A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يصف البروتوكول منهجية التسجيل خارج الخلية في القشرة الحركية (MC) للكشف عن الخصائص الكهربية خارج الخلية في الفئران الواعية التي تتحرك بحرية ، بالإضافة إلى تحليل بيانات إمكانات المجال المحلي (LFPs) والمسامير ، وهو أمر مفيد لتقييم النشاط العصبي للشبكة الكامنة وراء السلوكيات ذات الأهمية.

Abstract

يهدف البروتوكول إلى الكشف عن خصائص إطلاق الخلايا العصبية وشبكة إمكانات المجال المحلي (LFPs) في الفئران التي تتصرف في تنفيذ مهام محددة من خلال ربط الإشارات الكهربية بالسلوك التلقائي و / أو المحدد. تمثل هذه التقنية أداة قيمة في دراسة نشاط الشبكة العصبية الكامنة وراء هذه السلوكيات. توفر المقالة إجراء مفصلا وكاملا لزرع القطب الكهربائي وما يترتب على ذلك من تسجيل خارج الخلية في الفئران الواعية التي تتحرك بحرية. تتضمن الدراسة طريقة مفصلة لزرع صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة ، والتقاط LFP وإشارات ارتفاع الخلايا العصبية في القشرة الحركية (MC) باستخدام نظام متعدد القنوات ، وتحليل البيانات اللاحق في وضع عدم الاتصال. تتمثل ميزة التسجيل متعدد القنوات في الواعية في أنه يمكن الحصول على عدد أكبر من الخلايا العصبية المتصاعدة والأنواع الفرعية العصبية ومقارنتها ، مما يسمح بتقييم العلاقة بين سلوك معين والإشارات الكهربية المرتبطة به. والجدير بالذكر أن تقنية التسجيل خارج الخلية متعددة القنوات وإجراء تحليل البيانات الموصوف في هذه الدراسة يمكن تطبيقها على مناطق أخرى من الدماغ عند إجراء تجارب على الفئران التي تتصرف.

Introduction

تعكس إمكانات المجال المحلي (LFP) ، وهي عنصر مهم في الإشارات خارج الخلية ، النشاط المشبكي لمجموعات كبيرة من الخلايا العصبية ، والتي تشكل الشفرة العصبية لسلوكيات متعددة1. تعتبر المسامير الناتجة عن النشاط العصبي مساهمة في LFP وهي مهمة للترميز العصبي2. ثبت أن التغيرات في المسامير و LFPs تتوسط في العديد من أمراض الدماغ ، مثل مرض الزهايمر ، وكذلك العواطف مثل الخوف ، وما إلى ذلك.3,4. تجدر الإشارة إلى أن العديد من الدراسات قد أبرزت أن نشاط الارتفاع يختلف اختلافا كبيرا بين حالات اليقظة والتخدير في5. على الرغم من أن التسجيلات في المخدرة توفر فرصة لت....

Protocol

تم الحصول على جميع الفئران تجاريا وصيانتها في دورة مظلمة لمدة 12 ساعة / 12 ساعة (يضيء الضوء في الساعة 08:00 صباحا بالتوقيت المحلي) عند درجة حرارة الغرفة من 22-25 درجة مئوية ورطوبة نسبية تتراوح بين 50٪ و 60٪. كان لدى الفئران إمكانية الوصول إلى إمدادات مستمرة من الطعام والماء. أجريت جميع التجارب وفقا للمبادئ التوجيهية لرعاية واستخدام المختبر في جامعة جنوب الصين للمعلمين ووافقت عليها لجنة أخلاقيات المؤسسية. تم استخدام ذكور الفئران C57BL / 6J الذين تتراوح أعمارهم بين 3-5 أشهر في التجارب.

1. تجميع نظام محرك الأقراص الصغيرة

  1. قم بتوصيل لوحين مصممين بالكمبيوتر باستخدام اثنين من المسامير والمسمار الذي يحمل محرك الأقراص الصغ....

النتائج

تم تطبيق مرشح تمرير عالي (250 هرتز) لاستخراج المسامير متعددة الوحدات من الإشارات الأولية (الشكل 6 أ). علاوة على ذلك ، تم التحقق من الوحدات المسجلة من MC للفأر العادي الذي تم فرزه بواسطة PCA (الشكل 7A-D) ، وتم تسجيل عرض الوادي ومدة الشكل الموجي للوح?.......

Discussion

يعتبر التسجيل متعدد القنوات في الفئران حرة الحركة تقنية مفيدة في دراسات علم الأعصاب ، ولكن لا يزال من الصعب جدا على المبتدئين تسجيل الإشارات وتحليلها. في هذه الدراسة ، نقدم إرشادات مبسطة لصنع أنظمة القيادة الدقيقة وإجراء زرع الأقطاب الكهربائية ، بالإضافة إلى إجراءات مبسطة لالتقاط وتحليل.......

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل بمنح من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (31871170 و 32170950 و 31970915) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية بمقاطعة قوانغدونغ (2021A1515010804 و 2023A1515010899) ، ومؤسسة قوانغدونغ للعلوم الطبيعية لمشروع الزراعة الرئيسية (2018B030336001) ، ومنحة قوانغدونغ: التقنيات الرئيسية لعلاج اضطرابات الدماغ (2018B030332001).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
2.54 mm pin headerYOUXIN Electronic Co., Ltd.1 x 5Applying for the movable micro-drive which can slide on its stulls.
Adobe Illustrator CC 2017AdobeN/ATo optimize images from GraphPad.
BlackRock MicrosystemsBlackrock NeurotechCerebusThis systems includes headsatge, DA convert, amplifier and computer.
Brass nutDongguan Gaosi Technology Co., Ltd.M0.8 brass nutThe nut fixes the position of screw.
Brass screwDongguan Gaosi Technology Co., Ltd.M0.8 x 11 mm brass screwA screw that hold the movable micro-drive.
C57BL/6JGuangdong Zhiyuan Biomedical Technology Co., LTD.N/A12 weeks of age.
Centrifuge tubeBiosharp15 mL; BS-150-MTo store mice brain with sucrose sulutions.
Conducting paintStructure Probe, Inc.7440-22-4To improve the lead-connecting quality between connector pins and Ni-wires.
Conductive copper foil tape3M1181To reduce interferenc.
ConnectorYOUXIN Electronic Co., Ltd.2 x 10PTo connect the headtage to micro-drive system.
DC Power supplyMaishengMS-305DA power device for  electrolytic lesion.
Dental cementShanghai New Century Dental Materials Co., Ltd.N/ATo fix the electrode arrays on mouse's skull after finishing the implantation.
Digital analog converterBlackrock128-ChannelA device that converts digital data into analog signals.
Epoxy resinAltecoN/ATo cover pins.
ExcelMicrosoftN/ATo summarize data after analysis.
Eye scissorsJiangXi YuYuan Medical Equipment Co.,Ltd.N/AFor surgery or cutting the Ni-chrome wire.
Fine forcepsJiangXi YuYuan Medical Equipment Co.,Ltd.N/AFor surgery.
ForcepsJiangXi YuYuan Medical Equipment Co.,Ltd.N/AFor surgery or assembling the mirco-drive system.
Freezing microtomeLeicaCM3050 S Cut the mouse’s brain into slices
Fused silica capillary tubingZhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd.TSP050125To  serve as the guide tubes for Ni-chrome wires.
Glass microelectrodeSutter Instrument CompanyBF100-50-10To mark the desired locations for implantation using the filled ink.
GraphPad Prism 7GraphPad SoftwareN/ATo analyze and visualize the results.
Guide-tubePolymicro technologies1068150020To load Ni-chrome wires.
HeadstageBlackrockN/AA tool of transmitting signals.
Helium balloonYili Festive products Co., Ltd.24 inchTo offset the weight of headstage and micro-drive system.
InkSailor Pen Co.,LTD.13-2001To mark the desired locations for implantation.
Iodine tinctureGuangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.N/ATo disinfect mouse's scalp.
Lincomycin in Hydrochloride and Lidocaine  hydrochloride gelHubei kangzheng pharmaceutical co., ltd.10gA drug used to reduce inflammation.
MeloxicamVicki Biotechnology Co., Ltd.71125-38-7To reduce postoperative pain in mice.
MicromanipulatorsScientificaScientifica IVM TripleFor electrode arrays implantation.
Microscope NikonECLIPSE Ni-E Capture the images of brain sections
nanoZ impedance testerPlexonnanoZTo measure impedance or performing electrode impedance spectroscopy (EIS) for multichannel microelectrode arrays.
NeuroExplorerPlexonNeuroExplorerA tool for analyzing the electrophysiological data.
NeuroExplorer Plexon, USAN/AA software.
Ni-chrome wireCalifornia Fine Wire Co.M47249035 μm Ni-chrome wire.
Offline SorterPlexonOffline SorterA tool for sorting the recorded multi-units.
PCB boardHangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd.N/AComputer designed board.
PentobarbitalSigmaP3761To anesthetize mice.
Pentobarbital sodiumSigma57-33-0To anesthetize the mouse.
Peristaltic pumpLongerBT100-1FA device used for perfusion
Polyformaldehyde Sangon BiotechA500684-0500The main component of fixative solution for fixation of mouse brains 
PtCl4Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd.13454-96-1Preparation for gold plating liquid.
SalineGuangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.N/ATo clean the mouse's skull.
Silver wireSuzhou Xinye Electronics Co., Ltd.2 mm diameterApplying for ground and reference electrodes.
Skull drillRWD Life Science78001To drill carefully two small holes on mouse's skull.
Stainless steel screwsYOUXIN Electronic Co., Ltd.M0.8 x 2To protect the micro-drive system and link the ground and reference electrodes.
Stereotaxic apparatusRWD Life Science68513To perform the stereotaxic coordinates of bilateral motor cortex.
SucroseDamao57-50-1To dehydrate the mouse brains  after perfusion.
Super glueHenkel AG & Co.PSK5CTo fix the guide tube and Ni-chrome wire.
Temperature controllerHarvard ApparatusTCAT-2To maintain mouse's rectal temperature at 37°C
Tetracycline eye ointmentGuangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.N/ATo protect the mouse's eyes during surgery.
ThreadRapalaN/ATo link ballon and headstage.
VaselineUnilever plcN/ATo cover the gap between electrode arrays and mouse's skull.

References

  1. Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).
  2. Singer, W.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

LFPs MC

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved