A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
מיקרו-כוננים מותאמים אישית מאפשרים מיקוד תת-מילימטרי של אתרי הקלטה בקליפת המוח באמצעות מערכי סיליקון ליניאריים.
קוף המרמוסט מספק מודל אידיאלי לבחינת מעגלים קליפתיים למינריים בשל פני השטח הקורטיקליים החלקים שלו, המאפשרים הקלטות עם מערכים ליניאריים. המרמוסט גדל לאחרונה בפופולריות בשל הארגון התפקודי העצבי הדומה שלו לפרימטים אחרים ויתרונותיו הטכניים להקלטה והדמיה. עם זאת, נוירופיזיולוגיה במודל זה מציבה כמה אתגרים ייחודיים בשל הגודל הקטן וחוסר gyri כמו ציוני דרך אנטומיים. באמצעות מיקרו-כוננים שנבנו בהתאמה אישית, חוקרים יכולים לתפעל את מיקום המערך הליניארי לדיוק תת-מילימטרי ולהקליט באופן אמין באותו מיקום ממוקד רטינוטופית לאורך ימי ההקלטה. פרוטוקול זה מתאר את הבנייה שלב אחר שלב של מערכת מיקום המיקרו-כונן ואת טכניקת ההקלטה הנוירופיזיולוגית עם מערכי אלקטרודות ליניאריות מסיליקון. עם בקרה מדויקת של מיקום האלקטרודות בין מפגשי הקלטה, חוקרים יכולים לחצות בקלות את קליפת המוח כדי לזהות אזורי עניין בהתבסס על הארגון הטינוטופי שלהם ותכונות הכוונון של תאי העצב המוקלטים. יתר על כן, באמצעות מערכת אלקטרודות מערך למינרי זה, ניתן ליישם ניתוח צפיפות מקור זרם (CSD) כדי לקבוע את עומק ההקלטה של נוירונים בודדים. פרוטוקול זה מדגים גם דוגמאות של הקלטות למינריות, כולל צורות גל ספייק שבודדו בקילוסורט, המשתרעות על פני ערוצים מרובים במערכים.
המרמוסט הנפוץ (Callithrix jacchus) גדל במהירות בפופולריות כמודל לחקר תפקוד המוח בשנים האחרונות. הפופולריות הגוברת הזו נובעת מהנגישות של קליפת המוח החלקה של המרמוסט, הדמיון בארגון התפקודי העצבי עם בני אדם ופרימטים אחרים, והגודל הקטן וקצב הרבייה המהיר1. ככל שאורגניזם מודל זה גדל בפופולריות, חלה התפתחות מהירה בטכניקות הנוירופיזיולוגיות המתאימות לשימוש במוח המרמוסט. שיטות אלקטרופיזיולוגיות נמצאות בשימוש נרחב במדעי המוח כדי לחקור את הפעילות של נוירונים בודדים בקליפת המוח של מכרסמים ופרימטים כאחד, וכתוצאה מכך רזולוציה זמנית חסרת תקדים וגישה למיקום. בשל החידוש היחסי של קוף המרמוסט כמודל של מדעי המוח החזותיים, האופטימיזציה של טכניקות אלקטרופיז....
הליכי הניסוי בוצעו בהתאם למדריך המכונים הלאומיים לבריאות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. הפרוטוקולים להליכים הניסיוניים וההתנהגותיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת רוצ'סטר.
1. בניית מיקרו-כונן המכיל את האלקטרודה להקלטה (איור 1)
הערה: שלבי X-Y מותאמים אישית המחזיקים מערכי סיליקון ליניאריים רב-ערוציים מאפשרים מיקוד תת-מילימטרי של אתרי ההקלטה.
פרוטוקול זה מתאר כיצד לבנות שלב אלקטרודות X-Y (איור 1) המאפשר מיקוד תת-מילימטרי של אתרים ושומר על מיקום אמין בסשנים נפרדים של הקלטה. האמינות של מיקום X-Y מודגמת באיור 6, אשר מראה כי שני סבבי הקלטה שנערכו בהפרש של שבוע הראו חפיפה של 70.8% במיקום ה-RF הממוצע שלהם (
מספר שיטות (למשל, כרוניות, חצי כרוניות, חריפות) זמינות כיום לביצוע ניסויים נוירופיזיולוגיים בפרימטים שאינם אנושיים. המרמוסט המצוי מציב אתגרים ייחודיים לניסויים נוירופיזיולוגיים בשל גודלו הקטן וחוסר הגירי כציוני דרך אנטומיים. זה דורש מהחוקרים להשתמש בציוני דרך נוירופיזיולוגיים כגון רטי?.......
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק R01 EY030998 של המכונים הלאומיים לבריאות (J.F.M., A.B. ו- S.C). שיטה זו מבוססת על שיטות שפותחו בקואופ ואח' (בבדיקה, 2022; https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.11.511827v2.abstract). ברצוננו להודות לדינה גרף ולחברי מעבדת מיטשל על העזרה בטיפול ובטיפול במרמוסט.
....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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved