Electrofisiología de la actividad cortical laminar en el tití común

Resumen

Los microaccionamientos personalizados permiten la focalización submilimétrica de los sitios de registro cortical con matrices de silicio lineales.

Resumen

El mono tití proporciona un modelo ideal para examinar circuitos corticales laminares debido a su superficie cortical lisa, que facilita las grabaciones con matrices lineales. El tití ha crecido recientemente en popularidad debido a su organización funcional neuronal similar a la de otros primates y sus ventajas técnicas para el registro y la obtención de imágenes. Sin embargo, la neurofisiología en este modelo plantea algunos desafíos únicos debido al pequeño tamaño y la falta de circunvoluciones como puntos de referencia anatómicos. Mediante el uso de microunidades personalizadas, los investigadores pueden manipular la colocación de matrices lineales con una precisión submilimétrica y grabar de forma fiable en la misma ubicación retinotópica durante los días de grabación. Este protocolo describe la construcción paso a paso del sistema de posicionamiento de microaccionamiento y la técnica de registro neurofisiológico con guías de electrodos lineales de silicio. Con un control preciso de la colocación de los electrodos en las sesiones de grabación, los investigadores pueden atravesar fácilmente la corteza para identificar áreas de interés en función de su organización retinotópica y las propiedades de sintonización de las neuronas registradas. Además, utilizando este sistema de electrodos de matriz laminar, es posible aplicar un análisis de densidad de fuente de corriente (CSD) para determinar la profundidad de registro de las neuronas individuales. Este protocolo también muestra ejemplos de grabaciones laminares, incluidas las formas de onda de pico aisladas en Kilosort, que abarcan múltiples canales en las matrices.

Introducción

El tití común (Callithrix jacchus) ha crecido rápidamente en popularidad como modelo para estudiar la función cerebral en los últimos años. Esta creciente popularidad se debe a la accesibilidad de la corteza lisa del tití, las similitudes en la organización funcional neuronal con los humanos y otros primates, y el pequeño tamaño y la rápida tasa de reproducción¹. A medida que este organismo modelo ha crecido en popularidad, ha habido un rápido desarrollo de las técnicas neurofisiológicas adecuadas para su uso en el cerebro del tití. Los métodos de electrofisiología se utilizan ampliamente en neurociencia para estudiar la actividad de n....

Protocolo

Los procedimientos experimentales siguieron la Guía de los Institutos Nacionales de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio. Los protocolos para los procedimientos experimentales y conductuales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad de Rochester.

1. Construcción del microaccionamiento que contiene el electrodo para el registro (Figura 1)

NOTA: Las etapas X-Y personalizadas que contienen matrices de silicio lineal multicanal permiten una orientación submilimétrica de los sitios de grabación.

Discusión

Actualmente se dispone de varios métodos (por ejemplo, crónicos, semicrónicos, agudos) para realizar experimentos de neurofisiología en primates no humanos. El tití común plantea desafíos únicos para los experimentos de neurofisiología debido a su pequeño tamaño y a la falta de circunvoluciones como puntos de referencia anatómicos. Esto requiere que los investigadores utilicen puntos de referencia neurofisiológicos, como la retinotopía y las propiedades de ajuste de las áreas de interés, para identificar .......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
1/4 Hp burr drill bit	McMaster & Carr	Cat# 43035A32	Carbide Bur with 1/4" Shank Diameter, Rounded Cylinder Head, trade Number SC-1, single Cut(https://www.mcmaster.com/products/bur-bits/burs-7/?s=1%2F4%22+bur+bits)
1x1mm Crist Grid	Crist Instruments	1 mm x 1 mm Grid	https://www.cristinstrument.com/products/implant-intro/grids
91% isopropyl alcohol	Medline	N/A	https://www.medline.com/product/Medline-Isopropyl-Rubbing-Alcohol/Bulk-Alcohol/Z05-PF03807?question=91%25%20isopropyl%20alcohol
Acquisition Board	Open-Ephys	N/A	https://open-ephys.org/acquisition-system/eux9baf6a5s8tid06hk1mw5aafjdz1
Bacitracin Ointment	Medline: Cosette Pharmaceuticals Inc	N/A	https://www.medline.com/product/Bacitracin-Ointment/Antibiotics/Z05-PF86957?question=bacitr
Blunt straight Forceps	Medline	N/A	https://www.medline.com/category/Central-Sterile/Surgical-Instruments/Forceps/Z05-CA16_02_20/products
Bone wax	Medline	ETHW31G	https://www.medline.com/product/Ethicon-Bone-Wax/Bone-Wax/Z05-PF61528?question=bonewax
C&B Metabond Quick Adhesive Cement System	Parkell, Inc.	SKU: S380	https://www.parkell.com/C-B-Metabond-Quick-Adhesive-Cement-System
Clavamox	MWI Animal Health	N/A
Contact lens solution	Bausch and lomb		Various sources available
Custom Printed 3D printed parts	ProtoLab		https://marmolab.bcs.rochester.edu/resources.html
DB25-G2 25 Pin Male Plug Port Signal Connector	Various Sources	DB25-G2 25	DB25-G2 25 Pin Male Plug Port Signal 2 Row Terminal Breakout Board Screw Nut Connector
diamond saw attachement for dremmel	Dremmel	545 Diamond Wheel	https://www.dremel.com/us/en/p/545-26150545ab
Digitizing Head-stages	Intan	RHD 32channel (Part #C3314)	https://intantech.com/RHD_headstages.html?tabSelect=RHD32ch&yPos=120.80 000305175781
EDOT	Sigma Aldrich	Product # 483028	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/483028
Helping Hands	Harbor Freight	N/A	https://www.harborfreight.com/helping-hands-60501.html
Hook Electrical Clips	Various Sources	N/A	Hook test Cable wires
Interface Cables (RHD 3-ft (0.9 m) ultra thin SPI cable)	Intan	Part #C3213	https://intantech.com/RHD_SPI_cables.html
Lab jack	Various Sources	N/A	https://www.amazon.com/Stainless-Steel-Scissor-Stand-Platform/dp/B07T8FM85H/ref=asc_df_B07T8FM85H/?tag=&linkCode=df0&hvadid=366343 827267&hvpos=&hvnetw=g&hvrand =2036619536500717246&hvpone =&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hv dvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=900 5674&hvtargid=pla-795933567991& ref=&adgrpid=71496544770&th=1
Meloxicam	MWI Animal Health	N/A
Micro-drive	Crist Instrument	3-NRMD	https://www.cristinstrument.com/products/microdrives/miniature-microdrive-3-nrmd
Multi-channel linear silicon arrays with 64 channel connector	NeuroNexus	A1x32-5mm-25-177	https://www.neuronexus.com/products/electrode-arrays/up-to-10-mm-depth/
NanoZ Omentics Adapter- 32 Channel	NeuraLynx	ADPT-NZ-N2T-32	https://neuralynx.com/hardware/adpt-nz-n2t-32
NanoZ System	Plexon	NanoZ Impedence Tester	https://plexon.com/products/nanoz-impedance-tester/
Narishige Micromanipulator	Narishige	Stereotaxic Micromanipulator	https://usa.narishige-group.com/
Open-Ephys GUI	Open-Ephys		https://open-ephys.org/
Polyimide Tubing (OD(in): 0.021 / ID(in) 0.018 )	Various Sources (Chamfr)	Chamfr Cat#HPC01895	https://chamfr.com/sellers/teleflex-medical-oem-llc/
Primate Chair	Custom made by University of Rochester Machine Shop	Designs online	https://marmolab.bcs.rochester.edu/resources.html
Poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS)	Sigma Aldrich	Product # 243051	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/243051
RHD USB Interface board	Intan	RHD2000 Evaluation Board Version 1.0	https://intantech.com/RHD_USB_interface_board.html
Silastic gel	World Precision Instuments	# KWIK-SIL	Low Toxicity Silicone Adhesive ((https://www.wpiinc.com/kwik-sil-low-toxicity-silicone-adhesive)
Slow release buprenorphine	Compounding Pharmacy
Stainless steel wire 36 gauge	McMaster & Carr	Cat# 6517K11	Round Bend-and-Stay Multipurpose 304 Stainless Steel Wire, Matte Finish, 1-Foot Long, 0.008" Diameter
Stanley 6-Piece Precision Screwdriver Set	Stanley	1.4mm flathead screwdriver	https://www.amazon.com/Stanley-Tools-6-Piece-Precision-Screwdriver/dp/B076621ZGC/ref=sr_1_3?crid=237VSK5FNFP9N&keywords= stanley+66-052&qid=1672764369&sprefix= stanley+66-052%2Caps%2C90&sr=8-3
Steel Screws	McMaster & Carr	type 00 stainless steel hex screws and 1/8” in length	https://www.mcmaster.com/
Steel Tube	McMaster & Carr	28 gauge stainless steel tubing	https://www.mcmaster.com/tubing/multipurpose-304-stainless-steel-6/id~0-055/
Superglue	Loctite	SuperGlue Gel Control	https://www.loctiteproducts.com/en/products/fix/super-glue/loctite_super_gluegelcontrol.html