עבודה זו נתמכה על ידי NSERC &amp; AHFMR. המחברים מודים מרים Alaverdashvili ואמנדה Mauthe-Kaddoura הערות על כתב היד ועל Hiroe ימזאקי לעזרה על הכנת הניתוח.

1. כירורגיה הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את העכברוש עם סוג מנה מתאימה של חומרי הרדמה. כאן אנו משתמשים urethane (1.5 גרם / ק&quot;ג, Sigma-Aldrich ושות&#39;, סנט לואיס, מיזורי) - מוכן כפתרון 20% על ידי דילול של 20 גרם urethane ב 100 מ&quot;ל של בופר פוספט (PBS), כלומר בעלי חיים יקבלו 7.5 מ&quot;ל / ק&quot;ג של urethane פתרון intraperitonealy (IP). בשל עקומת המינון שלה, בתגובה, במינון כולל של urethane מחולק לארבעה יישומים, כל אחד בנפרד על ידי כ 30 דקות. לפני שני היישומים הראשונים של urethane, חיה הוא הרדים עם isoflurane מנוהל בריכוז של 3-4% (חמצן 2 ליטר לדקה) ומתוחזק על% 2 (חמצן במהירות של עד 2 ליטר לדקה) כדי למנוע מן החי מקבל הדגיש בזריקה. במהלך הניתוח, הממשל נוספת של isofluorane (בריכוז של 2% למשך 2 דקות) ניתן להשתמש בו במידת הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגלח את הפרווה לאורך באתר חתך (צד הגב של הראש) על מנת להבטיח כיהפרווה לא יזהמו את הפצע כי שטח מספיק ניתן לחטא את החתך סביב האתר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את אתר כירורגית חיטוי באמצעות יוד אורגני או סבון chlorhexidine ו חיטוי (אתנול). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן בדיקות סיליקון (NeuroNexus טכנולוגיות, אן ארבור, מישיגן). בדיקות ניתן לחטא באמצעות אתנול 70% ואחריו שטיפה עם מים מזוקקים. במידת הצורך, בדיקות יכול להיות צבוע עם סמן פלואורסצנטי מוכן חיטוי (למשל אני דיי, Invitrogen ושות), מאוחר יותר כדי לחשוף את המיקום של החללית בניתוח היסטולוגית. לשם כך אנו משתמשים במברשת צבע קטנה ורכה מאוד לגעת בעדינות את החלק האחורי של החללית סיליקון עם צבע. הליך זה תמיד צריך להיעשות על מיקרוסקופ כדי לוודא בדיקה לא נמצא פגום או כפוף. בדוק תמיד כדי לוודא שהצבע לא חוסמת כל הערוצים. לצבוע כל שיורי השאיר על החללית ניתן להסיר עם אלכוהול מאוחר יותר, ואחריו שטיפה עם מים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסיליקון electrodטיפול es: בגלל גודלם הקטן, בדיקות סיליקון הם עדין רגיש מאוד לשבור, גם כאשר השימוש בו בזהירות רבה. לכן, מומלץ לעקוב אחר הסיכונים האפשריים בכל עת, כגון: (i) שמור על בדיקות בתיבה המיועדת כראוי (ii) מניעת נשירה מתרסק או בדיקות במהלך הטיפול בהם; (iii) ודא כי המניפולטורים stereotaxic מקובעים היטב כדי למנוע תאונות; (ד) כאשר הקלטה, הרקמה שמסביב ו / או דם ניתן לצרף את הבדיקות. לכן, חשוב להיזהר גם בעת הסרת בדיקות לאחר ההקלטה. באמצעות זרם בלתי פוסק של פתרון PBS או תמיסת מלח מומלץ מאוד; (v) תמיד לנקות את הבדיקות לאחר ההקלטה. כדי לנקות את הבדיקות, מומלץ מאוד להטביע אותם שואב האנזימטית נוזלי (בוסטון, Bausch &amp; Lomb) במשך כמה דקות. תמיד לשטוף את הבדיקות עם מים מזוקקים ולהחזיר אותם תיבת ייעודי שלהם. מניסיוננו, טיפול הולם של בדיקות סיליקון מבטיחהאיכות ההקלטות טוב במשך יותר מ -10 ניסויים. אם ערוץ &quot;מקבל רועש&quot; במהלך השימוש, הוא צריך להיות מחוץ ניתוחים שלאחר מכן. מצאנו כי צולבות לדבר בין הערוצים היא מינימלית, ולכן ערוץ רועש בדרך כלל יש השפעה מועטה מאוד על אות בערוצים אחרים. </li></ol> 2. כירורגיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלת העין משחה על פני העין לפני כל המניפולציות הניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניהול dexamethasone 5 מ&quot;ג / מ&quot;ל ​​מתחת לעור כדי להפחית את הדלקת במוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את חיה בתוך מסגרת stereotaxic לאורך הניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניהול HCl לידוקאין 2% עם אפינפרין (2-4 מ&quot;ג / ק&quot;ג בדילול לפתרון 0.5%) תת עורי באתר חתך לפני החתך עשוי להפחית את הסיכון הפוטנציאלי של הדימום את הפצע עבור הרדמה מקומית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביצוע חתך 2 ס&quot;מ דרך קו האמצע הקרקפת לעקור את העור רוחבית כדי לחשוף את פני הגולגולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את הקרקפת הגבי מ fascia ידי לנתיחה מלאה בוטהאת הדימום על ידי microcautery או באמצעות שעווה העצם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך את קידוח שני חורים לצרף ברגים קטנים בעצמות העורפית של הגולגולת עבור הארקה בעלי חיים התייחסות. בורג הפניה חייבת להיות במגע עם הדורה. על מנת להפחית את הרעש חשמל במהלך ההקלטות, מומלץ לשמור את הברגים רטוב כל הזמן. כדי לעשות זאת, מחסום אקריליק קטנים המקיפים את הברגים יכול להיות בנוי או את הברגים יכול להיות מכוסה אגר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך craniotomy בקוטר 1-2 מ&quot;מ קואורדינטות המקביל לאזור קליפת המוח ו / או קורטיקליים (ים) של עניין 5. השתמש באוויר דחוס כדי להסיר אבק עצם לפי הצורך במהלך craniotomy (חור הקידוח). מניעת הגולגולת להתחמם מקידוחי על ידי יישום טיפות PBS. הפוך craniotomy השני אם צריך להכניס את החללית השניה. בסרטון הזה, אנו מציגים הקלטה משני אזורים בקליפת המוח בו זמנית, ולכן two craniotomies נעשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בניית מכשול קטן של שרף אקרילי (כגון: לנג שינייםייצור, ושות&#39; בע&quot;מ, Wheeting, IL) המקיף את שני craniotomies כדי לשמור PBS על גבי חשוף הדורה, ומונע ממנו ייבוש. החל PBS ללא הרף במהלך הניסוי כולו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את הדורה עניין של craniotomies שניהם. שתי מחטים (30 וחצי מד) bended על קצות (להרכיב וו), עשויה לשמש מניפולציה זו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את מחבר של בדיקות סיליקון ל manipulatiors stereotaxic. מחברים מחוברים מוט כדי לקבל את שוקי של בדיקות מקבילות לחלוטין המניפולטור stereotaxic. זה חיוני כדי לשמור על הקלטות יציבה למנוע נזק בדיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הבורג התייחסות סיכה התייחסות בדיקה סיליקון. כדי להפחית את הרעש החשמלי את הברגים הקרקע צריך להיות מחובר: א) הקרקע של התקע בדיקה; ii) את הקרקע מארז ממכשיר ההקלטה, ו iii) את המסגרת stereotaxic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הניחו את קצה בדיקות סיליקון רק במגע עם פיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאט לאט להציג את הדואר בדיקות סיליקון לוודא כי שנקס של בדיקות סיליקון (איור 1 &amp; 2) יכול להיות מוכנס לתוך המוח ללא התנגדות או כיפוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בזהירות להוריד את הבדיקות עד שמגיעים לאזור ההקלטה הרצוי. במידת הצורך, להוסיף טיפות של PBS על החלק העליון של craniotomies כדי למנוע התייבשות של הרקמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגלל הרדמה urethane יש להשתמש רק עבור הליכים הטרמינל, החיה היא להרדים בזריקה ip של 200mg/kg לפחות של נתרן pentobarbital מדולל לריכוז של מ&quot;ג לא יותר מ 60 / מ&quot;ל. זה ואחריו עריפת ראש של החיה. </li></ol> 3. נציג תוצאות: הקלטות נציג פוטנציאלים בתחום הפעילות המקומית spiking מומחשים איור 3A. לאחר ביצוע מיון ספייק (קוצים להפלות שמקורם נוירונים שונים; איור 3 ב &#39;, ג&#39;, 6, 7, 8) סיליקון הקלטות בדיקה לספק את היכולת לחקור את הפעילות העצבית אוכלוסיה מעורבת, אניאונג אחרים, את התהליכים הבאים: זיכרון וקבלת החלטות 9, 10 פלסטיות, גירוי קידוד 11, פעילות ספונטנית 12 ואת ההשפעות של תרופות שונות 13. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig1.jpg" /> באיור 1. דוגמה א &#39;של בדיקה סיליקון עם שוק יחיד על גבי מונטאז&#39; של נוירונים משוחזר (באדיבות ס סקטה 14). דוגמה ב&#39; של בדיקה עם תצורה tetrode בכל אחד 8 שוקי. סכמטי של C. עכברוש בגולגולת. הקופסאות הירוקות מייצגות את היקף craniotomy מעל קליפת החושית על ימין ועל שמאל. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig2.jpg" /> באיור 2. דוגמה של ניסוי עם בדיקות סיליקון מוכנס בקליפת המוח הקדם חזיתית ההיפוקמפוס ו. טיפות PBS לכסות את craniotomy להגן על br חשוףעין מהתייבשות. שני ברגים ממוקמים מעל במוח הקטן יהיה מחובר לקרקע התייחסות, בהתאמה. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3282/3282fig3.jpg" /> באיור 3. תמונה א &#39;מראה 500ms של הקלטת אלקטרו נציג פוטנציאל שדה מקומיות (LFP) מ tetrode אחד (שימו לב: מתח שלילי הוא זמם על לתאם). הכנס מציג - צורת גל של עלייה ב &#39;דו מימדי צפיות של אשכולות יחידה במרחב תכונה tetrode 1.. מקבץ מייצג קוצים מיחידה אחת (נוירון). ג ממוצע ספייק גל מיחידות נציג (בצבעים שונים) בכל אחד מארבעת האתרים הקלטה מ tetrode אחת. ד Waveform אנרגיה (הקשורים אמפליטודה) של קוצים רשמה לאורך זמן . הערה ערכי אנרגיה קבועה יחסית לכל יחידה, זה מעיד על הקלטה יציבה לאורך משך הזמן של התקופה המוצגת.

<ol>
	<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat. Neurosci. 7, 446-451 (2004).</li><li>Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+neurotechnologies+for+chronic+neural+interfaces:+new+horizons+and+clinical+opportunities.">Advanced neurotechnologies for chronic neural interfaces: new horizons and clinical opportunities.</a> J. Neurosci. 28, 11830-11838 (2008).</li><li>Csicsvari, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Massively+parallel+recording+of+unit+and+local+field+potentials+with+silicon-based+electrodes.">Massively parallel recording of unit and local field potentials with silicon-based electrodes.</a> J. Neurophysiol. 90, 1314-1323 (2003).</li><li>Bartho, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+neocortical+principal+cells+and+interneurons+by+network+interactions+and+extracellular+features.">Characterization of neocortical principal cells and interneurons by network interactions and extracellular features.</a> J. Neurophysiol. 92, 600-608 (2004).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The rat brain: in stereotaxic coordinates. , (1998).</li><li>Lewicki, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+methods+for+spike+sorting:+the+detection+and+classification+of+neural+action+potentials.">A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural action potentials.</a> Network. 9, R53-R78 (1998).</li><li>Harris, K. D., Henze, D. A., Csicsvari, J., Hirase, H., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements.">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).</li><li>Luczak, A., Narayanan, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectral+representation--analyzing+single-unit+activity+in+extracellularly+recorded+neuronal+data+without+spike+sorting.">Spectral representation--analyzing single-unit activity in extracellularly recorded neuronal data without spike sorting.</a> J. Neurosci. Methods. 144, 53-61 (2005).</li><li>Pastalkova, E., Itskov, V., Amarasingham, A., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internally+generated+cell+assembly+sequences+in+the+rat+hippocampus.">Internally generated cell assembly sequences in the rat hippocampus.</a> Science. 321, 1322-1327 (2008).</li><li>Fujisawa, S., Amarasingham, A., Harrison, M. T., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavior-dependent+short-term+assembly+dynamics+in+the+medial+prefrontal+cortex.">Behavior-dependent short-term assembly dynamics in the medial prefrontal cortex.</a> Nat Neurosci. 11, 823-833 (2008).</li><li>Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+do+neurons+work+together?+Lessons+from+auditory+cortex.">How do neurons work together? Lessons from auditory cortex.</a> Hear. Res. 271, 37-53 (2011).</li><li>Luczak, A., Bartho, P., Marguet, S. L., Buzsaki, G., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+structure+of+neocortical+spontaneous+activity+in+vivo.">Sequential structure of neocortical spontaneous activity in vivo.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 347-352 (2007).</li><li>Robbe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cannabinoids+reveal+importance+of+spike+timing+coordination+in+hippocampal+function.">Cannabinoids reveal importance of spike timing coordination in hippocampal function.</a> Nat. Neurosci. 9, 1526-1533 (2006).</li><li>Sakata, S., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laminar+structure+of+spontaneous+and+sensory-evoked+population+activity+in+auditory+cortex.">Laminar structure of spontaneous and sensory-evoked population activity in auditory cortex.</a> Neuron. 64, 404-418 (2009).</li></ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

מסמך זה מדגים כיצד להשתמש אלקטרודה arrays סיליקון להקליט אוכלוסייה גדולה של נוירונים (&gt; 100) קליפת המוח באזורים מרובים בו זמנית. על מנת להצליח ניתוח הקלטה, הנושאים הבאים צריך להיחשב: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבוא של בדיקות לאזור הרצוי: כאשר מכניסים את בדיקות ברקמת המוח, אפשר לגרום נזק רב. זה יכול לגרום איכות נמוכה של יחידות מוקלט. כדי להימנע מבעיה זו אנו ממליצים על הבאות: (i) הציגו בדיקות בזווית מסוימת (מומלץ להשתמש זווית תואר 10). בעשותם זאת, הנזק הדנדריטים של הנוירונים מוקלט יכול להיות מופחת (ii) לאחר הבדיקות מוכנסים רקמת המוח, הם הוריד תחילה בקצב מהיר (כ 5-10 מיקרון ל 10-30 שניות), עד שהם מקבלים קרוב יותר לאזור הרצוי של ההקלטה. כאשר בדיקות כ -200 מיקרון מאזור היעד, המיקום הוא מותאם יותר לאט (כimately 10 מיקרון כל 2 או 3 דקות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייצוב של הקלטות: כאשר הבדיקות הן באזור המיועד ופעילות רבה מזוהה (דוקרנים בולטים ברוב הערוצים), מומלץ להמתין כ 30 דקות לפני תחילת ההקלטה. זה יאפשר רקמת המוח כדי לייצב מכנית אחרי הכניסה של בדיקות להבטיח הקלטה יציבה יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פעימה המוח: מדי פעם אפשר לראות פעימה המוח יכול להפחית באופן משמעותי את איכות ההקלטה. Craniotomy קטן (מספיק מקום כדי להתאים את החללית) יכול להפחית את הפעימה המוח באזור ההקלטה. אם יש צורך, צ&#39;יסטרנה magna ניתן ניקב. פעולה זו מפחיתה את הלחץ הנוזל השדרתי ומפחית נפיחות פעימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תצורה הסיליקון בדיקה: בדיקות הסיליקון יכול להיות מגוון של צורות אתר תצורות הקלטה. לדוגמה, הם יכולים להשתנות במספר שוקי, אורך ועובי שנקס, ועלההסדר של אתרים הקלטה (למשל tetrode לעומת תצורה ליניארית, וראו: www.neuronexustech.com). הבחירה לחקור בשימוש עם תצורה מסוימת תלוי בשאלה מדעית צורך להיות ענו. לדוגמה, אם המטרה היא להקליט אוכלוסיות של נוירונים במקומות רבים בשכבה אחת ספציפית (כפי שהוצג הקלטות אלה), הבחירה הטובה ביותר היא להשתמש בדיקה עם שמונה פגיונות תצורה tetrode. זה מאפשר הקלטות של יחידות מרובות בבת אחת tetrode כל דגימה של שמונה מוקדים ברחבי טווח 1.4mm. במקרה אחר, אם מישהו רוצה ללמוד propagations פעילות על פני שכבות בקליפת המוח, הבחירה הטובה ביותר תהיה להשתמש בדיקה עם שוק אחד עם אתרי הקלטה מופץ באופן קבוע לאורך שוק אשר מאפשר הקלטה בשכבות מרובות קורטיקליים 14 בו זמנית. </li></ol>

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td></tr><tr><td> Urethane </td><td> Sigma-Aldrich </td><td></td></tr><tr><td> מאגר מלוחים פוספט (PBS) </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Isoflurane </td><td> בנסון </td><td> 02241315 </td></tr><tr><td> הסיליקון בדיקות </td><td> NeuroNexus טכנולוגיות </td><td> 4 X 2 - ט - 5 מ&quot;מ - 150 - 200-312 </td></tr><tr><td> אני דיי (המבת&quot;ן 18 (3)) </td><td> Invitrogen ושות </td><td> 617830 </td></tr><tr><td> Dexamethasone 5 </td><td> Vetoquinol </td><td> 0A0640B </td></tr><tr><td> עין משחה </td><td> Vetoquinol </td><td> 005165414 </td></tr><tr><td> HCl לידוקאין 2% עם אפינפרין </td><td> Bimeda-MTC </td><td> 00141984 </td></tr><tr><td> Stereotaxic מסגרת </td><td> KOPF מכשירים </td><td> 1430-B </td></tr><tr><td> אלקטרודה מניפולטור ומחזיק </td><td> KOPF מכשירים </td><td> 960 </td></tr><tr><td> עכברוש אוזניים מוטות </td><td> KOPF מכשירים </td><td> 1955 </td></tr><tr><td> עכברוש מתאם </td><td> KOPF מכשירים </td><td> 920 </td></tr><tr><td> אלחוש מסכה </td><td> KOPF מכשירים </td><td> 906 </td></tr><tr><td> אזמל נתוחים </td><td> Roboz מכשירי ניתוח </td><td> RS-9843 </td></tr><tr><td> איזמל להבי </td><td> דוגמה ומופת </td><td> 0086 </td></tr><tr><td> מספריים לנתח Micro </td><td> Roboz מכשירי ניתוח </td><td> RS-5910 </td></tr><tr><td> ברגים </td><td> Pasteners גולד בע&quot;מ </td><td> 14084701 </td></tr><tr><td> עוצר דמום מלקחיים </td><td> לשדודעוז מכשירי ניתוח </td><td> RS-7130 RS-7211 </td></tr><tr><td> 30 מחטים ½ מד </td><td> בקטון דיקינסון, </td><td> 305115 </td></tr><tr><td> Micromotor מלאה </td><td> Foredom </td><td> HP4-917 </td></tr><tr><td> הביתור מלקחיים </td><td> Roboz מכשירי ניתוח </td><td> RS-5237 </td></tr><tr><td> עצם שעווה </td><td> Lukens </td><td> M263500 </td></tr><tr><td> בקבוק אוויר דחוס </td><td> פלקון בטיחות מוצרים, Inc </td><td> 50-10521C </td></tr><tr><td> אנזימתי נקי </td><td> בוסטון, Bausch &amp; Lomb </td><td> BAUSCH497628 </td></tr><tr><td> מים מזוקקים </td><td></td><td></td></tr><tr><td> אבקת אקריליק שיניים </td><td> לאנג שיניים </td><td> 1220 </td></tr><tr><td> נוזל אקרילי שיניים </td><td> לאנג שיניים </td><td> 1404 </td> &lt;/ Tr&gt; <tr><td> Digital Lynx SX מערכת </td><td> Neuralynx בע&quot;מ </td><td> 4SX-Z400 </td></tr><tr><td> Cheeta Softwere </td><td> Neuralynx בע&quot;מ </td><td></td></tr><tr><td> אליגטור כבלים </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat

בקנה מידה גדול הקלטות אלקטרו מן הרכבים העצבית מציעים את ההזדמנות כדי לחקור כיצד המוח מנצח מגוון רחב של התנהגויות מפעילות spiking של נוירונים שלה. אחת השיטות האפקטיביות ביותר כדי לפקח spiking פעילות ממספר רב של נוירונים מרובים מעגלים עצביים מקומיים בעת ובעונה אחת היא באמצעות אלקטרודה סיליקון מערכים 1-3. פוטנציאל פעולה גדול לייצר מתח הטרנסממברני שינויים בסביבת somata התא. אותות אלה הפלט ניתן למדוד על ידי הצבת מנצח בסמיכות של נוירון. אם יש הרבה פעילים (spiking) נוירונים באזור קצה, אלקטרודה הרשומות אות בשילוב של כולם, היכן התרומה של נוירון יחיד משוקלל על פי &quot;המרחק חשמל&quot; שלה. בדיקות הסיליקון הם אלקטרודות הקלטה אידיאלי כדי לפקח על נוירונים מרובים בגלל מספר רב של אתרי הקלטה (64) ואת נפח קטן. Furthermoמחדש, באתרים מרובים ניתן לארגן על פני מרחק של מילימטרים, ובכך מאפשר את הקלטות בו זמנית של הפעילות העצבית בקליפת המוח בשכבות שונות או בעמודות מרובות קליפת המוח (איור 1). חשוב לציין, את חלוקת מדויק גאומטרית של אתרי הקלטה מאפשר גם להגדרה של היחסים המרחביים של 4 נוירונים בודדים בודד. כאן, אנו מתארים חריפה, בקנה מידה גדול הקלטה העצבית של קליפת המוח הימני והשמאלי החושית forelimb במקביל עכברוש הרדים עם בדיקות סיליקון (איור 2).

Watch this Scientific Journal Video about Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat at JoVE.com

Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

הקלטות תאיים של הפעילות העצבית באמצעות בדיקות סיליקון החולדה הרדים יתוארו. טכניקה זו מאפשרת לקבל מידע על אזורי מוח מרובים יותר מ 100 נוירונים בו זמנית. הוא מספק מידע עם רזולוציה של תא בודד על הדינמיקה בתוך מעגלים עצביים הרכבים מקומיים רבים.

הקלטה בקנה מידה גדול הרכבים העצבית עם בדיקות הסיליקון ב עכברוש הרדים

Large scale electrophysiological recordings from neuronal ensembles offer the opportunity to investigate how the brain orchestrates the wide variety of ...

recording-large-scale-neuronal-ensembles-with-silicon-probes

Research

JoVE Journal

Neuroscience

24.8K Views.  University of Lethbridge. הקלטות תאיים של הפעילות העצבית באמצעות בדיקות סיליקון החולדה הרדים יתוארו. טכניקה זו מאפשרת לקבל מידע על אזורי מוח מרובים יותר מ 100 נוירונים בו זמנית. הוא מספק מידע עם רזולוציה של תא בודד על הדינמיקה בתוך מעגלים עצביים הרכבים מקומיים רבים.

Video: Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

מערכת אוטומטי לחלוטין תכליתי מאוד עבור בדיקת ריבוי פונקציות קוגניטיביות ורישום פעילות עצבית במכרסמים

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of the dendritic tree, which eventually leads to neuronal output of action potentials at the axon. The influence of diverse spatial and temporal parameters of specific synaptic input on neuronal output is currently under investigation, e.g. the distance-dependent attenuation of dendritic inputs, the location-dependent interaction of spatially segregated inputs, the influence of GABAergig inhibition on excitatory integration, linear and non-linear integration modes, and many more.
With fast micro-iontophoresis of glutamate and GABA it is possible to precisely investigate the spatial and temporal integration of glutamatergic excitation and GABAergic inhibition. Critical technical requirements are either a triggered fluorescent lamp, light-emitting diode (LED), or a two-photon scanning microscope to visualize dendritic branches without introducing significant photo-damage of the tissue. Furthermore, it is very important to have a micro-iontophoresis amplifier that allows for fast capacitance compensation of high resistance pipettes. Another crucial point is that no transmitter is involuntarily released by the pipette during the experiment.
Once established, this technique will give reliable and reproducible signals with a high neurotransmitter and location specificity. Compared to glutamate and GABA uncaging, fast iontophoresis allows using both transmitters at the same time but at very distant locations without limitation to the field of view. There are also advantages compared to focal electrical stimulation of axons: with micro-iontophoresis the location of the input site is definitely known and it is sure that only the neurotransmitter of interest is released. However it has to be considered that with micro-iontophoresis only the postsynapse is activated and presynaptic aspects of neurotransmitter release are not resolved. In this article we demonstrate how to set up micro-iontophoresis in brain slice experiments.

In this article we introduce fast micro-iontophoresis of neurotransmitters as a technique to investigate integration of postsynaptic signals with high spatial and temporal precision.

מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Extracellular Recording of Neuronal Activity Combined with Microiontophoretic Application of Neuroactive Substances in Awake Mice

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and awake animals. Therefore, methods allowing the manipulation of synaptic systems in awake animals are required in order to determine the contribution of synaptic inputs to neuronal processing unaffected by anesthetics. Here, we present methodology for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. By combining these procedures, we performed microiontophoretic injections of gabazine to selectively block GABAA receptors in neurons of the inferior colliculus of head-restrained mice. Gabazine successfully modified neural response properties such as the frequency response area and stimulus-specific adaptation. Thus, we demonstrate that our methods are suitable for recording single-unit activity and for dissecting the role of specific neurotransmitter receptors in auditory processing.
The main limitation of the described procedure is the relatively short recording time (~3 hr), which is determined by the level of habituation of the animal to the recording sessions. On the other hand, multiple recording sessions can be performed in the same animal. The advantage of this technique over other experimental procedures used to manipulate the level of neurotransmission or neuromodulation (such as systemic injections or the use of optogenetic models), is that the drug effect is confined to the local synaptic inputs to the target neuron. In addition, the custom-manufacture of electrodes allows adjustment of specific parameters according to the neural structure and type of neuron of interest (such as the tip resistance for improving the signal-to-noise ratio of the recordings).

We present methods for the construction of electrodes to simultaneously record extracellular neural activity and release multiple neuroactive substances at the vicinity of the recording sites in awake mice. This technique allows the detailed analysis of putative local synaptic inputs to the neuron of interest.

הקלטה תאית של העצבית פעילות משולבת עם Microiontophoretic יישום של חומרי Neuroactive עכברי Awake

Differences in the activity of neurotransmitters and neuromodulators, and consequently different neural responses, can be found between anesthetized and ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the electrical responses of the retina to light stimulation, while the VEP measures the corresponding functional integrity of the visual pathways from the retina to the primary visual cortex following the same light event. The ERG waveform can be broken down into components that reflect responses from different retinal neuronal and glial cell classes. The early components of the VEP waveform represent the integrity of the optic nerve and higher cortical centers. These recordings can be conducted in isolation or together, depending on the application. The methodology described in this paper allows simultaneous assessment of retinal and cortical visual evoked electrophysiology from both eyes and both hemispheres. This is a useful way to more comprehensively assess retinal function and the upstream effects that changes in retinal function can have on visual evoked cortical function.

This protocol describes simultaneous measurement of electroretinogram and visual evoked potentials in anesthetized rats.

הקלטה בו זמנית של Electroretinography ופוטנציאלים חזותיים מעוררים אצל חולדות הרדימו

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Implantation of Chronic Silicon Probes and Recording of Hippocampal Place Cells in an Enriched Treadmill Apparatus

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced electrodes for large-scale electrophysiological recording of neuronal activity, but the procedures for their chronic implantation are still underdeveloped. The activity of hippocampal place cells is known to correlate with an animal&#39;s position in the environment, but the underlying mechanisms are still unclear. To investigate place cells, here we describe a set of techniques which range from the fabrication of devices for chronic silicon probe implants to the monitoring of place field activity in a cue-enriched treadmill apparatus. A micro-drive and a hat are built by fitting and fastening together 3D-printed plastic parts. A silicon probe is mounted on the micro-drive, cleaned, and coated with dye. A first surgery is performed to fix the hat on the skull of a mouse. Small landmarks are fabricated and attached to the belt of a treadmill. The mouse is trained to run head-fixed on the treadmill. A second surgery is performed to implant the silicon probe in the hippocampus, following which broadband electrophysiological signals are recorded. Finally, the silicon probe is recovered and cleaned for reuse. The analysis of place cell activity in the treadmill reveals a diversity of place field mechanisms, outlining the benefit of the approach.

We describe the diverse steps to implant chronic silicon probes and to record place cells in mice that are running head-fixed on a cue-enriched treadmill apparatus.

השרשה של הגששים סיליקון כרונית ורישום של תאים בהיפוקמפוס המקום מכשיר הליכון מועשר

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a closed-loop event-triggered manner. Although many studies are focusing on the possible benefits and side-effects of TES in healthy and pathologic brains, there are still many fundamental open questions regarding the mechanism of action of the stimulation. Therefore, there is a clear need for a robust and reproducible method to test the acute and the chronic effects of TES in rodents. TES can be combined with regular behavioral, electrophysiological, and imaging techniques to investigate neuronal networks in vivo. The implantation of transcranial stimulation electrodes does not impose extra constraints on the experimental design while it offers a versatile, flexible tool to manipulate brain activity. Here we provide a detailed, step-by-step protocol to fabricate and implant transcranial stimulation electrodes to influence brain activity in a temporally constrained manner for months.

This detailed protocol describes transcranial stimulation electrode placement on the temporal bone in order to investigate the short- and long-term effects of transcranial electrical stimulation in freely moving rats.

גירוי חשמלי טראנס כרונית והקלטה Intracortical בחולדות

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems neuroscience. One key component of this technique consists of the precise placement of multiple electrodes into desired brain regions and the maintenance of their stability. Here, we describe a protocol for the construction of a 3D-printable hyperdrive, which includes eighteen independently adjustable tetrodes, and is specifically designed for in vivo extracellular neural recording in freely behaving rats. The tetrodes attached to the microdrives can either be individually advanced into multiple brain regions along the track, or can be used to place an array of electrodes into a smaller area. The multiple tetrodes allow for simultaneous examination of action potentials from dozens of individual neurons, as well as local field potentials from populations of neurons in the brain during active behavior. In addition, the design provides for simpler 3D drafting software that can easily be modified for differing experimental needs.

We present the construction of a 3D-printable hyperdrive with eighteen independently adjustable tetrodes. The hyperdrive is designed to record brain activity in freely behaving rats over a period of several weeks.

בניית הנעת Tetrode רב משופרת עבור הקלטת עצבית בקנה מידה גדול ב מתנהג חולדות

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

Large-scale Three-dimensional Imaging of Cellular Organization in the Mouse Neocortex

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical properties, synaptic connections, and in vivo functions, but their basic functional and anatomical organization from cellular to network scale is poorly understood. Here we describe a method for the three-dimensional imaging of fluorescently-labeled neurons across large areas of the brain for the investigation of the cortical cellular organization. Specific types of neurons are labeled by the injection of fluorescent retrograde neuronal tracers or expression of fluorescent proteins in transgenic mice. Block brain samples, e.g., a hemisphere, are prepared after fixation, made transparent with tissue clearing methods, and subjected to fluorescent immunolabeling of the specific cell types. Large areas are scanned using confocal or two-photon microscopes equipped with large working distance objectives and motorized stages. This method can resolve the periodic organization of the cell type-specific microcolumn functional modules in the mouse neocortex. The procedure can be useful for the study of three-dimensional cellular architecture in the diverse brain areas and other complex tissues.

Here we describe a procedure for tissue clearing, fluorescent labeling, and large-scale imaging of mouse brain tissue which, thereby, enables visualization of the three-dimensional organization of cell types in the neocortex.

הדמיה תלת מימדי בקנה מידה גדול של ארגון הסלולר קליפת העכבר

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical ...

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, conventional microdrive designs often only allow use of one type of electrode to record from single or multiple regions, limiting the yield of single-unit or depth profile recordings. It also often limits the ability to combine electrode recordings with optogenetic tools to target pathway and/or cell type specific activity. Presented here is a hybrid microdrive array for freely moving mice to optimize yield and a description of its fabrication and reuse of the microdrive array. The current design employs nine tetrodes and one opto-silicon probe implanted in two different brain areas simultaneously in freely moving mice. The tetrodes and the opto-silicon probe are independently adjustable along the dorsoventral axis in the brain to maximize the yield of unit and oscillatory activities. This microdrive array also incorporates a set-up for light, mediating optogenetic manipulation to investigate the regional- or cell type-specific responses and functions of long-range neural circuits. In addition, the opto-silicon probe can be safely recovered and reused after each experiment. Because the microdrive array consists of 3D-printed parts, the design of microdrives can be easily modified to accommodate various settings. First described is the design of the microdrive array and how to attach the optical fiber to a silicon probe for optogenetics experiments, followed by fabrication of the tetrode bundle and implantation of the array into a mouse brain. The recording of local field potentials and unit spiking combined with optogenetic stimulation also demonstrate feasibility of the microdrive array system in freely moving mice.

This protocol describes the construction of a hybrid microdrive array that allows implantation of nine independently adjustable tetrodes and one adjustable opto-silicon probe in two brain regions in freely moving mice. Also demonstrated is a method for safely recovering and reusing the opto-silicon probe for multiple purposes.

מערכת Microdrive היברידית עם בדיקה ההשבה Opto-סיליקון ו Tetrode עבור הקלטה כפול בצפיפות גבוהה בחופשיות העברת עכברים

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, ...