غرس المزمن من الصفيف اليكتروكورتيكوجرافيك الجامعة القشرية في مرموز المشتركة
Summary
وقد وضعنا مجموعة اليكتروكورتيكوجرافيك الجامعة القشرية مرموز المشتركة التي تغطي تقريبا كامل السطح الجانبية للقشرة، من القطب والقفويه إلى الزمانية واقطاب أمامي باستمرار. يصف هذا البروتوكول إجراء زرع مزمن في الصفيف في الفضاء فوق الجافية الدماغ مرموز.
Abstract
اليكتروكورتيكوجرافي (ECoG) يتيح رصد إمكانات الحقل الكهربائي من قشرة الدماغ مع ارتفاع القرار الزمانية المكانية. وقد مكن التطور الأخير لأقطاب اكوج رقيقة ومرنة توصيل تسجيلات مستقرة لنشاط القشرية على نطاق واسع. وقد وضعنا مجموعة اكوج الجامعة القشرية مرموز المشتركة. الصفيف يغطي بشكل مستمر تقريبا كامل السطح الأفقي القشرية نصف الكرة الأرضية، من القطب والقفويه إلى الزمانية واقطاب أمامي، وتلتقط كل القشرية النشاط العصبي في طلقة واحدة. يصف هذا البروتوكول إجراء زرع مزمن في الصفيف في الفضاء فوق الجافية الدماغ مرموز. وقد والمراميز اثنين من المزايا المتعلقة بالتسجيلات اكوج، واحد يجري تنظيم الهياكل التشريحية في البشر وماكاكويس، بما في ذلك مجمعات أمامي والجدارية، والزمانية مثلى. ميزة أخرى هي أن الدماغ مرموز ليسينسيفاليك ويحتوي على عدد كبير من المجمعات، والتي أكثر صعوبة للوصول في ماكاكويس مع اكوج، التي يتعرض لها على سطح الدماغ. هذه الميزات السماح بالوصول المباشر إلى معظم المناطق القشرية تحت سطح المخ. هذا النظام يوفر فرصة للتحقيق في المعلومات القشرية العالمية التجهيز مع دقة عالية في النظام الفرعي ميلي ثانية واحدة في الوقت وترتيب ملليمتر في الفضاء.
Introduction
ويتطلب الإدراك تنسيق الفرق العصبية عبر شبكات الدماغ على نطاق واسع، ولا سيما اللحاء الجديد متطور في البشر، ويعتقد أنهم متورطون في السلوكيات المعرفية أعلى. ومع ذلك، كيف اللحاء الجديد يحقق هذا السلوك المعرفي مسألة لم تحل بعد في مجال علم الأعصاب. التطور الأخير لأقطاب اليكتروكورتيكوجرافيك رقيقة ومرنة (ECoG) يتيح توصيل تسجيلات مستقر من النشاط على نطاق واسع القشرية1. فوجي والزملاء بوضع مجموعة اكوج الجامعة القشرية المكاك القرود2،3. الصفيف بشكل مستمر يغطي تقريبا قشرة كامل الأفقي، من القطب والقفويه للقطبين الزمانية وأمامي، ويلتقط نشاط العصبية الجامعة القشرية في طلقة واحدة. كذلك قمنا بتطوير هذا النظام للتطبيق في4،مرموز المشترك5، وقرد الصغيرة، عالم جديد مع مانيبولابيليتي الوراثية6،7. هذا الحيوان له العديد من المزايا مقارنة بالأنواع الأخرى. البصرية والسمعية، وسوماتوسينسوري، والسيارات، والمناطق القشرية أمامي من هذا النوع قد تم تعيينها سبق وذكرت أن المنظمة الأساسية المتجانسة لنفس المناطق في البشر وماكاكويس8،9، 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16-ادمغتهم بسلاسة، وتتعرض المناطق القشرية الجانبي الأكثر لسطح القشرة، التي أكثر صعوبة للوصول مع اكوج في ماكاكويس. استناداً إلى هذه الميزات، مرموز مناسبة للدراسات اليكتروكورتيكوجرافيك. وعلاوة على ذلك، والمراميز يحمل السلوكيات الاجتماعية وقد اقترحت لتكون بمثابة نموذج مرشح للسلوكيات الاجتماعية البشرية17.
ويصف هذا البروتوكول إجراء زرع فوق الجافية من الصفيف اكوج على السطح كله جانبية من القشرة في مرموز مشتركة. ويوفر فرصة لرصد نشاط القشرية على نطاق واسع لعلم الأعصاب القشرية الرئيسيات، بما في ذلك، الحسية والحركية، أعلى من المجالات المعرفية، والاجتماعية.
Protocol
Representative Results
Discussion
لزرع ناجحة، ينبغي تزويد الحيوانات بالتغذية الكافية قبل وبعد الجراحة. قصيرة وقت التشغيل مهم أيضا لتحسين الانتعاش للحيوان. ينبغي أن يتم الانتهاء من الأعمال التحضيرية قبل جراحة يوم واحد على الأقل. لتقليل وقت التشغيل، يوصي بتدريب اوديما السابقة مع قطب كهربائي الصفيف الإدراج في إنهاء الحيوان…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونحن نشكر يوري شينوموتو لتوفير رعاية الحيوان، والتدريب، وتسجيلات مستيقظا. صفائف اكوج صنعت قبل Cir الفائقة (www.cir-tech.co.jp). وعلاوة على ذلك، نود أن نشكر اديتاجي (www.editage.jp) لتحرير اللغة الإنجليزية. هذا العمل وأيده “رسم خرائط الدماغ” قبل “نيوروتيتشنولوجيس المتكاملة” “دراسات الأمراض” (المخ/العقول)، الوكالة اليابانية “الأبحاث الطبية” والتنمية (AMED) (JP18dm0207001)، “مشروع علوم المخ” مركز “مبادرات العلوم رواية” ( الهوية)، المعاهد الوطنية للعلوم الطبيعية (نينس) (BS291004، عضو الكنيست)، والجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS) كاكينهي (JP17H06034، عضو الكنيست).
Materials
| Beaker (100 cc) | Outocrave | ||
| Cotton ball | Outocrave | ||
| Absorption triangles | Fine Science Tools Inc. | 18105-03 | Outocrave |
| Cotton swab with fine tip | Clean Cross Co., Ltd. | HUBY340 BB-013 | Outocrave |
| Gauze | Outocrave | ||
| Towel forceps | Outocrave | ||
| Scalpel handle | Outocrave | ||
| Needle Holder | Outocrave | ||
| Iris Scissor | Outocrave | ||
| Micro-Mosquito Forceps | Outocrave | ||
| Adson, 1×2 teeth | Outocrave | ||
| Bone Curette | Outocrave | ||
| Micro spatura | Fine Science Tools Inc. | 10091-12 | Outocrave |
| Needle Holders, 12.5cm, Curved, Smooth Jaws | World Precision Instruments | 14132 | Outocrave |
| Vessel Dilator, 12cm, 0.1mm tip | Fine Science Tools Inc. | 18131-12 | Outocrave |
| Vessel Dilator, 12cm, 0.2 mm tip | Fine Science Tools Inc. | 18132-12 | Outocrave |
| Fine-tipped rongeur | Fine Science Tools Inc. | 16221-14 | Outocrave |
| Manipurator of a stereotaxic frame | Gas sterilization | ||
| Wrench for the manipurator | Gas sterilization | ||
| Hand-made fixture for the connector | Gas sterilization | ||
| Silicon cup for dental acril | Gas sterilization | ||
| Silicon cup hlder | Gas sterilization | ||
| Paintbrush | Gas sterilization | ||
| Pencil | Gas sterilization | ||
| Micro screw, 1.4 mm x 2.0 mm | Nippon Chemical Screw Co., Ltd. | PEEK/MPH-M1.4-L2 | Gas sterilization |
| Screw driver for the micro screw | Gas sterilization | ||
| Micromotor handpiece of a drill | Gas sterilization | ||
| Stainless steel burr, 1.4 mm | Gas sterilization | ||
| Stainless steel burr, 1.0 mm | Gas sterilization | ||
| Drill bit, 1.2 mm | Gas sterilization | ||
| Rubber air blower | Gas sterilization |
References
- Fukushima, M., Chao, Z. C., Fujii, N. Studying brain functions with mesoscopic measurements: Advances in electrocorticography for non-human primates. Current Opinion in Neurobiology. 32, 124-131 (2015).
- Nagasaka, Y., Shimoda, K., Fujii, N. Multidimensional recording (MDR) and data sharing: an ecological open research and educational platform for neuroscience. PLoS One. 6 (7), e22561 (2011).
- Fukushima, M., et al. An electrocorticographic electrode array for simultaneous recording from medial, lateral, and intrasulcal surface of the cortex in macaque monkeys. Journal of Neuroscience Methods. 233, 155-165 (2014).
- Komatsu, M., Sugano, E., Tomita, H., Fujii, N. A Chronically Implantable Bidirectional Neural Interface for Non-human Primates. Frontiers in Neuroscience. 11, 514 (2017).
- Komatsu, M., Takaura, K., Fujii, N. Mismatch negativity in common marmosets: Whole-cortical recordings with multi-channel electrocorticograms. Scientific Reports. 5, 15006 (2015).
- Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459 (7246), 523-527 (2009).
- Okano, H., et al. Brain/MINDS: A Japanese National Brain Project for Marmoset Neuroscience. Neuron. 92 (3), 582-590 (2016).
- de la Mothe, L. A., Blumell, S., Kajikawa, Y., Hackett, T. A. Cortical connections of auditory cortex in marmoset monkeys: lateral belt and parabelt regions. Anatomical Record. 295 (5), 800-821 (2012).
- Kaas, J. H., Hackett, T. A. Subdivisions of auditory cortex and processing streams in primates. Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America. 97 (22), 11793-11799 (2000).
- Ghahremani, M., Hutchison, R. M., Menon, R. S., Everling, S. Frontoparietal Functional Connectivity in the Common Marmoset. Cerebral Cortex. , (2016).
- Belcher, A. M., et al. Functional Connectivity Hubs and Networks in the Awake Marmoset Brain. Frontiers in Integrative Neuroscience. 10, 9 (2016).
- Mitchell, J. F., Leopold, D. A. The marmoset monkey as a model for visual neuroscience. Neuroscience Research. 93, 20-46 (2015).
- Solomon, S. G., Rosa, M. G. A simpler primate brain: the visual system of the marmoset monkey. Frontiers in Neural Circuits. 8, 96 (2014).
- Burman, K. J., Palmer, S. M., Gamberini, M., Rosa, M. G. Cytoarchitectonic subdivisions of the dorsolateral frontal cortex of the marmoset monkey (Callithrix jacchus), and their projections to dorsal visual areas. Journals of Comparative Neurology. 495 (2), 149-172 (2006).
- Bakola, S., Burman, K. J., Rosa, M. G. The cortical motor system of the marmoset monkey (Callithrix jacchus). Neuroscience Research. 93, 72-81 (2015).
- Krubitzer, L. A., Kaas, J. H. The organization and connections of somatosensory cortex in marmosets. Journal of Neuroscience. 10 (3), 952-974 (1990).
- Miller, C. T., et al. Marmosets: A Neuroscientific Model of Human Social Behavior. Neuron. 90 (2), 219-233 (2016).
- Cox, R. W. AFNI: software for analysis and visualization of functional magnetic resonance neuroimages. Computers and Biomedical Research. 29 (3), 162-173 (1996).
- Avants, B. B., et al. A reproducible evaluation of ANTs similarity metric performance in brain image registration. Neuroimage. 54 (3), 2033-2044 (2011).
- Hashikawa, T., Nakatomi, R., Iriki, A. Current models of the marmoset brain. Neuroscience Research. 93, 116-127 (2015).
