya da 3 hafta boyunca geri izin verilir fare soyu genetik kökenli). Kranial pencere ve Stabil Şeffaflığıkafatasına bağlı dental çimento "kapak" of ity hayvan kullanımı sırasında düzenli binoküler mikroskop ve fiziksel muayene ile doğrulanabilir. 2-3 haftalık iyileşme döneminin sonunda, dental çimento kalıntı ameliyat sonrası enflamasyon ya da mekanik kusurları belirtisi sergileyen hayvanlar hariç tutulur ve deney sonlandırılır.
Fareler eğitim başlangıç için uygun yaş 2-4 ay (20-40 g vücut ağırlığına karşılık gelen) 'dir. Genç hayvanlarda, kafatasına dental çimento "kapak" ankraj mobil homecage baş sabit fare hareket yeteneği tarafından uygulanan mekanik strese karşı dayanıklılığını azaltabilir ki, güvenilir olabilir. Erkek ve dişi farenin mobil homecage gezinmek için aynı ölçüde istekli görünse de, (veriler gösterilmemiştir) dişi farelerde saydamlıklarını kazanmak kafatası pencerelerin yüzdesini elde etmek için daha iyi bir eğilim vardır. Bu nedenle, sipariş to yaklaşık% 30 daha fazla erkek farelerde kafa pencereleri implante, görüntüleme için seçilen hayvanların kohort cinsiyetler dengeli bir karışımını sağlamak tavsiye edilir. Sosyal etkileşimler bu nedenle yavrular işletilen ve eğitimli paralel ve grup konut kafeslerde bir arada tutulmasını tavsiye edilir, hayvanların refahını artırmak ve stresi azaltmak için bilinmektedir.
Küresel yürüme bandı 13 hazırlanması için yayınlanan prosedürlere aksine, mobil homecage kullanan yöntem, baş tespitin an fare anestezi gerektirmez. Hatta kısa ve "light" anestezi bölüm kısa bir süre sonra elde fizyolojik ölçümler üzerinde olması muhtemel olduğunu herhangi bir kalıntı etkisi ekarte etmek için izin verir, çünkü bu fark önemlidir. Gerçekten de, olsa bile kafa sabitleme anestezi altında yapıldığını ve gerçek deneyler biri olamaz, kısa bir bekleme süresinden sonra 13 başlanmıştır çalışmalardadeneysel verilerle kısa anestezi bölüm olası uzun süreli etkileri hariç. Diğer çalışmalar tespit baş hayvanların sistematik alışkanlık için su kısıtlaması dayanıyordu ve 36 hareketsiz kalması hayvan motive aracı olarak su ödül kullandık. Ancak, ödül merkezli kafa tespit yöntemi uygulanabilir davranışsal testlerin seçim sınırlar ve daha da önemlisi, köklü uyaran-ödül derneklerin birini kaplar. Buna karşılık olarak, mobil homecage fiksasyon baş fare alışkanlık gibi bir yöntem, su ve daha sonra yoksunluk ödül gerektirmez.
Bir su dağıtım sistemi ile cep homecage tamamlayan uzun süreli deneyler için tavsiye edilir. Burada sunulan hayvan eğitim oturumları ve deneyler standart 12 saat ışık takvimi (li altında tutulur bu fareler için fizyolojik pasif dönemine karşılık gelir (08:00-18:00) gündüz sırasında yapıldı) 06:00 de 06:00 de ve kapalı ghts. Su alımı doğrudan fare aktivitesi ile ilişkili olduğundan bir eğitim / görüntüleme / kayıt oturumunun süresi 2 saat aşmaması halinde, pasif dönem farelerin sırasında su dağıtımını gerekmez. Eğitim seanslarının zamanlaması ve süresi ek olarak, bir mobil homecage hayvanları habituating için seans optimum sayısının sorunu gidermek için gereklidir. I) kilo kaybı, ve ii) lokomotor aktivite seviyesi: Bu amaçla, iki kriter kafa sabitleme işlemleri neden olduğu stres değerlendirmek için kullanıldı. Şekil 6'da gösterildiği gibi, kilo kaybı eğitim 2. günde% 6 arasında ortalama seviyesine ulaşır ve tamamen eğitim 4. günde (Şekil 6) tarafından tersine çevrilir. Sürekli tartmak dinamikleri ile, kafa-sabit hayvanların lokomotor aktivite düzeyi eğitimin ilk gününde bastırıldı, ancak eğitim gün 4 (Şekil 6D) ile dengeler. Bu ölçümlere dayanarak, biz önerilmezburada protokolde tarif edildiği gibi mobil homecage fare eğitim süresi en az süresi, 4 gün, t.
Hava kaldırdı, düz zeminli mobil homecage kullanımı baş sabit fareler için eğitim paradigmaları karmaşık görevleri (duyumsal, algısal ve bilişsel) ekleyerek sağlar. Bu çalışmada, davranış testleri iki protokol sunulmuştur. Her iki protokol koku ipuçları kullanmak ve fare kortekste uzunlamasına görüntüleme / kayıtları ile kombine edilebilir. Mobil homecage emici olmayan malzemelerden imal edilir, ancak hala dikkate cihazı ve test koku (lar) ın bir koku arasındaki olası müdahaleler almak gerekir. Bir davranışsal deney görsel / dokunsal ipuçları engel olabilecek bir diğer faktör sorunsuz değildir ve bu nedenle, bir dönüm noktası olarak hayvan tarafından algılanabilir duvar ve ekleme arasındaki kavşak noktasıdır. Burada fark değer bu, böyle bir entegrasyon sırasında hayvanın sıkıntıyı minimuma indirmek içinmobil homecage duvara bir koku sunan pamuk yerleştirilmesi gibi rventions, Deneyciler mümkün olduğunca çabuk bu tür müdahaleleri yapmak ve karbon kafesin uzun süreli kullanımı önlemek için çalışmanız gerekir. Yeni koku / object sunum için alternatif stratejiler hidrojel bazlı solüsyon hayvanın kafası konumlandırma ile uygun yükseklikte karbon kafes duvarının iç yüzeyine bağlı küçük raflar üzerine damlalar ya da (örneğin, gıda cips gibi) nesnelerin yerleştirilmesi, örneğin, düşünülebilir.
Mobil homecage kafa sabit hayvanlar yatay hareketlilik, situp, tımar çırpma, bu çalışmada gösterildiği gibi ön ayakları ile, burun-alay, vasıflı ön pençe hareketleri ve duvar dokunmadan, yalama gibi iki boyutlu hareketlerin geniş bir yelpazede gerçekleştirmek için olanak sağlar . Mobil homecage ve burada sunulan protokolleri kullanarak, araştırmacılar uyarım durumu hem de üzerinde kontrol yüksek düzeyde Sensorimotor nöronal sistemini incelemek olabilirs ve davranışsal okuma-çıkışları. Ayrıca, uyanık farelerde bilişsel yetenekleri çalışmalar klima, navigasyon ve mekansal karar verme görevleri sırasında yapılabilir.
Bu yöntemin çeşitli pratik sınırlamalar vardır. İlk olarak, bir basınçlı hava önemli miktarda homecage kaldırma gücü elde etmek için ve uzun süreli deneyler gerçekleştirmek için gereklidir. İkinci olarak, bugünkü uygulamada, mobil homecage çapında sadece 18 cm olduğu ve bu nedenle karmaşık bir deney ortamında bir mekansal kısıtlama olmadan tasarlanabilir sanal gerçeklik ile karşılaştırıldığında nispeten küçük ve basit bir alan sağlar. Üçüncü olarak, bıyık uyarılması ve burada sunulan ödül-tabanlı deneyler sırasında bir aygıt olanağını fare için duvar temasını sınırlandırır kullanıldı. (Örneğin, bir göz-yönlendirilmiş ışık projektörü olarak) harici bir görsel veya duysal uyarı kanalın eklenmesi ile karşılaştırıldığında daha ergonomik ve kompakt bir cihaz tasarımı gerektirmektedirküresel koşu bandı deneylerde kullanılmış olan çoklu-ekran veya kubbe-projeksiyon çözümleri.
Özet olarak, hava-kaldırılmış mobil homecage hareket baş sabit farelerin kullanımı büyük ölçüde tek bir deney içinde gözlem ve manipülasyon hücresel, moleküler ve davranışsal düzeyde birleştiren çalışmaları kolaylaştırır. Burada gösterilen spesifik uygulamaları iki-foton mikroskopik görüntüleme, içsel optik sinyal görüntüleme ve non-anestezi davranıyor farelerde yama-kelepçe kayıtları bulunmaktadır. Bu yaklaşımın uyanık davranıyor fare üzerinde deney yeni ufuklar açmak ve ilaç geliştirme ve beyin fonksiyonlarında temel araştırma için yararlı bir araç olarak hizmet edeceği beklenmektedir.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar yazının onun değerli yorumlarınız için Prof Eero Castren teşekkür ederim. Iş Finlandiya Uluslararası Hareketlilik ve Nörobilim Fin Enstitüsü (Beyin ve Zihin Doktora Programı) için Finlandiya Akademisi, Merkezi'ne hibe tarafından desteklenmektedir.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Tweezers Stainless Steel, 115mm | XYtronic | XY-2A-SA | |
| Animal trimmer, shaving machine | Aesculap | Isis GT420 | |
| Binocular Microscope | Zeiss | Stemi 2000 | |
| Biological Temperature Controller with stainless steel heating pad | Supertech | TMP-5b | |
| Blunt microsurgical blade | BD | REF 374769 | |
| Borosilicate tube with filament | Sutter Instruments | BF120-69-10 | For patch pipette production |
| Camera | Foscam | FI8903W | Night visibility |
| Carprofen | Pfizer | Rimadyl vet | |
| Dental cement | DrguDent, Dentsply | REF 640 200 271 | |
| Dexamethasone | FaunaPharma | Rapidexon vet | |
| Disposable drills | Meisinger | HP 310104001001008 | |
| Dulbeco’s PBS 10X | Sigma | D1408 | |
| Dumont #5 forceps, 110 mm | FST | 91150-20 | |
| Eyes-lubricant | Novartis | Viscotears | For eyes protection during operation and as viscose solution for immersion |
| Foredom drill control | Foredom | FM3545 | |
| Foredom micro motor handpiece | Foredom | MH-145 | |
| Four-winged metal holder | Neurotar | ||
| Head Holder for Mice | Narishige | SG-4N | Assembled on stereotaxic instrument |
| Hemostasis Collagen Sponge | Avitene, Ultrafoam BARD | Ref 1050050 | |
| Imaris | Bitplane | ||
| Ketamine | Intervet | Ketaminol vet | |
| Kwik-Sil | WPI | ||
| Mai Tai DeepSee laser | Spectra-Physics | ||
| Micro dressing forceps, 105 mm | Aesculap | BD302R | |
| Microelectrode puller | Narishige | PC-10H | Vertical puller for glass pipette production |
| Micromanipulator | Sensapex | ||
| Mini bolt | Centrostyle | Ref. 00343 s/steel M1.0x4.5 | |
| Mobile Homecage | Neurotar | ||
| Multiphoton Laser Scanning Microscope | Olympus | FV1000MPE | |
| Nonwoven swabs 5×5 | Molnlycke Health Care | Mesoft | Surgical tampons |
| Polyacrylic glue | Henkel | Loctite 401 | |
| Round glass coverslip | Electron Microscopy Sciences | ||
| 1.5 thickness | |||
| Small animal stereotaxic instrument | David Kopf Instruments | 900 | |
| Student iris scissors, straight 11.5 cm | FST | 91460-11 | |
| Xylazine | Bayer Health Care | Rompun vet |
References
- Li, N., et al. mTOR-dependent synapse formation underlies the rapid antidepressant effects of NMDA antagonists. Science. 329, 959-964 (2010).
- Sitdikova, G., et al. Isoflurane suppresses early cortical activity. Annals of Clinical and Translational Neurology. 1 (1), 15-26 (2013).
- Helmchen, F., Fee, M. S., Tank, D. W., Denk, W. A miniature head-mounted two-photon microscope. high-resolution brain imaging in freely moving animals. Neuron. 31, 903-912 (2001).
- Piyawattanametha, W., et al. In vivo brain imaging using a portable 2.9 g two-photon microscope based on a microelectromechanical systems scanning mirror. Optics letters. 34, 2309-2311 (2009).
- Sawinski, J., Wallace, D. J., Greenberg, D. S., Grossmann, S., Denk, W., Kerr, J. N. D. Visually evoked activity in cortical cells imaged in freely moving animals. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 19557-19562 (2009).
- Fee, M. S. Active stabilization of electrodes for intracellular recording in awake behaving animals. Neuron. 27, 461-468 (2000).
- Greenberg, D., Houweling, A., Kerr, J. Population imaging of ongoing neuronal activity in the visual cortex of awake rats. Nat Neurosci. 11 (7), 749-751 (2008).
- Fujiwara-Tsukamoto, Y., et al. Reinforcing operandum: rapid and reliable learning of skilled forelimb movements by head-fixed rodents. Journal of Neurophysiology. 108, 1781-1792 (2012).
- Scott, B. B., Brody, C. D., Tank, D. W. Cellular Resolution Functional Imaging in Behaving Rats Using Voluntary Head Restraint. Neuron. 80, 371-384 (2013).
- Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., Tank, D. W. Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation. Nat Neurosci. 13, 1433-1440 (2010).
- Parry, T. J., McElligott, J. G. A method for restraining awake rats using head immobilization. Physiolog & behavior. 53 (5), 1011-1015 (1993).
- Brecht, M., Schneider, M., Sakmann, B., Margrie, T. W. Whisker movements evoked by stimulation of single pyramidal cells in rat motor cortex. Nature. 427 (6976), 704-710 (2004).
- Van Looij, M. A. J., Liem, S. -. S., van der Burg, H., van der Wees, J., De Zeeuw, C. I., van Zanten, B. G. A. Impact of conventional anesthesia on auditory brainstem responses in mice. Hearing research. 193, 75-82 (2004).
- Hentschke, H., Schwarz, C., Antkowiak, B. Neocortex is the major target of sedative concentrations of volatile anaesthetics: strong depression of firing rates and increase of GABAA receptor-mediated inhibition. The European journal of neuroscience. 21, 93-102 (2005).
- Margrie, T. W., Brecht, M., Sakmann, B. In vivo, low-resistance, whole-cell recordings from neurons in the anaesthetized and awake mammalian brain. Pflugers Archiv: European journal of physiology. 444, 491-498 (2002).
- Crochet, S., Petersen, C. C. H. Correlating whisker behavior with membrane potential in barrel cortex of awake mice. Nat Neurosci. 9, 608-610 (2006).
- Houweling, A. R., Brecht, M. Behavioural report of single neuron stimulation in somatosensory cortex. Nature. 451, 65-68 (2008).
- Poulet, J. F. A., Petersen, C. C. H. Internal brain state regulates membrane potential synchrony in barrel cortex of behaving mice. Nature. 454, 881-885 (2008).
- Bryant, J. L., Roy, S., Heck, D. H. A technique for stereotaxic recordings of neuronal activity in awake, head-restrained mice. Journal of neuroscience methods. 178, 75-79 (2009).
- De Kock, C. P. J., Sakmann, B. Spiking in primary somatosensory cortex during natural whisking in awake head-restrained rats is cell-type specific. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 16446-16450 (2009).
- Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice. Neuron. 56, 43-57 (2007).
- Hentschke, H., Haiss, F., Schwarz, C. Central signals rapidly switch tactile processing in rat barrel cortex during whisker movements. Cerebral cortex. 16, 1142-1156 (2006).
- Stüttgen, M. C., Rüter, J., Schwarz, C. Two psychophysical channels of whisker deflection in rats align with two neuronal classes of primary afferents. J. neuroscience. 26, 7933-7941 (2006).
- Connor, D. H., Peron, S. P., Huber, D., Svoboda, K. Neural activity in barrel cortex underlying vibrissa-based object localization in mice. Neuron. 67, 1048-1061 (2010).
- Drew, P. J., Shih, A. Y., Kleinfeld, D. Fluctuating and sensory-induced vasodynamics in rodent cortex extend arteriole capacity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (20), 8473-8478 (2011).
- Harvey, C. D., Collman, F., Dombeck, D. A., Tank, D. W. Intracellular dynamics of hippocampal place cells during virtual navigation. Nature. 461, 941-946 (2009).
- Chen, G., King, J. A., Burgess, N., O’Keefe, J. How vision and movement combine in the hippocampal place code. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (1), 378-383 (2013).
- Harvey, C. D., Coen, P., Tank, D. W. Choice-specific sequences in parietal cortex during a virtual-navigation decision task. Nature. 484 (7392), 62-68 (2012).
- Holtmaat, A., et al. Long-term , high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window. Nat Protoc. 4 (8), 19-22 (2009).
- Mostany, R., Portera-Cailliau, C. A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging. J. Vis. Exp. (12), (2008).
- Portera-Cailliau, C., Trachtenberg, J. T., de Paola, V., Svoboda, K., Wilbrecht, L., Holtmaat, A. Imaging Neocortical Neurons through a Chronic Cranial Window. Cold Spring Harbor Protocols. 2012, (2012).
- Garaschuk, O., Milos, R. -. I., Konnerth, A. Targeted bulk-loading of fluorescent indicators for two-photon brain imaging in vivo. Nat Protoc. 1 (1), 380-386 (2006).
- Barry, P. H. JPCalc, a software package for calculating liquid junction potential corrections in patch-clamp, intracellular, epithelial and bilayer measurements and for correcting junction potential measurements. Journal of neuroscience methods. 51 (1), 107-116 (1994).
- Golshani, P., Gonçalves, J. T., Khoshkhoo, S., Mostany, R., Smirnakis, S., Portera-Cailliau, C. Internally mediated developmental desynchronization of neocortical network activity. The Journal of neuroscience. 29 (35), 10890-10899 (2009).
- Polack, P. -. O., Friedman, J., Golshani, P. Cellular mechanisms of brain state-dependent gain modulation in visual cortex. Nat Neurosci. 16 (9), 1331-1339 (2013).
- Schwarz, C., et al. The head-fixed behaving rat–procedures and pitfalls. Somatosensor., & motor research. 27, 131-148 (2010).
