Der TD Drive: ein parametrisches Open-Source-Implantat für mehrflächige elektrophysiologische Aufzeichnungen bei sich verhaltenden und schlafenden Ratten

Unser Forschungsziel ist es, die neuronalen Mechanismen, die der Gedächtnisverarbeitung zugrunde liegen, besser zu verstehen, insbesondere die Wechselwirkungen zwischen bestimmten Hirnregionen in Echtzeit zu verschiedenen Lernzeitpunkten und auch während des Schlafs zu untersuchen. In diesem Zusammenhang haben wir hier ein neuartiges Antriebsimplantat entwickelt, das es uns ermöglicht, die neuronale Aktivität gleichzeitig über mehrere Gehirnregionen hinweg bei frei beweglichen Ratten während der Aufgaben- und Ruhephasen zu betrachten. Um die Gehirnaktivität von sich verhaltenden Tieren aufzuzeichnen, verwenden Forscher häufig selbst hergestellte komplexe Implantate mit Dutzenden von einzeln beweglichen Drahtelektroden.

Die erfolgreiche Verwendung und Implantation dieser Geräte kann jedoch jahrelanges Training erfordern. Unser Antrieb ist einfach zu bauen und erfordert keine fachkundigen Hände, was diese Art der Forschung zugänglicher macht. Der TD-Antrieb wurde auf der Grundlage von drei Ideen entwickelt, die ihn von anderen komplexen Konstruktionen abheben.

Es sollte die bilaterale Aufzeichnung mehrerer Gehirnareale ermöglichen, relativ einfach und schnell zu bauen sein, und Forscher sollten in der Lage sein, das Design selbst anzupassen, ohne fortgeschrittene Kenntnisse im 3D-Design haben zu müssen. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie verschiedene Gehirnregionen miteinander interagieren, wenn Nagetiere einfache und komplexe Verhaltensaufgaben ausführen. Wie wirken sich Lernen und verschiedene Medikamente auf diese Wechselwirkungen zwischen Gehirnregionen während des Schlafs aus, und wie hängen diese Wechselwirkungen während des Schlafs mit der Gedächtnisleistung zusammen?