Enregistrement extracellulaire multicanal chez des souris se déplaçant librement

Résumé

Le protocole décrit la méthodologie de l’enregistrement extracellulaire dans le cortex moteur (MC) pour révéler les propriétés électrophysiologiques extracellulaires chez les souris conscientes se déplaçant librement, ainsi que l’analyse des données des potentiels de champ locaux (LFP) et des pointes, ce qui est utile pour évaluer l’activité neuronale du réseau sous-jacente aux comportements d’intérêt.

Résumé

Le protocole vise à découvrir les propriétés de l’activation neuronale et des potentiels de champ local en réseau (LFP) chez des souris se comportant effectuant des tâches spécifiques en corrélant les signaux électrophysiologiques avec un comportement spontané et/ou spécifique. Cette technique représente un outil précieux dans l’étude de l’activité des réseaux neuronaux sous-jacents à ces comportements. L’article fournit une procédure détaillée et complète pour l’implantation d’électrodes et l’enregistrement extracellulaire qui en résulte chez des souris conscientes qui se déplacent librement. L’étude comprend une méthode détaillée pour implanter les réseaux de microélectrodes, capturer les signaux de LFP et de pic neuronal dans le cortex moteur (MC) à l’aide d’un système multicanal, et l’analyse ultérieure des données hors ligne. L’avantage de l’enregistrement multicanal chez les animaux conscients est qu’un plus grand nombre de neurones et de sous-types neuronaux peuvent être obtenus et comparés, ce qui permet d’évaluer la relation entre un comportement spécifique et les signaux électrophysiologiques associés. Notamment, la technique d’enregistrement extracellulaire multicanal et la procédure d’analyse des données décrites dans la présente étude peuvent être appliquées à d’autres zones du cerveau lors de la réalisation d’expériences sur des souris qui se comportent.

Introduction

Le potentiel de champ local (LFP), une composante importante des signaux extracellulaires, reflète l’activité synaptique de grandes populations de neurones, qui forment le code neuronal de multiples comportements¹. Les pics générés par l’activité neuronale sont considérés comme contribuant à la LFP et sont importants pour le codage neuronal². Il a été prouvé que les altérations des pics et des LFP sont à l’origine de plusieurs maladies du cerveau, telles que la maladie d’Alzheimer, ainsi que d’émotions telles que la peur, ^etc.3,4. Il convient de noter que de nomb....

Protocole

Toutes les souris ont été obtenues commercialement et maintenues dans un cycle de lumière de 12 h / 12 h d’obscurité (lumière allumée à 08h00 heure locale) à une température ambiante de 22-25 °C et une humidité relative de 50%-60%. Les souris avaient accès à un approvisionnement continu en nourriture et en eau. Toutes les expériences ont été menées conformément aux directives pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire de l’Université normale de Chine du Sud et approuvées par le Comité institutionnel d’éthique animale. Des souris mâles C57BL/6J âgées de 3 à 5 mois ont été utilisées pour les expériences.

1. Assemblage du s....

Discussion

L’enregistrement multicanal chez les souris en mouvement libre a été considéré comme une technologie utile dans les études en neurosciences, mais il est encore assez difficile pour les débutants d’enregistrer et d’analyser les signaux. Dans la présente étude, nous fournissons des directives simplifiées pour la fabrication de systèmes de micro-entraînement et l’implantation d’électrodes, ainsi que des procédures simplifiées pour la capture et l’analyse des signaux électriques via un log.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
2.54 mm pin header	YOUXIN Electronic Co., Ltd.	1 x 5	Applying for the movable micro-drive which can slide on its stulls.
Adobe Illustrator CC 2017	Adobe	N/A	To optimize images from GraphPad.
BlackRock Microsystems	Blackrock Neurotech	Cerebus	This systems includes headsatge, DA convert, amplifier and computer.
Brass nut	Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd.	M0.8 brass nut	The nut fixes the position of screw.
Brass screw	Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd.	M0.8 x 11 mm brass screw	A screw that hold the movable micro-drive.
C57BL/6J	Guangdong Zhiyuan Biomedical Technology Co., LTD.	N/A	12 weeks of age.
Centrifuge tube	Biosharp	15 mL; BS-150-M	To store mice brain with sucrose sulutions.
Conducting paint	Structure Probe, Inc.	7440-22-4	To improve the lead-connecting quality between connector pins and Ni-wires.
Conductive copper foil tape	3M	1181	To reduce interferenc.
Connector	YOUXIN Electronic Co., Ltd.	2 x 10P	To connect the headtage to micro-drive system.
DC Power supply	Maisheng	MS-305D	A power device for  electrolytic lesion.
Dental cement	Shanghai New Century Dental Materials Co., Ltd.	N/A	To fix the electrode arrays on mouse's skull after finishing the implantation.
Digital analog converter	Blackrock	128-Channel	A device that converts digital data into analog signals.
Epoxy resin	Alteco	N/A	To cover pins.
Excel	Microsoft	N/A	To summarize data after analysis.
Eye scissors	JiangXi YuYuan Medical Equipment Co.,Ltd.	N/A	For surgery or cutting the Ni-chrome wire.
Fine forceps	JiangXi YuYuan Medical Equipment Co.,Ltd.	N/A	For surgery.
Forceps	JiangXi YuYuan Medical Equipment Co.,Ltd.	N/A	For surgery or assembling the mirco-drive system.
Freezing microtome	Leica	CM3050 S	Cut the mouse’s brain into slices
Fused silica capillary tubing	Zhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd.	TSP050125	To  serve as the guide tubes for Ni-chrome wires.
Glass microelectrode	Sutter Instrument Company	BF100-50-10	To mark the desired locations for implantation using the filled ink.
GraphPad Prism 7	GraphPad Software	N/A	To analyze and visualize the results.
Guide-tube	Polymicro technologies	1068150020	To load Ni-chrome wires.
Headstage	Blackrock	N/A	A tool of transmitting signals.
Helium balloon	Yili Festive products Co., Ltd.	24 inch	To offset the weight of headstage and micro-drive system.
Ink	Sailor Pen Co.,LTD.	13-2001	To mark the desired locations for implantation.
Iodine tincture	Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.	N/A	To disinfect mouse's scalp.
Lincomycin in Hydrochloride and Lidocaine  hydrochloride gel	Hubei kangzheng pharmaceutical co., ltd.	10g	A drug used to reduce inflammation.
Meloxicam	Vicki Biotechnology Co., Ltd.	71125-38-7	To reduce postoperative pain in mice.
Micromanipulators	Scientifica	Scientifica IVM Triple	For electrode arrays implantation.
Microscope	Nikon	ECLIPSE Ni-E	Capture the images of brain sections
nanoZ impedance tester	Plexon	nanoZ	To measure impedance or performing electrode impedance spectroscopy (EIS) for multichannel microelectrode arrays.
NeuroExplorer	Plexon	NeuroExplorer	A tool for analyzing the electrophysiological data.
NeuroExplorer	Plexon, USA	N/A	A software.
Ni-chrome wire	California Fine Wire Co.	M472490	35 μm Ni-chrome wire.
Offline Sorter	Plexon	Offline Sorter	A tool for sorting the recorded multi-units.
PCB board	Hangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd.	N/A	Computer designed board.
Pentobarbital	Sigma	P3761	To anesthetize mice.
Pentobarbital sodium	Sigma	57-33-0	To anesthetize the mouse.
Peristaltic pump	Longer	BT100-1F	A device used for perfusion
Polyformaldehyde	Sangon Biotech	A500684-0500	The main component of fixative solution for fixation of mouse brains
PtCl4	Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd.	13454-96-1	Preparation for gold plating liquid.
Saline	Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.	N/A	To clean the mouse's skull.
Silver wire	Suzhou Xinye Electronics Co., Ltd.	2 mm diameter	Applying for ground and reference electrodes.
Skull drill	RWD Life Science	78001	To drill carefully two small holes on mouse's skull.
Stainless steel screws	YOUXIN Electronic Co., Ltd.	M0.8 x 2	To protect the micro-drive system and link the ground and reference electrodes.
Stereotaxic apparatus	RWD Life Science	68513	To perform the stereotaxic coordinates of bilateral motor cortex.
Sucrose	Damao	57-50-1	To dehydrate the mouse brains  after perfusion.
Super glue	Henkel AG & Co.	PSK5C	To fix the guide tube and Ni-chrome wire.
Temperature controller	Harvard Apparatus	TCAT-2	To maintain mouse's rectal temperature at 37°C
Tetracycline eye ointment	Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.	N/A	To protect the mouse's eyes during surgery.
Thread	Rapala	N/A	To link ballon and headstage.
Vaseline	Unilever plc	N/A	To cover the gap between electrode arrays and mouse's skull.