Grabación extracelular multicanal en ratones que se mueven libremente

El potencial de campo local (LFP), un componente importante de las señales extracelulares, refleja la actividad sináptica de grandes poblaciones de neuronas, que forman el código neuronal para múltiples^{comportamientos.} Se considera que los picos generados por la actividad neuronal contribuyen a la LFP y son importantes para la codificación neuronal². Se ha demostrado que las alteraciones en los picos y los LFP median en varias enfermedades cerebrales, como la enfermedad de Alzheimer, así como en emociones como el miedo, ^etc.3,4. Vale la pena señalar que muchos estudios han destacado que la actividad de la espícula difiere significativamente entre los estados despiertos y anestesiados en animales⁵. A pesar de que los registros en animales anestesiados ofrecen la oportunidad de evaluar las LFP con artefactos mínimos en estados de sincronización cortical altamente definidos, los resultados difieren en cierta medida de lo que se puede encontrar en sujetos despiertos ^6,7,8. Por lo tanto, es más significativo detectar la actividad neuronal en escalas de tiempo largas y grandes escalas espaciales en diversas enfermedades en un estado cerebral despierto utilizando electrodos implantados en el cerebro. Este manuscrito proporciona información para principiantes sobre cómo hacer el sistema de micro-accionamiento y configurar los parámetros utilizando un software común para calcular las señales de pico y LFP de una manera rápida y sencilla para comenzar el registro y el análisis.

Aunque el registro no invasivo de las funciones cerebrales, como el uso de electroencefalogramas (EEG) y potenciales relacionados con eventos (ERP) registrados en el cuero cabelludo, se ha utilizado ampliamente en estudios en humanos y roedores, los datos de EEG y ERP tienen propiedades espaciales y temporales bajas y, por lo tanto, no pueden detectar las señales precisas producidas por la actividad sináptica dendrítica cercana dentro de un área específica del cerebro¹. En la actualidad, aprovechando la grabación multicanal en animales conscientes, la actividad neuronal en las capas más profundas del cerebro puede registrarse de forma crónica y progresiva mediante la implantación de un sistema de microaccionamiento en el cerebro de primates o roedores durante múltiples pruebas de comportamiento 1,2,3,4,5,6,7,8,9 . En resumen, los investigadores pueden construir un sistema de microaccionamiento que se puede utilizar para el posicionamiento independiente de los electrodos o tetrodos para apuntar a diferentes partes del cerebro^10,11. Por ejemplo, Chang et al. describieron técnicas para registrar picos y LFPs en ratones mediante el ensamblaje de un micro-drive ligero y compacto¹². Además, las sondas de silicio micromecanizadas con componentes accesorios hechos a medida están disponibles comercialmente para registrar múltiples neuronas individuales y LFP en roedores durante tareas de comportamiento¹³. Aunque se han utilizado varios diseños para ensamblar sistemas de microaccionamiento, estos todavía tienen un éxito limitado en términos de complejidad y peso de todo el sistema de microaccionamiento. Por ejemplo, Lansink et al. mostraron un sistema de microaccionamiento multicanal con una estructura compleja para la grabación de una sola región cerebral¹⁴. Sato et al. informaron de un sistema de microaccionamiento multicanal que mostraba una función de posicionamiento hidráulico automático¹⁵. Las principales desventajas de estos sistemas de microaccionamiento son que son demasiado pesados para que los ratones se muevan libremente y son difíciles de montar para los principiantes. Aunque se ha demostrado que el registro extracelular multicanal es una tecnología adecuada y eficiente para medir la actividad neuronal durante las pruebas de comportamiento, no es fácil para los principiantes registrar y analizar las señales adquiridas por el complejo sistema de microaccionamiento. Dado que es difícil iniciar todo el proceso de operación del registro extracelular multicanal y el análisis de datos en ratones que se mueven libremente^16,17, en el presente artículo se presentan pautas simplificadas para introducir el proceso detallado de fabricación del sistema de microaccionamiento utilizando componentes y configuraciones comúnmente disponibles; también se proporcionan los parámetros del software común para calcular las señales de pico y LFP de una manera rápida y sencilla. Además, en este protocolo, el ratón puede moverse libremente gracias al uso de un globo de helio, lo que contribuye a compensar el peso de la cabecera y el sistema de micropropulsión. En general, en el presente estudio, describimos cómo construir fácilmente un sistema de micro-accionamiento y optimizar los procesos de registro y análisis de datos.