Los autores también desean expresar su agradecimiento a Kris Burner, Stephen McKinney, Laura Tobin, Jenny Gilbreath, Ashley Olley, Megan Hoffer, y Megan Hyde por su trabajo en la puesta a punto de este ensayo.

1. Preparación de un individuo Moscas de Ensayo Locomotion <ol><li> Transferencia vuela golpeando suavemente en viales vacíos individuales y la tapa de los viales con un tapón de algodón. Permitir que las moscas se sienten sin molestias 20-30 min antes de la observación. Es importante no anestesiar a las moscas dentro de las horas antes de la observación del comportamiento como estudios anteriores han encontrado la exposición anestesia puede alterar el comportamiento en comparación con las moscas sin anestesiar 14. </li><li> Golpear suavemente la marcha de la ampolla y coloque moscas individuales bajo un 5 cm de diámetro cubierta placa de Petri (5 mm de alto) con pequeñas aberturas para permitir el paso del aire. Iluminar desde abajo y observar las moscas usando una webcam montada encima de la placa de Petri. </li></ol> 2. Preparación de un individuo Moscas de Ensayo Seizure <ol><li> Alimentación de dos días de edad convulsivos moscas sensibles cualquiera de los medios de levadura / harina de maíz / agar estándar o medios estándar mezclan directamente con las drogas. Por los datos presentados aquí, las moscas fueron alimentados con 1 gof medios estándar o 1 g de medios estándar mezclados con 25 mg de metformina. </li><li> Después de que las moscas han alimentado durante dos días en los medios de comunicación o los medios de comunicación, además de la droga, transferirlos mediante suaves golpecitos en viales vacíos individuales y tapar los frascos con un tapón de algodón. Permitir que las moscas se sienten en reposo durante 20 min antes de la observación. Es importante no anestesiar a las moscas dentro de las horas antes de la observación del comportamiento como estudios anteriores han encontrado la exposición anestesia puede alterar el comportamiento en comparación con las moscas sin anestesiar 14. </li><li> Vortex viales individuales que contienen una sola mosca en un vórtice de laboratorio utilizando la configuración más alta durante 10 segundos. Coloque la mosca inmovilizada en una hoja blanca de papel en blanco justo debajo de una cámara web montada sobre el papel. </li></ol> 3. Grabación de vídeo <ol><li> Registrar el movimiento o SLA usando el programa de software HandyAvi <a href="http://www.azcendant.com/download.htm">http://www.azcendant.com/download.htm</a> . Este programa utiliza la cámara web paracapturar imágenes en base a la configuración de usuario. </li><li> Seleccione la opción de imágenes con lapso de tiempo bajo la pestaña Capture, Cuando se abra la ventana, seleccione la cámara web como dispositivo de captura. Para la mayoría de los experimentos el tamaño del fotograma de vídeo de 640 x 480 es adecuado. </li><li> Seleccione Intel IYUV codec para la compresión y escoja 0,1 seg / marco para el ensayo de convulsiones o elegir 0,1-0,5 seg / marco para el análisis de movimiento. En la ficha avanzada, seleccione Crear un archivo de imagen BMP. Para cada captura y seleccione una carpeta para el programa para almacenar las imágenes que toma (la pila de imágenes). </li><li> Coloque una mosca muerta en la hoja de papel. Haga clic en el cuadro de configuración de vídeo y ajustar la configuración en la ficha Configuración de dispositivo de modo que haya un fondo blanco brillante y un claro contraste con la marcha más oscuro. </li><li> Haga clic en el botón de inicio para comenzar la grabación. Una vez que el periodo de registro ha finalizado, haga clic en el botón de parada. La pila de imágenes debería estar ahora en la carpeta seleccionada. Nota: Antes de la grabación, seguro que al tratarder seleccionado para la pila de imágenes está vacía. </li></ol> 4. Análisis de datos mediante ImageJ <ol><li> Imagen libre de ImageJ software de procesamiento de Open NIH, que se puede descargar de la siguiente <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html">http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</a> . Nota: Además de descargar el programa, el Multitracker plug-in debe ser descargado e instalado como se indica en <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html">http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</a> . </li><li> Importe la imagen de pila en ImageJ haciendo clic en la pestaña Archivo y seleccionando Importar → Secuencia de imágenes. <ol><li> Seleccione la carpeta que contiene la pila de imágenes, resalte una de las imágenes y seleccione Abrir. Un cuadro de diálogo Opciones de secuencia se abrirá. Haga clic en los nombres Ordenar y numéricamente a continuación, seleccione OK y la imagen de pila se cargará en ImageJ. </li></ol></li><li> Umbral todas las imágenes para que cada uno consiste en un fondo blanco con ser la moscaconvertido a un punto negro. Para iniciar este proceso, convertir la imagen en un formato de 8 bits, seleccionando Tipo → 8 bits en la ficha Imagen. <ol><li> Haga clic en la ficha Imagen de nuevo y seleccione Ajustar → Umbral. Esto abrirá el cuadro de diálogo Umbral en el que el umbral punto de corte se puede ajustar. </li><li> Escanear a través de las fotos para ver si hay puntos negros adicionales o si una rebanada carece de un punto negro. Si este es el caso, ajustar el umbral para aliviar el problema. Por lo general, el umbral no necesita ser ajustado como los valores predeterminados del programa a un valor adecuado. Nota: Cada diapositiva de la pila debe tener sólo un punto negro que representan la posición de la marcha. </li><li> Seleccione Aplicar en el cuadro de diálogo Umbral y Convertir a Máscara cuadro de diálogo se abrirá. No haga clic en cualquiera de las opciones, pero basta con hacer clic en Aceptar para umbral de la pila de imágenes. </li></ol></li><li> Después de un umbral a la pila de imágenes, seleccione la Multitracker plug-in en la pestaña Plugins paramedir el movimiento de la mosca en píxeles. Aparecerá el cuadro de diálogo Rastreador de objetos. <ol><li> Haga clic en cualquiera de las cuatro opciones que se ofrecen en el cuadro de diálogo y luego seleccione Aceptar. El plug-in Multitracker entonces adjuntar coordenadas para el punto negro en cada rebanada y enumérelos en la ventana de resultados, así como la longitud total del trayecto en píxeles. La ventana de Caminos da una representación gráfica de la trayectoria de la marcha tomó. </li><li> Copie la lista x-e y-coordenadas de la ventana Resultados y pegar los datos en una hoja de cálculo Excel. Si cualquier diapositiva de la pila no tiene un punto negro en el mismo, el programa Multitracker se detendrá en esa diapositiva. Si esto ocurre, es necesario volver al paso 4.2 y re-umbral de la pila para asegurarse de que los registros de la mosca como un punto negro en la diapositiva en cuestión. </li></ol></li><li> Con el fin de convertir el longitudes de trayecto de los píxeles a cm, tome una imagen separada de dos puntos que están separados uno cm de distancia en una hoja blanca de papel en blanco. <ol><li> Siga las anteriorespasos (3.1-4.4.2), para determinar la X, Y del píxel coordenadas de los dos puntos y utilizar esta información para determinar el número de píxeles correspondientes a un cm. Este factor de conversión se utiliza en el paso cinco para generar datos de movimiento en cm. Nota: Una vez hecho esto, es importante para mantener la cámara fija para todas las futuras grabaciones. Cada vez que la cámara se mueve o se ajusta, uno tiene que repetir este paso para convertir los píxeles a cm. </li><li> La longitud del camino que se genera por el Multitracker plug-in sobreestima el movimiento debido a que pequeñas fluctuaciones en la posición del cuerpo y la intensidad de la luz / reflexión afectarán el tamaño y el centro del punto negro que se genera cuando un umbral a las imágenes. Este ruido se debe retirar con el fin de obtener una estimación precisa de movimiento mosca. </li></ol></li></ol> 5. Análisis de datos mediante Excel <ol><li> Eliminar el ruido de los datos registrados por la importación de la serie de coordenadas x, y generados por el pr MultitrackerOgram en Análisis Fly, un programa de Visual Basic de Excel creado por los autores. (El programa está disponible poniéndose en contacto con los autores.) </li><li> Haga clic en el botón Me Haga clic en y seleccione un valor umbral de corte. Seleccionar un valor umbral de 0,5 cm / seg para el análisis de SLA o seleccione un valor entre 0,1-0,3 cm / seg para el análisis de movimiento. Haga clic en Aceptar y el programa calculará la velocidad, el tiempo y la distancia de movimiento. Nota: El programa utiliza una ventana deslizante análisis para evaluar los datos secuenciales 0,5-1,0 contenedores seg y calcula la velocidad durante esa ventana. Cualquier cosa por encima del punto de corte definido por el usuario se trata como movimiento mosca. </li></ol>

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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mediators+of+a+long-term+movement+abnormality+in+a+Drosophila+melanogaster+model+of+classic+galactosemia.">Mediators of a long-term movement abnormality in a Drosophila melanogaster model of classic galactosemia.</a> Dis. Model Mech. 5, 796-803 (2012).</li><li>Seiger, M. B., Kink, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+anesthesia+on+the+photoresponses+of+four+sympatric+species+of+Drosophila.">The effect of anesthesia on the photoresponses of four sympatric species of Drosophila.</a> Behav. Genet. 23, 99-104 (1993).</li><li>Pavlidis, P., Ramaswami, M., Tanouye, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+easily+shocked+gene:+a+mutation+in+a+phospholipid+synthetic+pathway+causes+seizure,+neuronal+failure,+and+paralysis.">The Drosophila easily shocked gene: a mutation in a phospholipid synthetic pathway causes seizure, neuronal failure, and paralysis.</a> Cell. 79, 2333 (1994).</li><li>Royden, C. S., Pirrotta, V., Jan, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tko+locus,+site+of+a+behavioral+mutation+in+D.+melanogaster,+codes+for+a+protein+homologous+to+prokaryotic+ribosomal+protein+S12.">The tko locus, site of a behavioral mutation in D. melanogaster, codes for a protein homologous to prokaryotic ribosomal protein S12.</a> Cell. 51, 165-173 (1987).</li><li>Parker, L., Padilla, M., Du, Y., Dong, K., Tanouye, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+model+for+epilepsy:+bss+is+a+gain-of-function+mutation+in+the+para+sodium+channel+gene+that+leads+to+seizures.">Drosophila as a model for epilepsy: bss is a gain-of-function mutation in the para sodium channel gene that leads to seizures.</a> Genetics. , 187-534 (2011).</li><li>Hardie, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+AMP-activated+protein+kinase+in+the+metabolic+syndrome+and+in+heart+disease.">Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease.</a> FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).</li><li>Fulgencio, J. P., Kohl, C., Girard, J., Pegorier, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+metformin+on+fatty+acid+and+glucose+metabolism+in+freshly+isolated+hepatocytes+and+on+specific+gene+expression+in+cultured+hepatocytes.">Effect of metformin on fatty acid and glucose metabolism in freshly isolated hepatocytes and on specific gene expression in cultured hepatocytes.</a> Biochem. Pharma. 62, 439-446 (2001).</li></ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Al examinar locomotora o patrones de movimiento en Drosophila, es útil ser capaz de extraer información con respecto a la distancia recorrida, la velocidad de movimiento y el patrón de movimiento. Con el fin de extraer esta información, equipo costoso tradicionalmente se ha empleado que es a menudo prohibitivo para los pequeños laboratorios o laboratorios que deseen utilizar tales ensayos con moderación 4,8,9. El ensayo descrito aquí se puede utilizar para determin...

Dada su corta vida útil y las herramientas genéticas sólidos disponibles, Drosophila melanogaster es un excelente sistema modelo para la investigación de la etiología de diversas enfermedades y la fisiología subyacente de diversos procesos biológicos. En muchos casos, es ventajoso para medir los efectos que las manipulaciones de comportamiento, genéticos o farmacológicos tienen sobre la locomoción en estos organismos modelo 1,2. Hay una variedad de métodos que se utilizan comúnmente para medir el movimiento mosca en dos dimensiones 3-7. Estos sistemas pueden apoyar el seguimiento de múltiples moscas simultáneamente y pueden medir la velocidad, el registro longitudes de trayectoria y registrar el porcentaje de tiempo que una mosca ha estado en movimiento. Se han utilizado para estudiar el movimiento en una variedad de contextos, incluyendo los efectos de los fármacos sobre la locomoción y la naturaleza dimorfismo sexual de la mosca movimiento 6-9. El principal inconveniente de estos sistemas es el costo de los sistemas de seguimientoTEM o el software y la cámara correspondiente. En algunos casos, esto se puede ejecutar en los miles de dólares. El costo es una preocupación particular para un laboratorio que sólo sería necesario un uso limitado de un sistema de este tipo, por ejemplo, la cuantificación de los patrones locomotores de un mutante recién aislados. Un método más simple pero menos robusto es utilizar sistemas que registrar el movimiento basa en cuántas veces una mosca cruza una trayectoria del haz de luz infrarroja que se coloca en el medio de un tubo cerrado 10,11. Si bien este tipo de sistemas pueden dar información valiosa sobre los ciclos de movimiento y de sueño-vigilia, pueden sobre o bajo movimiento estimación porque no logran captar la trayectoria real de la mosca. Por ejemplo, las moscas que exhiben movimiento considerable en los extremos del tubo se registrarán tan bajo movimiento moscas aunque los métodos de alta resolución adicionales se han utilizado para tratar de sortear estas limitaciones 12. Más simple y más barato aún son dispositivos que miden geotaxi escaladas, el movimiento hacia arriba de las moscas, a través de un único tubo o una serie de tubos de 2,13. Si bien estos sistemas son baratos y pueden identificar fácilmente los defectos geotaxis, no logran capturar muchos otros aspectos del movimiento que sean de interés para los investigadores. Para muchos laboratorios, un sistema de análisis robusto de bajo costo que es fácil de configurar y operar sería una herramienta ventajosa para la caracterización de las diferencias de comportamiento en D. melanogaster cepas. Aquí se describe un ensayo que se puede establecer a partir de por menos de doscientos dólares y es capaz de dar información sobre la trayectoria, la velocidad y la duración del movimiento de la mosca. Para demostrar la eficacia del ensayo, se presentan datos que muestran que puede utilizarse para identificar; 1) un defecto del aparato locomotor en un Bang-sensibles (BS) mutante que es susceptible a ataques y 2) la capacidad de la metformina, la cual se utiliza comúnmente para tratar la diabetes de tipo II, para reducir la intensidad de la actividad convulsiva (SLA) in dos mutantes BS.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1117px;" width="1117">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:251px;">Name of the Reagent/Equipment</td>
			<td style="width:152px;">Company</td>
			<td style="width:169px;">Catalog Number/Model</td>
			<td style="width:545px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">WebCam</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>Pro900</td>
			<td>Any quality webcam will suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HandiAVI time-lapse software</td>
			<td>Azcendant software</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://www.azcendant.com/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ImageJ</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multiracker Plug-In</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vortexer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>Vortex Genie 2</td>
			<td>Most standard size vortexers such as the Vortex Genie 2 will suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5cm petri dish cover</td>
			<td>LabM Limited</td>
			<td>D011</td>
			<td>Smaller or larger petri dish covers can be used for an arena in movement assay.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Light box</td>
			<td colspan="2">Built from scrap material.</td>
			<td>Illumination is used for the locomotion assay. Depending on the room lighting, it is possible to perform the assay without the light box.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a low-cost method for analyzing seizure-like activity and movement in drosophila

Sistemas de seguimiento de vídeo se han utilizado ampliamente para analizar el movimiento de Drosophila melanogaster y detectar diversas anomalías en el comportamiento de la locomotora. Aunque estos sistemas pueden proporcionar una gran cantidad de información sobre el comportamiento, el costo y la complejidad de estos sistemas pueden ser prohibitivo para muchos laboratorios. Hemos desarrollado un ensayo de bajo costo para medir el comportamiento de la locomotora y el movimiento de las crisis en D. melanogaster. El sistema utiliza una cámara web para capturar imágenes que se pueden procesar usando una combinación de software de bajo costo y libre para realizar un seguimiento de la distancia recorrida, la velocidad media de circulación y de la duración de movimiento durante un período de tiempo especificado. Para demostrar la utilidad de este sistema, se examinaron un grupo de D. melanogaster mutantes, los (BS) paralíticos Bang-sensibles, que son 3-10 veces más susceptibles a la actividad convulsiva (SLA) que tipo de moscas silvestres. El uso de este novedoso sistema, hemos sido capaces de detectar que el BS mutant insensata explosión (bss) presenta niveles más bajos de la locomoción exploratoria en un nuevo entorno de tipo salvaje moscas. Además, se utilizó el sistema para identificar que la metformina, que se utiliza comúnmente para tratar la diabetes de tipo II, reduce la intensidad de SLA en los mutantes BS.

La técnica descrita aquí se ha utilizado previamente para analizar las diferencias en SLA en los mutantes de Drosophila BS 1. Los resultados presentados aquí implican las cepas BS fácilmente conmocionado (EAS), la explosión sin sentido (bss), y por nocaut técnico (TKO). El locus eas codifica una quinasa implicada en la síntesis de etanolamina fosfatidiletanolamina 15 y el locus tko codifica una riboprotein mitocondrial 16. La mutación ...

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A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Con una webcam y una combinación de programas de software libre y de bajo costo, los patrones locomotores en Drosophila melanogaster se pueden analizar para detectar diferencias en la velocidad, la distancia y el tiempo de las distintas actividades de motor.

Un método de bajo costo para el Análisis convulsiva actividad y movimiento en<em&gt; Drosophila</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

a-low-cost-method-for-analyzing-seizure-like-activity-movement

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

13.5K vistas.  Franciscan University of Steubenville.  Con una webcam y una combinación de programas de software libre y de bajo costo, los patrones locomotores en Drosophila melanogaster se pueden analizar para detectar diferencias en la velocidad, la distancia y el tiempo de las distintas actividades de motor. 

Video: A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the experiments. Such parameters may be physiological response characteristics of the auditory pathway, e.g. via brainstem audiometry (BERA). But these methods allow only indirect and uncertain extrapolations about the auditory percept that corresponds to these physiological parameters. To assess the perceptual level of hearing, behavioral methods have to be used. A potential problem with the use of behavioral methods for the description of perception in animal models is the fact that most of these methods involve some kind of learning paradigm before the subjects can be behaviorally tested, e.g. animals may have to learn to press a lever in response to a sound. As these learning paradigms change perception itself 1,2 they consequently will influence any result about perception obtained with these methods and therefore have to be interpreted with caution. Exceptions are paradigms that make use of reflex responses, because here no learning paradigms have to be carried out prior to perceptual testing. One such reflex response is the acoustic startle response (ASR) that can highly reproducibly be elicited with unexpected loud sounds in na&iuml;ve animals. This ASR in turn can be influenced by preceding sounds depending on the perceptibility of this preceding stimulus: Sounds well above hearing threshold will completely inhibit the amplitude of the ASR; sounds close to threshold will only slightly inhibit the ASR. This phenomenon is called pre-pulse inhibition (PPI) 3,4, and the amount of PPI on the ASR gradually depends on the perceptibility of the pre-pulse. PPI of the ASR is therefore well suited to determine behavioral audiograms in na&iuml;ve, non-trained animals, to determine hearing impairments or even to detect possible subjective tinnitus percepts in these animals. In this paper we demonstrate the use of this method in a rodent model (cf. also ref. 5), the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus), which is a well know model species for startle response research within the normal human hearing range (e.g. 6).

A fast and inexpensive method for the behavioral determination of hearing parameters like hearing thresholds, hearing impairments or phantom perceptions (subjective tinnitus) is described. It uses pre-pulse inhibition of the acoustic startle response and can be easily implemented in a personal computer using a programmable AD/DA-converter and a piezo sensor.

Una instalación de Bajo Costo para audiometría conductual en roedores

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the ...

Investigación

Neurociencias

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

A-máquina humana integración de sensores de bajo coste con un sistema de estimulación eléctrica neuromuscular para la Rehabilitación de Balance post-accidente cerebrovascular

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies using Drosophila have contributed important breakthroughs in understanding neurological processes. Thus, with the goal of understanding the cellular and molecular basis of TBI pathologies in humans, we developed the High Impact Trauma (HIT) device to inflict closed head TBI in flies. Flies subjected to the HIT device display phenotypes consistent with human TBI such as temporary incapacitation and progressive neurodegeneration. The HIT device uses a spring-based mechanism to propel flies against the wall of a vial, causing mechanical damage to the fly brain. The device is inexpensive and easy to construct, its operation is simple and rapid, and it produces reproducible results. Consequently, the HIT device can be combined with existing experimental tools and techniques for flies to address fundamental questions about TBI that can lead to the development of diagnostics and treatments for TBI. In particular, the HIT device can be used to perform large-scale genetic screens to understand the genetic basis of TBI pathologies.

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Here we describe a method to inflict closed head traumatic brain injury (TBI) in Drosophila. This method provides a gateway to investigate the cellular and molecular mechanisms that underlie TBI pathologies using the vast array of experimental tools and techniques available for flies.

Un método para infligir Cerrado Jefe lesión cerebral traumática en<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the stimulation parameters (e.g., orientation, field strength, and stimulation duration) need to be examined in mice brain slice preparations. Testing and arranging the orientation of the electrode relative to the position of the mice brain slice are feasible. The present method preserves the thalamocingulate pathway to evaluate the effect of DCS on anterior cingulate cortex seizure-like activities. The results of the multichannel array recordings indicated that cathodal DCS significantly decreased the amplitude of the stimulation-evoked responses and duration of 4-aminopyridine and bicuculline-induced seizure-like activity. This study also found that cathodal DCS applications at 15 min caused long-term depression in the thalamocingulate pathway. The present study investigates the effects of DCS on thalamocingulate synaptic plasticity and acute seizure-like activities. The current procedure can test the optimal stimulation parameters including orientation, field strength, and stimulation duration in an in vitro mouse model. Also, the method can evaluate the effects of DCS on cortical seizure-like activities at both the cellular and network levels.

Studies have shown that cathodal transcranial direct-current stimulation can produce suppressive effects on drug-resistant seizures. In this study, an in vitro experimental setup was devised in which the direct-current stimulation and multielectrode array recording of seizure-like activity were evaluated in mice brain slice preparation. The direct-current stimulation parameters were evaluated.

La estimulación de corriente directa y multi-electrodo matriz de registro de la actividad convulsiva en ratones cerebro rebanada preparación

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network connectivity, are applicable to an expanding variety of questions in neuroscience. Performing these kinds of analyses in a rodent model requires higher electrode density than traditional screw electrodes can accomplish. While higher-density electroencephalographic montages for rodents exist, they are of limited availability to most researchers, are not robust enough for repeated experiments over an extended period of time, or are limited to use in anesthetized rodents.1-3 A proposed low-cost method for constructing a durable, high-count, transcranial electrode array, consisting of bilaterally implantable headpieces is investigated as a means to perform advanced electroencephalogram analyses in mice or rats.

Procedures for headpiece fabrication and surgical implantation necessary to produce high signal to noise, low-impedance electroencephalographic and electromyographic signals are presented. While the methodology is useful in both rats and mice, this manuscript focuses on the more challenging implementation for the smaller mouse skull. Freely moving mice are only tethered to cables via a common adapter during recording. One version of this electrode system that includes 26 electroencephalographic channels and 4 electromyographic channels is described below.

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

De alta densidad Electroencefalográfica Adquisición en un modelo de roedor Uso de recursos de bajo costo y de código abierto

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the pathophysiological basis of these diseases, it is necessary to precisely characterize in which way the processing of information is disturbed between the different neuronal parts of the circuit. Using extracellular in vivo electrophysiological recordings, it is possible to accurately delineate neuronal activity within a neuronal network. The application of this method has several advantages over alternative techniques, e.g., functional magnetic resonance imaging and calcium imaging, as it allows a unique temporal and spatial resolution and does not rely on genetically engineered organisms. However, the use of extracellular in vivo recordings is limited since it is an invasive technique that cannot be universally applied. In this article, a simple and easy to use method is presented with which it is possible to simultaneously record extracellular potentials such as local field potentials and multiunit activity at multiple sites of a network. It is detailed how a precise targeting of subcortical nuclei can be achieved using a combination of stereotactic surgery and online analysis of multi-unit recordings. Thus, it is demonstrated, how a complete network such as the hyperdirect cortico-basal ganglia loop can be studied in anesthetized animals in vivo.

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

In this study, the methodology is presented on how to perform multi-site in vivo electrophysiological recordings from the hyperdirect pathway under urethane anesthesia.

Agudo<em&gt; In Vivo</em&gt; Grabaciones electrofisiológicas de potenciales de campo locales y actividad de múltiples unidades de la vía hiperdirecta en ratas anestesiadas

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the cerebellum. IO has long been proposed to be crucial for motor control and its activity is currently considered to be at the center of many hypotheses of both motor and cognitive functions of the cerebellum. While its physiology and function have been relatively well studied on single-cell level in vitro, presently there are no reports on the organization of the IO network activity in living animals. This is largely due to the extremely challenging anatomical location of the IO, making it difficult to subject to conventional fluorescent imaging methods, where an optic path must be created through the entire brain located dorsally to the region of interest.
Here we describe an alternative method for obtaining state-of-the-art -level calcium imaging data from the IO network. The method takes advantage of the extreme ventral location of the IO and involves a surgical procedure for inserting a gradient-refractive index (GRIN) lens through the neck viscera to come into contact with the ventral surface of the calcium sensor GCaMP6s-expressing IO in anesthetized mice. A representative calcium imaging recording is shown to demonstrate the feasibility to record IO neuron activity after the surgery. While this is a non-survival surgery and the recordings must be conducted under anesthesia, it avoids damage to life-critical brainstem nuclei and allows conducting large variety of experiments investigating spatiotemporal activity patterns and input integration in the IO. This procedure with modifications could be used for recordings in other, adjacent regions of the ventral brainstem.

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

We present a protocol to expose the brainstem of adult mouse from the ventral side. By using a gradient-refractive index lens with a miniature microscope, calcium imaging can be used to examine the activity of inferior olive neural somata in vivo.

In vivo Imágenes de calcio en la aceituna inferior de ratón

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...

Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain

The molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis in response to disease or injury are not well understood. However, understanding these mechanisms is crucial for developing neural regenerative therapies. Drosophila melanogaster is a leading model for studies of neural development but historically has not been exploited to investigate adult brain regeneration. This is primarily because the adult brain exhibits very low mitotic activity. Nonetheless, penetrating traumatic brain injury (PTBI) to the adult Drosophila central brain triggers the generation of new neurons and new glia. The powerful genetic tools available in Drosophila combined with the simple but rigorous injury protocol described here now make adult Drosophila brain a robust model for neural regeneration research. Provided here are detailed instructions for (1) penetrating injuries to the adult central brain and (2) dissection, immunohistochemistry, and imaging post-injury. These protocols yield highly reproducible results and will facilitate additional studies to dissect mechanisms underlying neural regeneration.

Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain

This article provides detailed protocols for inflicting Penetrating Traumatic Brain Injury (PTBI) to adult Drosophila and examining the resulting neurogenesis.

Estimulación y análisis de la neurogénesis adulta en el cerebro central de Drosophila

The molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis in response to disease or injury are not well understood. However, understanding these ...

Estimula el cerebro del ratón con un EEG de bajo costo y una bobina del tamaño de un milímetro

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, utilizing a millimeter-sized coil. Using conventional screw electrodes combined with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain. In addition, we explain how a millimeter-sized coil is produced using low-cost equipment usually found in laboratories. Practical procedures for fabricating the flexible multielectrode array substrate and the surgical implantation technique for screw electrodes are also presented, which are necessary to produce low-noise EEG signals. Although the methodology is useful for recording from the brain of any small animal, the present report focuses on electrode implementation in an anesthetized mouse skull. Furthermore, this method can be easily extended to an awake small animal that is connected with tethered cables via a common adapter and fixed with a TMS device to the head during recording.The present version of the EEG-TMS system, which can include a maximum of 32 EEG channels (a device with 16 channels is presented as an example with fewer channels) and one TMS channel device, is described. Additionally, typical results obtained by the application of the EEG-TMS system to anesthetized mice are briefly reported.

Autor destacado: Sistema de registro electroencefalográfico de bajo costo combinado con una bobina de tamaño milimétrico para estimular transcranealmente el cerebro del ratón in vivo  

A low-cost electroencephalographic recording system combined with a millimeter-sized coil is proposed to drive transcranial magnetic stimulation of the mouse brain in vivo. Using conventional screw electrodes with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain in response to transcranial magnetic stimulation.

Sistema de registro electroencefalográfico de bajo costo combinado con una bobina de tamaño milimétrico para estimular transcranealmente el cerebro del ratón in vivo

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, ...