وأيد هذا العمل من قبل وNSERC AHFMR. الكتاب مريم أشكر Alaverdashvili وأماندا Mauthe قدورة ، للتعليق على المخطوطة ويامازاكي Hiroe للمساعدة على التحضير لعملية جراحية.

1. التحضير لعملية جراحية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الفئران مع نوع المناسبة وجرعة من المسكنات. هنا نستخدم يوريتان (1.5 جم / كجم ، سيغما الدريخ شركة ، وسانت لويس ، MO) -- سوف أعد حل 20 ٪ من 20 غراما من تمييع يوريتان في 100 مل من الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) أي حيوان تتلقى 7.5 مل / كغم من يوريتان حل intraperitonealy (IP). بسبب منحنى الجرعة والاستجابة لها ، يتم تقسيم الجرعة الإجمالية إلى أربعة يوريتان في التطبيقات ، مفصولة كل 30 دقيقة تقريبا. قبل التطبيقات الأولين من يوريتان ، مع تخدير الحيوان isoflurane تديرها بتركيز 3-4 ٪ (الأوكسجين في 2 لتر في الدقيقة الواحدة) ، وحافظت على 2 ٪ (الأكسجين تصل إلى 2 لتر في الدقيقة) لمنع الحيوانات من وشدد الحصول عن طريق الحقن. أثناء الجراحة ، يمكن استخدام إدارة إضافية من isofluorane (تركيز 2 ٪ لمدة 2 دقيقة) إذا لزم الأمر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حلق الفراء على طول موقع الشق (الجانب الظهري للرأس) لضمانوالفراء وسوف لن تلوث الجرح والتي يمكن تطهير منطقة كافية حول موقع شق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحضير موقع الجراحة باستخدام اليود antiseptically العضوي أو الكلورهيكسيدين الصابون والمطهرات (الايثانول). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد تحقيقات السيليكون (NeuroNexus تكنولوجيز ، آن آربر ، MI). ويمكن تطهيرها باستخدام مسابر الايثانول 70 ٪ تليها الشطف بالماء المقطر. إذا لزم الأمر ، يمكن رسمها تحقيقات مع علامة فلوري أعد antiseptically (على سبيل المثال أنا الصبغ ، Invitrogen شركاه) ، لتكشف في وقت لاحق موقف لجنة التحقيق في التحليل النسيجي. للقيام بذلك نستخدم فرشاة الدهان الصغيرة والناعمة جدا واللمس بدقة الجزء الخلفي من السيليكون التحقيق مع الصبغة. وينبغي دائما أن يتم هذا الإجراء خلال المجهر للتأكد من عدم التحقيق التلف أو منحنية. الاختيار دائما للتأكد من أن الصبغة لا يحظر أي من القنوات. يمكن أن يكون أي صبغة المتبقية الأيسر على تحقيق إزالتها في وقت لاحق مع الكحول ، تليها الشطف بالماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السيليكون electrodوفاق الرعاية : ونظرا لصغر حجمها ، السيليكون تحقيقات حساسة للغاية وعرضة للكسر حتى عند استخدامه مع رعاية كبيرة. وبالتالي ، فإننا نوصي رصد المخاطر المحتملة في كل الأوقات ، مثل : (ط) حافظ على تحقيقات في خانة معينة بشكل مناسب ، (ب) منع تحطمها أو إسقاط تحقيقات عند التعامل معها ، (ج) تأكد من أن يتم إصلاح جيدا المتلاعبين التجسيمي لمنع أي حوادث ، (د) عند التسجيل ، والأنسجة المحيطة و / أو الدم يمكن أن نعلق على التحقيقات. ولذلك ، فمن المهم أيضا أن نكون حذرين عند إزالة التحقيقات بعد التسجيل. باستخدام تدفق مستمر من محلول ملحي أو برنامج تلفزيوني ينصح بشدة ، (ت) نظيفة دائما تحقيقات بعد التسجيل. لتنظيف التحقيقات ، فمن المستحسن أن يغرق منهم في نظافة الأنزيمية السائل (بوسطن ، بوش ولومب) لبضع دقائق. شطف دائما تحقيقات مع الماء المقطر وإعادتها إلى مربع تفانيهم. في تجربتنا ، والرعاية الكافية للتحقيقات السيليكون يضمنالتسجيلات ذات نوعية جيدة لأكثر من 10 تجربة. إذا كانت قناة &quot;يحصل صاخبة&#39; أثناء الاستخدام ، ينبغي استبعادها من تحليلات لاحقة. لقد وجدنا أن عبر الحديث بين القنوات هو الحد الأدنى ، ولذلك فإن القناة الصاخبة عادة تأثير قليل جدا على الإشارات في القنوات الأخرى. </li></ol> 2. عملية جراحية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق مرهم العين على سطح العين قبل أي تلاعب الجراحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدارة ديكساميتازون 5 ملغ / مل تحت الجلد للحد من التهاب الدماغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إصلاح الإطار الحيوانية في جميع أنحاء التجسيمي جراحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدارة يدوكائين 2 ٪ مع حمض الهيدروكلوريك ادرينالين (2-4 مغ / كغ المخفف لمحلول 0.5 ٪) تحت الجلد في موقع شق قبل أن يتم إجراء شق للحد من المخاطر المحتملة من نزيف الجرح ولتخدير موضعي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل شق 2 سم عن طريق خط الوسط فروة الرأس والجلد تهجير أفقيا لفضح سطح الجمجمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مسح فروة الرأس من اللفافة الظهرية بالتسليخ الكليل والسيطرةالنزيف بواسطة microcautery أو باستخدام الشمع العظام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل حفر ثقوب اثنين إلى نعلق مسامير صغيرة في العظم القذالي من الجمجمة لأسس ومرجعية الحيوانية. يجب أن تكون الإشارة المسمار في اتصال مع الجافية. من أجل الحد من الضجيج الكهربائي خلال التسجيلات ، فمن المستحسن أن تبقي مسامير الرطب في جميع الأوقات. للقيام بذلك ، يمكن بناء الجدار الصغيرة المحيطة الاكريليك المسامير أو يمكن تغطية مسامير مع آغار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل مم 1-2 حج القحف في الإحداثيات المقابلة لمنطقة القشرية و / أو تحت القشرية (ق) من القروض 5. استخدام الهواء المضغوط لإزالة الغبار العظم حسب الحاجة خلال حج القحف (حفر حفرة). منع الجمجمة الاحماء من الحفر عن طريق تطبيق قطرات من برنامج تلفزيوني. جعل حج القحف الثاني إذا هناك حاجة لادخال لجنة التحقيق الثانية. في هذا الفيديو ، ونحن نقدم لتسجيل اثنين من المناطق القشرية في وقت واحد ، وعليه فإن صنع هدفين craniotomies. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بناء حاجز صغير من راتنج الأكريليك (على سبيل المثال : لانج الأسنانالصناعة التحويلية ، شركة ، شركة ، Wheeting ، IL) المحيطة craniotomies اثنين في أجل الحفاظ على برنامج تلفزيوني على رأس الجافية المكشوفة ، ومنعها من الجفاف. تطبيق برنامج تلفزيوني باستمرار خلال التجربة بأكملها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح هذه المسألة من كلا craniotomies الجافية. ويمكن استخدام اثنين من الإبر (30 ½ قياس) محني على نصائح (تشكيل هوك) ، لهذا التلاعب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق موصل للتحقيقات السيليكون إلى manipulatiors التجسيمي. وترد وصلات إلى القطب من أجل الحصول على السيقان من تحقيقات موازية تماما لتتلاعب التجسيمي. هذا أمر بالغ الأهمية للحفاظ على التسجيلات مستقرة وتجنب الضرر التحقيق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط المسمار اشارة الى المرجع السيليكون دبوس التحقيق. للحد من الضوضاء الكهربائية مسامير الأرض يجب أن تكون متصلا : ط) في الميدان من سد العجز التحقيق ؛ الثاني) الأرض الشاسيه من جهاز تسجيل ، والثالث) الإطار التجسيمي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان غيض من تحقيقات السيليكون فقط في اتصال مع الحنون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أعرض ببطء عشرتحقيقات السيليكون الإلكترونية وتأكد من أنه يمكن إدراج السيقان للتحقيقات السيليكون (الشكل 1 و 2) في الدماغ من دون مقاومة أو الانحناء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انخفاض بعناية حتى تصل التحقيقات المطلوبة منطقة التسجيل. إذا لزم الأمر ، إضافة قطرات من برنامج تلفزيوني على رأس craniotomies لتجنب جفاف الأنسجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يجب فقط لأن التخدير يوريتان تستعمل لإجراءات المحطة ، هو الموت الرحيم للحيوان عن طريق حقن الملكية الفكرية على الأقل من الصوديوم 200mg/kg بنتوباربيتال المخفف لتركيز ما لا يزيد عن 60 ملغ / مل. ويتبع ذلك عن طريق قطع الرأس من الحيوان. </li></ol> 3. ممثل النتائج : موضحة التسجيلات ممثل امكانات الحقل المحلية والنشاط المتصاعد في الشكل 3A. بعد أداء ارتفاع الفرز (التمييز النابعة من المسامير الخلايا العصبية المختلفة ؛ الشكل 3B ، C ، 6 ، 7 ، 8) السيليكون تسجيلات التحقيق توفير القدرة على التحقيق في نشاط الخلايا العصبية في السكان المعنيين ، وأنااونج الأخرى ، والعمليات التالية : الذاكرة واتخاذ القرارات 9 ، 10 اللدونة ، التحفيز الترميز 11 ، 12 النشاط العفوي والآثار من مختلف انواع المخدرات 13. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig1.jpg" /> الشكل 1. تم تركيب ألف مثال لتحقيق السيليكون مع ساق واحد على المونتاج بناؤها من الخلايا العصبية (المجاملة ساكاتا S. 14). باء مثال على التحقيق مع تكوين tetrode في كل من السيقان 8. جيم تخطيطي لل فأر في الجمجمة. المربعات الخضراء تمثل مدى حج القحف على القشرة الحسية الجسدية اليمين واليسار. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig2.jpg" /> الشكل 2. مثال على التجربة مع تحقيقات السيليكون إدراجها في قشرة الفص الجبهي والحصين. قطرات من برنامج تلفزيوني تغطية حج القحف لحماية ر يتعرضالعين من الجفاف. وسيتم ربط اثنين من المسامير الموجودة على أرض الواقع والمخيخ إلى مرجع ، على التوالي. <img alt="الشكل 3" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig3.jpg" /> الشكل 3. ألف صورة تظهر 500ms من تسجيل الكهربية ممثل الميدانية المحتملة المحلي (LFP) من أحد tetrode (ملاحظة : يتم رسم الجهد سلبية حتى على تنسيق). ويبين إدراج -- أ الموجي من ارتفاع باء ثنائي الأبعاد آراء الكتل وحدة في الفضاء ميزة من 1 tetrode. ويمثل كل مجموعة من المسامير وحدة واحدة (الخلايا العصبية). جيم ارتفاع متوسط ​​الطول الموجي من وحدات ممثل (لون مشفرة) في كل موقع من المواقع من تسجيل four tetrode واحد. D. الموجي الطاقة (المرتبطة السعة) من المسامير المسجلة على مر الزمن . لاحظ قيم ثابتة نسبيا الطاقة لكل وحدة ، وهذا يشير إلى وجود تسجيل مستقر خلال مدة الفترة المعروضة.

<ol>
	<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat. Neurosci. 7, 446-451 (2004).</li><li>Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+neurotechnologies+for+chronic+neural+interfaces:+new+horizons+and+clinical+opportunities.">Advanced neurotechnologies for chronic neural interfaces: new horizons and clinical opportunities.</a> J. Neurosci. 28, 11830-11838 (2008).</li><li>Csicsvari, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Massively+parallel+recording+of+unit+and+local+field+potentials+with+silicon-based+electrodes.">Massively parallel recording of unit and local field potentials with silicon-based electrodes.</a> J. Neurophysiol. 90, 1314-1323 (2003).</li><li>Bartho, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+neocortical+principal+cells+and+interneurons+by+network+interactions+and+extracellular+features.">Characterization of neocortical principal cells and interneurons by network interactions and extracellular features.</a> J. Neurophysiol. 92, 600-608 (2004).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The rat brain: in stereotaxic coordinates. , (1998).</li><li>Lewicki, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+methods+for+spike+sorting:+the+detection+and+classification+of+neural+action+potentials.">A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural action potentials.</a> Network. 9, R53-R78 (1998).</li><li>Harris, K. D., Henze, D. A., Csicsvari, J., Hirase, H., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements.">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).</li><li>Luczak, A., Narayanan, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+representation--analyzing+single-unit+activity+in+extracellularly+recorded+neuronal+data+without+spike+sorting.">Spectral representation--analyzing single-unit activity in extracellularly recorded neuronal data without spike sorting.</a> J. Neurosci. Methods. 144, 53-61 (2005).</li><li>Pastalkova, E., Itskov, V., Amarasingham, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internally+generated+cell+assembly+sequences+in+the+rat+hippocampus.">Internally generated cell assembly sequences in the rat hippocampus.</a> Science. 321, 1322-1327 (2008).</li><li>Fujisawa, S., Amarasingham, A., Harrison, M. T., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavior-dependent+short-term+assembly+dynamics+in+the+medial+prefrontal+cortex.">Behavior-dependent short-term assembly dynamics in the medial prefrontal cortex.</a> Nat Neurosci. 11, 823-833 (2008).</li><li>Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+do+neurons+work+together?+Lessons+from+auditory+cortex.">How do neurons work together? Lessons from auditory cortex.</a> Hear. Res. 271, 37-53 (2011).</li><li>Luczak, A., Bartho, P., Marguet, S. L., Buzsaki, G., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+structure+of+neocortical+spontaneous+activity+in+vivo.">Sequential structure of neocortical spontaneous activity in vivo.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 347-352 (2007).</li><li>Robbe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cannabinoids+reveal+importance+of+spike+timing+coordination+in+hippocampal+function.">Cannabinoids reveal importance of spike timing coordination in hippocampal function.</a> Nat. Neurosci. 9, 1526-1533 (2006).</li><li>Sakata, S., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laminar+structure+of+spontaneous+and+sensory-evoked+population+activity+in+auditory+cortex.">Laminar structure of spontaneous and sensory-evoked population activity in auditory cortex.</a> Neuron. 64, 404-418 (2009).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

هذه الورقة يوضح كيفية استخدام صفائف الكهربائي السيليكون لسجل من عدد كبير من الخلايا العصبية (&gt; 100) في مناطق متعددة في وقت واحد القشرية. من أجل أن تكون ناجحة في جراحة وتسجيل ، ينبغي النظر في المسائل التالية : <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مقدمة للتحقيقات إلى المنطقة المرغوبة : عند إدراج تحقيقات في أنسجة المخ ، فمن الممكن أن يسبب ضررا كبيرا. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تدني نوعية الوحدات المسجلة. لتجنب هذه المشكلة ونحن نوصي بما يلي : (ط) وضع التحقيقات في زاوية درجة معينة (وأوصت لاستخدام زاوية 10 درجة). من خلال ذلك ، يمكن تقليل الاضرار التي تلحق شجيري من الخلايا العصبية المسجلة ، (ب) بعد أن يتم إدخال المجسات في أنسجة المخ ، وخفضت في البداية انهم بمعدل أسرع (بحوالي 50 إلى 100 ميكرون في 10-30 ثانية) حتى يحصلوا على أقرب إلى المنطقة المرغوبة للتسجيل. عندما تحقيقات ما يزيد عن 200 ميكرون من المنطقة المستهدفة ، ويتم ضبط الموقف ببطء أكثر (تقريباimately 10 ميكرون كل دقيقة 2 أو 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استقرار التسجيلات : عندما تحقيقات في المنطقة المعينة ويتم الكشف عن نشاط واسع (طفرات متميزة في معظم القنوات) ، فمن المستحسن أن تنتظر حوالي 30 دقيقة قبل بدء التسجيل. هذا سيسمح لتحقيق الاستقرار في أنسجة الدماغ ميكانيكيا بعد الإدراج تحقيقات وضمان تسجيل أكثر استقرارا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نبض الدماغ : في بعض الأحيان من الممكن أن نرى نبض الدماغ التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من جودة التسجيل. ويمكن لحج القحف الصغيرة (مساحة كافية فقط لتتناسب مع لجنة التحقيق) الحد من نبض الدماغ في منطقة التسجيل. إذا لزم الأمر ، يمكن بثقب صهريج ماجنا. هذا يقلل من ضغط السائل النخاعي ويقلل التورم ونبض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السيليكون التحقيق التكوين : تحقيقات السيليكون يمكن أن يكون لها مجموعة متنوعة من الأشكال والتكوينات موقع التسجيل. على سبيل المثال ، يمكن أن تختلف في عدد السيقان ، وطول وسمك السيقان ، وفيترتيب المواقع تسجيل (مثل التكوين مقابل tetrode الخطية ، انظر : www.neuronexustech.com). اختيار التحقيق المستخدمة مع تكوين محدد يعتمد على مسألة علمية تحتاج إلى إجابة. على سبيل المثال ، إذا كان الهدف من ذلك هو لتسجيل السكان من الخلايا العصبية في مواقع متعددة في طبقة واحدة محددة (كما وردت في هذه التسجيلات) ، فإن أفضل خيار هو استخدام التحقيق مع ثمانية من السيقان وتكوين tetrode. وهذا يسمح للتسجيلات واحدة من وحدات متعددة في كل tetrode وأخذ عينات من ثمانية مواقع عبر فترة 1.4mm. في مثال آخر ، اذا كان شخص ما أود أن الدراسة التوليدات النشاط عبر الطبقات القشرية ، فإن أفضل خيار هو استخدام التحقيق مع أحد عرقوب مع مواقع موزعة بانتظام على طول تسجيل عرقوب الذي يسمح بأن التسجيل في الطبقات القشرية متعددة في وقت واحد 14. </li></ol>

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td></tr><tr><td> يوريتان </td><td> سيغما الدريخ </td><td></td></tr><tr><td> المؤسسة العامة لتحلية العازلة الفوسفات (PBS) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Isoflurane </td><td> بينسون </td><td> 02241315 </td></tr><tr><td> السيليكون تحقيقات </td><td> NeuroNexus تكنولوجيز </td><td> A X 4 2 -- تيت -- 5mm -- 150 -- 200-312 </td></tr><tr><td> صبغ الأول (DiIC 18 (3)) </td><td> شركة Invitrogen </td><td> 617830 </td></tr><tr><td> ديكساميثازون 5 </td><td> Vetoquinol </td><td> 0A0640B </td></tr><tr><td> مرهم العين </td><td> Vetoquinol </td><td> 005165414 </td></tr><tr><td> يدوكائين 2 ٪ مع حمض الهيدروكلوريك ادرينالين </td><td> Bimeda - MTC </td><td> 00141984 </td></tr><tr><td> التجسيمي الثانية </td><td> KOPF الآلات </td><td> 1430 - B </td></tr><tr><td> مناور الكهربائي وحامل </td><td> KOPF الآلات </td><td> 960 </td></tr><tr><td> الفئران الأذن القضبان </td><td> KOPF الآلات </td><td> 1955 </td></tr><tr><td> فأر محول </td><td> KOPF الآلات </td><td> 920 </td></tr><tr><td> قناع التخدير </td><td> KOPF الآلات </td><td> 906 </td></tr><tr><td> مشرط </td><td> الآلات الجراحية Roboz </td><td> RS - 9843 </td></tr><tr><td> شفرات المشرط </td><td> نموذجا </td><td> 0086 </td></tr><tr><td> مقص تشريح الصغرى </td><td> الآلات الجراحية Roboz </td><td> RS - 5910 </td></tr><tr><td> مسامير </td><td> Pasteners جولد المحدودة </td><td> 14084701 </td></tr><tr><td> ملقط مرقئ </td><td> سلبالآلات الجراحية أوقية </td><td> RS - 7130 RS - 7211 </td></tr><tr><td> 30 ½ الإبر قياس </td><td> بيكتون ديكنسون ، </td><td> 305115 </td></tr><tr><td> Micromotor السيطرة </td><td> Foredom </td><td> HP4 - 917 </td></tr><tr><td> ملقط التشريح </td><td> الآلات الجراحية Roboz </td><td> RS - 5237 </td></tr><tr><td> شمع العظم </td><td> Lukens </td><td> M263500 </td></tr><tr><td> زجاجة الهواء المضغوط </td><td> الصقر سلامة المنتجات ، وشركة </td><td> 50 - 10521C </td></tr><tr><td> الأنزيمية الأنظف </td><td> بوسطن ، بوش ولومب </td><td> BAUSCH497628 </td></tr><tr><td> الماء المقطر </td><td></td><td></td></tr><tr><td> الاكريليك مسحوق الأسنان </td><td> بلغات الأسنان </td><td> 1220 </td></tr><tr><td> الاكريليك السائل الأسنان </td><td> بلغات الأسنان </td><td> 1404 </td> &lt;/ TR&gt; <tr><td> نظام رقمي لينكس SX </td><td> شركة Neuralynx </td><td> 4SX - Z400 </td></tr><tr><td> Cheeta Softwere </td><td> شركة Neuralynx </td><td></td></tr><tr><td> التمساح الكابلات </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat

التسجيلات الكهربية كبيرة الحجم من الفرق العصبية تتيح الفرصة لمعرفة كيف ينظم الدماغ على تشكيلة واسعة من السلوكيات الناتجة عن نشاط الخلايا العصبية في ارتفاعه. أحد الأساليب الأكثر فعالية لمراقبة النشاط المتصاعد من عدد كبير من الخلايا العصبية في دوائر متعددة في وقت واحد العصبية المحلية باستخدام صفائف الكهربائي السيليكون 1-3. امكانات انتاج عمل تغييرات كبيرة الجهد عبر الغشاء في محيط somata الخلية. ويمكن قياس هذه الإشارات الانتاج من خلال وضع موصل على مقربة من الخلايا العصبية. إذا كان هناك العديد من النشطة (ارتفاعه) الخلايا العصبية في المناطق القريبة من الحافة ، القطب السجلات إشارة المشترك من كل منهم ، حيث من المرجح مساهمة عصبون واحد ل &#39;المسافة الكهربائية لعملائها. تحقيقات السيليكون هي مثالية لأقطاب تسجيل رصد الخلايا العصبية متعددة بسبب وجود عدد كبير من المواقع تسجيل (+64) والحجم الصغير. Furthermoإعادة ، ويمكن ترتيب عدة مواقع على مسافة ملليمترات ، وبالتالي السماح للتسجيلات المتزامن للنشاط الخلايا العصبية في الطبقات القشرية المختلفة أو في أعمدة متعددة القشرية (الشكل 1). الأهم من ذلك ، على توزيع دقيق هندسيا من المواقع تسجيل يسمح أيضا لتحديد العلاقة المكانية من 4 الخلايا العصبية واحدة معزولة. هنا ، نحن تصف حادة ، على نطاق واسع تسجيل العصبية من القشرة الحسية الجسدية اليسار واليمين في وقت واحد forelimb تخدير الفئران مع تحقيقات السيليكون (الشكل 2).

Watch this Scientific Journal Video about Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat at JoVE.com

Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

وسيتم وصف التسجيلات خارج الخلية من نشاط الخلايا العصبية باستخدام مسابر السيليكون في الفئران تخدير. هذه التقنية تتيح الحصول على معلومات في مناطق متعددة من الدماغ أكثر من 100 خلية عصبية في نفس الوقت. ويوفر المعلومات مع قرار خلية واحدة عن الفرق العصبية المحركة في الدوائر المحلية متعددة.

تسجيل على نطاق واسع اطقم متعلق بالخلايا العصبية مع مجسات للسيليكون في الجرذ خدر

Large scale electrophysiological recordings from neuronal ensembles offer the opportunity to investigate how the brain orchestrates the wide variety of ...

recording-large-scale-neuronal-ensembles-with-silicon-probes

Research

JoVE Journal

Neuroscience

24.8K Views.  University of Lethbridge. وسيتم وصف التسجيلات خارج الخلية من نشاط الخلايا العصبية باستخدام مسابر السيليكون في الفئران تخدير. هذه التقنية تتيح الحصول على معلومات في مناطق متعددة من الدماغ أكثر من 100 خلية عصبية في نفس الوقت. ويوفر المعلومات مع قرار خلية واحدة عن الفرق العصبية المحركة في ال...

Video: Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

على نطاق واسع التسجيل من الخلايا العصبية بواسطة مجسات سيليكون المنقول في يتصرفون القوارض

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

نظام آلي بالكامل وذات استخدامات متعددة لاختبار متعدد الوظائف المعرفية وتسجيل أنشطة الخلايا العصبية في القوارض

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of the dendritic tree, which eventually leads to neuronal output of action potentials at the axon. The influence of diverse spatial and temporal parameters of specific synaptic input on neuronal output is currently under investigation, e.g. the distance-dependent attenuation of dendritic inputs, the location-dependent interaction of spatially segregated inputs, the influence of GABAergig inhibition on excitatory integration, linear and non-linear integration modes, and many more.
With fast micro-iontophoresis of glutamate and GABA it is possible to precisely investigate the spatial and temporal integration of glutamatergic excitation and GABAergic inhibition. Critical technical requirements are either a triggered fluorescent lamp, light-emitting diode (LED), or a two-photon scanning microscope to visualize dendritic branches without introducing significant photo-damage of the tissue. Furthermore, it is very important to have a micro-iontophoresis amplifier that allows for fast capacitance compensation of high resistance pipettes. Another crucial point is that no transmitter is involuntarily released by the pipette during the experiment.
Once established, this technique will give reliable and reproducible signals with a high neurotransmitter and location specificity. Compared to glutamate and GABA uncaging, fast iontophoresis allows using both transmitters at the same time but at very distant locations without limitation to the field of view. There are also advantages compared to focal electrical stimulation of axons: with micro-iontophoresis the location of the input site is definitely known and it is sure that only the neurotransmitter of interest is released. However it has to be considered that with micro-iontophoresis only the postsynapse is activated and presynaptic aspects of neurotransmitter release are not resolved. In this article we demonstrate how to set up micro-iontophoresis in brain slice experiments.

In this article we introduce fast micro-iontophoresis of neurotransmitters as a technique to investigate integration of postsynaptic signals with high spatial and temporal precision.

سريع الصغرى، الرحلان الشاردي من الغلوتامات وGABA: أداة مفيدة لبحث تكامل متشابك

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and awake animals. Therefore, methods allowing the manipulation of synaptic systems in awake animals are required in order to determine the contribution of synaptic inputs to neuronal processing unaffected by anesthetics. Here, we present methodology for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. By combining these procedures, we performed microiontophoretic injections of gabazine to selectively block GABAA receptors in neurons of the inferior colliculus of head-restrained mice. Gabazine successfully modified neural response properties such as the frequency response area and stimulus-specific adaptation. Thus, we demonstrate that our methods are suitable for recording single-unit activity and for dissecting the role of specific neurotransmitter receptors in auditory processing.
The main limitation of the described procedure is the relatively short recording time (~3 hr), which is determined by the level of habituation of the animal to the recording sessions. On the other hand, multiple recording sessions can be performed in the same animal. The advantage of this technique over other experimental procedures used to manipulate the level of neurotransmission or neuromodulation (such as systemic injections or the use of optogenetic models), is that the drug effect is confined to the local synaptic inputs to the target neuron. In addition, the custom-manufacture of electrodes allows adjustment of specific parameters according to the neural structure and type of neuron of interest (such as the tip resistance for improving the signal-to-noise ratio of the recordings).

We present methods for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. This technique allows the detailed analysis of putative local synaptic inputs to the neuron of interest.

خارج الخلية تسجيل النشاط العصبية جنبا إلى جنب مع Microiontophoretic تطبيق المواد Neuroactive في الفئران مستيقظا

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the electrical responses of the retina to light stimulation, while the VEP measures the corresponding functional integrity of the visual pathways from the retina to the primary visual cortex following the same light event. The ERG waveform can be broken down into components that reflect responses from different retinal neuronal and glial cell classes. The early components of the VEP waveform represent the integrity of the optic nerve and higher cortical centers. These recordings can be conducted in isolation or together, depending on the application. The methodology described in this paper allows simultaneous assessment of retinal and cortical visual evoked electrophysiology from both eyes and both hemispheres. This is a useful way to more comprehensively assess retinal function and the upstream effects that changes in retinal function can have on visual evoked cortical function.

This protocol describes simultaneous measurement of electroretinogram and visual evoked potentials in anesthetized rats.

تسجيل وقت واحد من تخطيط كهربية الشبكية والإمكانيات البصرية مستدعى في الفئران تخدير

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Implantation of Chronic Silicon Probes and Recording of Hippocampal Place Cells in an Enriched Treadmill Apparatus

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced electrodes for large-scale electrophysiological recording of neuronal activity, but the procedures for their chronic implantation are still underdeveloped. The activity of hippocampal place cells is known to correlate with an animal&#39;s position in the environment, but the underlying mechanisms are still unclear. To investigate place cells, here we describe a set of techniques which range from the fabrication of devices for chronic silicon probe implants to the monitoring of place field activity in a cue-enriched treadmill apparatus. A micro-drive and a hat are built by fitting and fastening together 3D-printed plastic parts. A silicon probe is mounted on the micro-drive, cleaned, and coated with dye. A first surgery is performed to fix the hat on the skull of a mouse. Small landmarks are fabricated and attached to the belt of a treadmill. The mouse is trained to run head-fixed on the treadmill. A second surgery is performed to implant the silicon probe in the hippocampus, following which broadband electrophysiological signals are recorded. Finally, the silicon probe is recovered and cleaned for reuse. The analysis of place cell activity in the treadmill reveals a diversity of place field mechanisms, outlining the benefit of the approach.

We describe the diverse steps to implant chronic silicon probes and to record place cells in mice that are running head-fixed on a cue-enriched treadmill apparatus.

غرس المسابير السليكون المزمنة وتسجيل مكان هيبوكامبال الخلايا في جهاز مخصب المطحنة

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a closed-loop event-triggered manner. Although many studies are focusing on the possible benefits and side-effects of TES in healthy and pathologic brains, there are still many fundamental open questions regarding the mechanism of action of the stimulation. Therefore, there is a clear need for a robust and reproducible method to test the acute and the chronic effects of TES in rodents. TES can be combined with regular behavioral, electrophysiological, and imaging techniques to investigate neuronal networks in vivo. The implantation of transcranial stimulation electrodes does not impose extra constraints on the experimental design while it offers a versatile, flexible tool to manipulate brain activity. Here we provide a detailed, step-by-step protocol to fabricate and implant transcranial stimulation electrodes to influence brain activity in a temporally constrained manner for months.

This detailed protocol describes transcranial stimulation electrode placement on the temporal bone in order to investigate the short- and long-term effects of transcranial electrical stimulation in freely moving rats.

التحفيز الكهربائي Transcranial المزمن وتسجيل إينتراكورتيكال في الفئران

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems neuroscience. One key component of this technique consists of the precise placement of multiple electrodes into desired brain regions and the maintenance of their stability. Here, we describe a protocol for the construction of a 3D-printable hyperdrive, which includes eighteen independently adjustable tetrodes, and is specifically designed for in vivo extracellular neural recording in freely behaving rats. The tetrodes attached to the microdrives can either be individually advanced into multiple brain regions along the track, or can be used to place an array of electrodes into a smaller area. The multiple tetrodes allow for simultaneous examination of action potentials from dozens of individual neurons, as well as local field potentials from populations of neurons in the brain during active behavior. In addition, the design provides for simpler 3D drafting software that can easily be modified for differing experimental needs.

We present the construction of a 3D-printable hyperdrive with eighteen independently adjustable tetrodes. The hyperdrive is designed to record brain activity in freely behaving rats over a period of several weeks.

بناء Hyperdrive تيترودي متعددة محسنة لتسجيل العصبية على نطاق واسع في التصرف الفئران

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

Large-scale Three-dimensional Imaging of Cellular Organization in the Mouse Neocortex

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical properties, synaptic connections, and in vivo functions, but their basic functional and anatomical organization from cellular to network scale is poorly understood. Here we describe a method for the three-dimensional imaging of fluorescently-labeled neurons across large areas of the brain for the investigation of the cortical cellular organization. Specific types of neurons are labeled by the injection of fluorescent retrograde neuronal tracers or expression of fluorescent proteins in transgenic mice. Block brain samples, e.g., a hemisphere, are prepared after fixation, made transparent with tissue clearing methods, and subjected to fluorescent immunolabeling of the specific cell types. Large areas are scanned using confocal or two-photon microscopes equipped with large working distance objectives and motorized stages. This method can resolve the periodic organization of the cell type-specific microcolumn functional modules in the mouse neocortex. The procedure can be useful for the study of three-dimensional cellular architecture in the diverse brain areas and other complex tissues.

Here we describe a procedure for tissue clearing, fluorescent labeling, and large-scale imaging of mouse brain tissue which, thereby, enables visualization of the three-dimensional organization of cell types in the neocortex.

تصوير ثلاثي الأبعاد على نطاق واسع من المنظمة الخلوية في اللحاء الجديد الماوس

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical ...

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, conventional microdrive designs often only allow use of one type of electrode to record from single or multiple regions, limiting the yield of single-unit or depth profile recordings. It also often limits the ability to combine electrode recordings with optogenetic tools to target pathway and/or cell type specific activity. Presented here is a hybrid microdrive array for freely moving mice to optimize yield and a description of its fabrication and reuse of the microdrive array. The current design employs nine tetrodes and one opto-silicon probe implanted in two different brain areas simultaneously in freely moving mice. The tetrodes and the opto-silicon probe are independently adjustable along the dorsoventral axis in the brain to maximize the yield of unit and oscillatory activities. This microdrive array also incorporates a set-up for light, mediating optogenetic manipulation to investigate the regional- or cell type-specific responses and functions of long-range neural circuits. In addition, the opto-silicon probe can be safely recovered and reused after each experiment. Because the microdrive array consists of 3D-printed parts, the design of microdrives can be easily modified to accommodate various settings. First described is the design of the microdrive array and how to attach the optical fiber to a silicon probe for optogenetics experiments, followed by fabrication of the tetrode bundle and implantation of the array into a mouse brain. The recording of local field potentials and unit spiking combined with optogenetic stimulation also demonstrate feasibility of the microdrive array system in freely moving mice.

This protocol describes the construction of a hybrid microdrive array that allows implantation of nine independently adjustable tetrodes and one adjustable opto-silicon probe in two brain regions in freely moving mice. Also demonstrated is a method for safely recovering and reusing the opto-silicon probe for multiple purposes.

نظام Microdrive الهجين مع مسبار أوبتو السيليكون القابل ة للاسترداد وTetrode لتسجيل الكثافة العالية في الموقع المزدوج في الفئران المتحركة بحرية

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, ...