ברצוננו להודות אנדרו קריפס, יחידת BioResource מאוניברסיטת רדינג. מחקר זה מומן על ידי BBSRC (להעניק מספר: BB/K010123/1). נתונים המשויכים עבודה זו זמינה בחופשיות מן Y.Z. (ying.zheng@reading.ac.uk).

<ol>
	<li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex:+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomena.">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena.</a> Physiol Rev. 65 (1), 37-100 (1985).</li><li>Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Underpinnings+of+the+BOLD+Functional+Magnetic+Resonance+Imaging+Signal.">The Underpinnings of the BOLD Functional Magnetic Resonance Imaging Signal.</a> J Neurosci. 23 (10), 3963-3971 (2003).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+extracellular+fields+and+currents+—+EEG,+ECoG,+LFP+and+spikes.">The origin of extracellular fields and currents — EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nat Rev Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).</li><li>Einevoll, G. T., Kayser, C., Logothetis, N. K., Panzeri, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+and+analysis+of+local+field+potentials+for+studying+the+function+of+cortical+circuits.">Modelling and analysis of local field potentials for studying the function of cortical circuits.</a> Nat Rev Neurosci. 14 (11), 770-785 (2013).</li><li>Zheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balanced+excitation+and+inhibition:+Model+based+analysis+of+local+field+potentials.">Balanced excitation and inhibition: Model based analysis of local field potentials.</a> Neuroimage. 63 (1), 81-94 (2012).</li><li>Bruyns-Haylett, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurogenesis+of+P1+and+N1:+A+concurrent+EEG/LFP+study.">The neurogenesis of P1 and N1: A concurrent EEG/LFP study.</a> Neuroimage. 146, 575-588 (2017).</li><li>Nunez, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electric Fields of the Brain: The Neurophysics of EEG. , (1981).</li><li>Jackson, A. F., Bolger, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurophysiological+bases+of+EEG+and+EEG+measurement:+A+review+for+the+rest+of+us.">The neurophysiological bases of EEG and EEG measurement: A review for the rest of us.</a> Psychophysiology. 51 (11), 1061-1071 (2014).</li><li>Cohen, M. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Where+Does+EEG+Come+From+and+What+Does+It+Mean?.">Where Does EEG Come From and What Does It Mean?.</a> Trends Neurosci. 40 (4), 208-218 (2017).</li><li>Bojak, I., Oostendorp, T., Reid, A., K&#246;tter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Connecting+Mean+Field+Models+of+Neural+Activity+to+EEG+and+fMRI+Data.">Connecting Mean Field Models of Neural Activity to EEG and fMRI Data.</a> Brain Topogr. 23 (2), 139-149 (2010).</li><li>Coombes, S. <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+neural+dynamics:+Simple+and+complex.">Large-scale neural dynamics: Simple and complex.</a> Neuroimage. 52 (3), 731-739 (2010).</li><li>Deco, G., Jirsa, V. K., Robinson, P. A., Breakspear, M., Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamic+brain:+from+spiking+neurons+to+neural-masses+and+cortical+fields.">The dynamic brain: from spiking neurons to neural-masses and cortical fields.</a> PLoS Comput. Biol. 4 (8), e1000092 (2008).</li><li>Pinotsis, D. A., Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+fields,+spectral+responses+and+lateral+connections.">Neural fields, spectral responses and lateral connections.</a> Neuroimage. 55 (1), 39-48 (2011).</li><li>Riera, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pitfalls+in+the+dipolar+model+for+the+neocortical+EEG+sources.">Pitfalls in the dipolar model for the neocortical EEG sources.</a> J Neurophysiol. 108 (4), 956-975 (2012).</li><li>Valdes, P. A., Jimenez, J. C., Riera, J., Biscay, R., Ozaki, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlinear+EEG+analysis+based+on+a+neural+mass+model.">Nonlinear EEG analysis based on a neural mass model.</a> Biol Cybern. 81 (5), 415-424 (1999).</li><li>Musall, S., von Pf&#246;stl, V., Rauch, A., Logothetis, N. K., Whittingstall, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Neural+Synchrony+on+Surface+EEG.">Effects of Neural Synchrony on Surface EEG.</a> Cereb Cortex. 24 (4), 1045-1053 (2014).</li><li>Snyder, A. C., Morais, M. J., Willis, C. M., Smith, 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=Global+network+influences+on+local+functional+connectivity.">Global network influences on local functional connectivity.</a> Nat Neurosci. 18 (5), 736-743 (2015).</li><li>Mayhew, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+analysis+of+neural+activity+in+brain:+Increased+oxygen+consumption+following+activation+of+barrel+cortex.">Spectroscopic analysis of neural activity in brain: Increased oxygen consumption following activation of barrel cortex.</a> Neuroimage. 12 (6), 664-675 (2000).</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. , (2005).</li><li>Martindale, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hemodynamic+impulse+response+to+a+single+neural+event.">The hemodynamic impulse response to a single neural event.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 23 (5), 546-555 (2003).</li><li>Pettersen, K. H., Devor, A., Ulbert, I., Dale, A. M., Einevoll, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current-source+density+estimation+based+on+inversion+of+electrostatic+forward+solution:+Effects+of+finite+extent+of+neuronal+activity+and+conductivity+discontinuities.">Current-source density estimation based on inversion of electrostatic forward solution: Effects of finite extent of neuronal activity and conductivity discontinuities.</a> J Neurosci Methods. 154 (1-2), 116-133 (2006).</li><li>Thomson, D. J., et al., Fitzgerald, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multitaper+analysis+of+nonstationary+and+nonlinear+time+series+data.">Multitaper analysis of nonstationary and nonlinear time series data.</a> Nonlinear and Nonstationary Signal Processing. , 317-394 (2000).</li><li>Bae, J., Deshmukh, A., Song, Y., Riera, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+Source+Imaging+in+Preclinical+Rat+Models+of+Focal+Epilepsy+using+High-Resolution+EEG+Recordings.">Brain Source Imaging in Preclinical Rat Models of Focal Epilepsy using High-Resolution EEG Recordings.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (100), e52700 (2015).</li><li>Baumann, S. B., Wozny, D. R., Kelly, S. K., Meno, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+electrical+conductivity+of+human+cerebrospinal+fluid+at+body+temperature.">The electrical conductivity of human cerebrospinal fluid at body temperature.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 44 (3), 220-223 (1997).</li><li>Wendel, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Influence+of+Age+and+Skull+Conductivity+on+Surface+and+Subdermal+Bipolar+EEG+Leads.">The Influence of Age and Skull Conductivity on Surface and Subdermal Bipolar EEG Leads.</a> Computational Intelligence and Neuroscience. 2010, (2010).</li><li>Flemming, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+distortion+of+EEG+signals+caused+by+a+hole+in+the+skull+mimicking+the+fontanel+in+the+skull+of+human+neonates.">Evaluation of the distortion of EEG signals caused by a hole in the skull mimicking the fontanel in the skull of human neonates.</a> Clin Neurophysiol. 116 (5), 1141-1152 (2005).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

תארנו ניתוח ניסיוני עבור הקלטה בו זמנית של אותות EEG ו- LFP משותפת לשפות אחרות של עכברוש anesthetized איזופלוריין בתגובה משערה pad גירוי. Microelectrode הוכנס לתוך קליפת ומעבר בפתח האלקטרודה עכביש EEG אשר היה מיושר עם חור burr תרגלנו את הגולגולת. האלקטרודה היה מאובטח בגולגולת מאת מוליכי חשמל ולהדביק דבק EEG23. קונוס האף המשמש עבור המינהל איזופלוריין שונתה כך מגרה אלקטרודות יכול להיות מוכנס אל תוך כרית משערה בקלות.
הדבק EEG היה יעיל הרכבה האלקטרודה עכביש בצורה מאובטחת לגולגולת, תוך מתן מוליכות חשמלית מעולה לאורך כל היום ניסיוני ללא צורך יישומים נוספים של הדבקה. זה מוחלף השימוש בדבק כדי לתקן את הפריפריה של האלקטרודה עכביש בגולגולת, כמו דבק הלא מוליך יכול להגדיל את אימפדנס של האלקטרודה אם היא נמשכת בין הגולגולת האלקטרודה לא רצויים. EEG הדבק יש מספר יתרונות על פני EEG ג'ל, אשר קשה הצורה סביב החור burr יכול להתייבש במהלך הניסוי, וכתוצאה מכך אותות EEG המסכן.
כמו החולדה הוטמן בתוך כלוב פאראדיי, רעש חשמלי עקב הסביבה היה במידה רבה הקלוש. עם זאת, לפעמים האות העצבי היה עדיין די רועש. ברוב המקרים, זה נגרם על ידי האלקטרודה הפניה לא מאובטחת מוצבים, לכן צריך להיות מותאם מחדש או יותר EEG הדבקה בשימוש. בעיה נפוצה נוספת היתה LFP עורר היה קטן משרעת. זה יכול להיות בגלל microelectrode אינו ממוקם במרכז של אזור בקליפת המוח מופעל על ידי האלקטרודות מגרה. במקום להכניס מחדש את microelectrode, אשר יכול לגרום נזק הנוירונים המקומי, מותאמות אנחנו בדרך כלל את מיקום האלקטרודות מגרה בלוח משערה עד משרעת סבירה של LFP (> 3 mV) יכול להיות שנצפו.
אחת המגבלות של הטכניקה היא הרזולוציה המרחבית המסכן של האלקטרודה עכביש, אשר יש קוטר 6 מ מ. זה גדול לעומת גודל הגולגולת של החולדה. למרבה הצער, האלקטרודה עכביש המשמש כאן הוא הקטן ביותר ניתן לרכוש. זה יהיה רצוי לצמצם את הקוטר של האלקטרודה עכביש 2-4 מ מ, ובכך מגדילים יחודיות המרחבי של הקלטות EEG, ביצוע ההשוואה בין האות EEG supragranular את LFP אות פחות חד משמעיים.
מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול צריך תשומת לב מיוחדת. הראשון הוא החדרת microelectrode דרך החור בר. כמו השכבה הקשה של המוח אחרת ללא פגע, הדיוק של ההוספה היא קריטית. בהתנגדות קלה בקצה האלקטרודה בדרך כלל אומר שהאלקטרודה אינו ממוקם כראוי. זה חייב להיות מורמות, מיקום מותאם, ונוסף מחדש. השני הוא המיקום של קונוס האף על החולדה. זה לא יכול להיות רפוי מדי, כפי איזופלוריין ימלט מן קונוס. זה גם אינו יכול להיות חזק מדי, כמו זה יכול להכשיל את הנחיריים של העכברוש ולגרום קשיי נשימה. תשומת לב מיוחדת נדרשת גם כדי להבטיח משרעת של EEG ההקלטה הרבה יותר קטן (בדרך כלל פי 5 או 10 קטנים יותר) מאשר LFP העליון ערוץ ההקלטה. אם הם דומים, זה אינדיקציה כי החללית EEG בא במגע ישיר או עקיף עם microelectrode. איש קשר עקיף בדרך כלל דרך לנוזל חוט השדרה (CSF) הממלא לפעמים החור נבלם בתוך הגולגולת. מוליכות CSF הוא בדרך כלל 100 פעמים של הגולגולת24,25. לפיכך, אם רמת נוזל מוחי-שדרתי בתוך החור burr הוא מספיק גבוה, זה יכול להפוך קשר עם האלקטרודה עכביש. כדי למנוע זאת, החור צריך לעתים קרובות לנקות עם סופר סופג כותנה ספוגים כגון החניתות הקליטה.
ההשפעה של חור בר (קוטר < 2 מ מ) בתוך הגולגולת שללואת הקלטה סביב החור נחקר על-ידי הצבת אלקטרודה עכביש אחר על הגולגולת שלם על גבי קליפת ipsi-לרוחב הקנה כך בהשוואה הקלטות EEG הדו-צדדיים. התוצאות שמוצג באיור 9 , איור 10, מציע שהאפקט יהיה חסר חשיבות-המשמעות של רמת 0.05. גורמים אחרים המשפיעים על משרעת של EEG כוללים כמה טוב העיסה EEG היה בקשר עם הגולגולת, באיזה האלקטרודה היה לחוץ כדי הדבק, ואת מידת המרחבי הדבק EEG על הגולגולת.
זה גם ראוי לציין כי הפרוטוקול המתואר כאן הוקלט EEG הגולגולת, לכן הוא שונה הקרקפת EEG בשימוש במחקרים EEG בבני אדם. הקרקפת מתנהג כמו הנגד או מסנן נמוך לעבור, אשר תפחית את יחס אות לרעש של EEG הקלטה נוספת.
בסופו של דבר, השוואה של הדינמיקות הטמפורלי של ERP ושל LFP עורר פני שכבות בקליפת המוח מראים כי הפוטנציאל עורר המגע משקף יותר את LFP שכבה supragranular של קליפת המוח מאשר ב- פרטנית ו infragranular שכבות. . זה מסכים עם שלנו קודמת עבודה6, הממחיש הקטע הראשוני (P1) של ERP. קשור את החזרה הנוכחי הנובעים בתנאיי סינאפסות סינפטית הנוכחי המתרחשים ברובד פרטנית, בעוד עוקבות להנמיך ( N1) ב- ERP עשויה להיות קשורה הגעתו מושהית של אותות II/III ו/או feedforward שכבות מביא כדי קורטיקלית דפנות התלמוס משכבות קורטיקלית עמוק יותר. לסיכום, הקלטות בו-זמניות של EEG/LFP יכול לשפר את ההבנה של תחילתו עצבית של EEG ולהקל על מודלים מתמטיים של EEG במונחים של אותות עצביים של השכבות קורטיקלית.

זה מקובל LFPs שנרשם דרך microelectrodes בעיקר לשקף את הסכום משוקלל של סינאפסות סינפטית פעילויות מסונכרנות של האוכלוסייה המקומית כפירמידה עצבית-1,-2,-3 , 4. שלנו מחקרים אחרונים הראו כי הפרופיל של האות LFP יכול להיות הפרדתו רכיבים של עירור וניגוד5,6. עם זאת, כפי LFP נמדד בדרך כלל באמצעות הליך פולשני, זה לא מתאים ברוב המחקרים של המוח האנושי.
מצד שני, EEG היא שיטה לא פולשנית מודדים את הפעילות החשמלית של המוח. הוא משמש כלי אבחון עבור סוגים מסוימים של מחלות נוירולוגיות כגון אפילפסיה, וגם ככלי מחקר במחקרים קוגניטיבית בבני אדם. למרות הפופולריות שלו, מגבלה עיקרית של EEG היא חוסר היכולת לפרש שלה פרופילים טמפורלית בדיוק מבחינת כבסיס אותות עצביים7,8,9.
יותר ויותר, מודלים מתמטיים של EEG מפותחים כדי לשפר את ההבנה של המוח פונקציה10,11,12,13,14,15. רוב הדגמים EEG הקיימים מפותחים בהתבסס על התאמת מאפיינים של תחום התדר של המודל חזה פלט הקשת נתוני EEG במהלך פעילות ספונטנית, מעט מאוד דגמים EEG יכול ליצור מציאותי לפוטנציאלים חושית. בהקשר זה, הקלטות בו-זמניות של EEG ו- LFP תספק תובנות חשובות והאילוצים בפיתוח מודלים מתמטיים מדויקים יותר של EEG.
כדי לטפל צורך זה עבור הקלטות בו-זמניות לחקור לעומק את המקור עצבית של EEG, פיתחנו מתודולוגיה במקביל להקליט EEG ו- multi-למינריות LFP אותות קליפת של העכברוש anesthetized. הגדרת דומה מחקרים קודמים EEG/LFP בו-זמניות שנערך פרימטים16,17. אנחנו עוד יותר בדקו את ההשפעה של חור burr תרגלנו את הגולגולת הקלטות EEG סביב החור, על-ידי השוואת EEG הקלטות הדו-צדדיים (קרי, באונה אחת עם חור בר, ההמיספרה השנייה שלם) בהיעדר החישה גירוי. התוצאות שלנו להפגין כי הקלטות EEG/LFP בו-זמניות יכול להתבצע בפשטות וביעילות, עם עיוות אות EEG מעט מן החור burr בגולגולת.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Female Lister Hood rats</td>
			<td>Charles Rivers</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spider electrode</td>
			<td>Unimed Electrode Supplies Ltd</td>
			<td>SCS24-426</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG paste: Ten20</td>
			<td>Unimed Electrode Supplies Ltd</td>
			<td>10-20-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic holder with dual micromanipulator arms: Dual Manipulator Stereotaxic Frame with 18&#176; Ear Bars</td>
			<td>WPI (World Precision Instruments)</td>
			<td>502603</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>National Vet Services Limited</td>
			<td>50878</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hard plastic nose cone: Anasthesia Gas Mask for Rat</td>
			<td>WPI</td>
			<td>502054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal isoflurane anaesthetic system</td>
			<td>WPI</td>
			<td>EZ-B800A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermostatic heating pad: Rat Blanket System 230V</td>
			<td>Harvard Apparatus UK</td>
			<td>50-7221-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic ointment: Optixcare eye lube</td>
			<td>Viovet</td>
			<td>203865</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lidocaine Hydrochloride (Injection 2%)</td>
			<td>Larkmead Vets</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jacquette Scaler #1SSE, 18cm, Hollow</td>
			<td>WPI</td>
			<td>503421</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serrated and curved dissecting forceps</td>
			<td>WPI</td>
			<td>15915</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Braided silk, non-absorbable suture: Mersilk Suture W502H</td>
			<td>National Vet Services Limited</td>
			<td>153746</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental drill: BONE MICRO DRILL SYST 230 VAC</td>
			<td>Harvard Apparatus UK</td>
			<td>72-4860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Saline: Sodium chloride 0.9%</td>
			<td>Animalcare Ltd</td>
			<td>14K26BT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit #4 : Ball Mill, Carbide, #4</td>
			<td>Harvard Apparatus UK</td>
			<td>72-4958</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit #4 : Ball Mill, Carbide, #1/4</td>
			<td>Harvard Apparatus UK</td>
			<td>72-4962</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday cage</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>VIS-FDC-3600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibration isolation workstation: Vision IsoStation</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>M-VIS3660-RG4-325A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oximeter Control Unit and sensor: MouseOxPlus, Starr Life Sciences Corp.</td>
			<td>WPI</td>
			<td>O15001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transparent soft nose cone: Microflex Non-Rebreathing Unit with a Rat Nosecone</td>
			<td>WPI</td>
			<td>EZ-103A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel stimulating electrodes</td>
			<td>PlasticsOne</td>
			<td>E363/1/SPC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolated current stimulator</td>
			<td>Made in House</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16-channel micro-electrode, 100 &#956;m spacing, area of each site 177 &#956;m2</td>
			<td>NeuroNexus</td>
			<td>A1x16-10mm-100-177-A16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16-channel acute headstage</td>
			<td>Tucker David Technologies Inc., TDT</td>
			<td>RA16AC-Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pre-Amplifier: Z-Series 64-Channel Neuro-Digitizing Preamp</td>
			<td>TDT</td>
			<td>PZ5-64</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Passive signal splitter: 32-Channel Splitter Box for PZ5</td>
			<td>TDT</td>
			<td>S-BOX_PZ5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition unit: RZ2 BioAmp Processor. Z-Series 4-DSP ultra high performance processor</td>
			<td>TDT</td>
			<td>RZ2-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for Neurophysiology: OpenEX</td>
			<td>TDT</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absorption spears</td>
			<td>Fine Sicence Tools</td>
			<td>18105-01</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

concurrent recording of co-localized electroencephalography and local field potential in rodent

למרות אלקטרואנצפלוגרם (EEG) נעשה שימוש נרחב ככל שיטה לא פולשנית להקלטת פעילות עצבית במוח, הבנתנו נוירוג'נסיס של EEG הוא עדיין מוגבל מאוד. פוטנציאל שדה מקומי (LFPs) הוקלט ויה microelectrode רב-למינריות יכול לספק חשבון מפורט יותר של פעילות עצבית בו זמנית על פני שכבות קורטיקלית שונות בתוך קליפת, אך הטכניקה היא פולשנית. שילוב EEG ו- LFP מדידות במודל של ניסויים פרה-קליניים יכול מאוד לשפר את ההבנה של המנגנונים העצביים העומדים מעורב הדור של אותות EEG, וכדי להקל על ההטיה של מודל מתמטי יותר מציאותי ומדויק מבחינה ביולוגית של EEG. הליך פשוט לרכישת EEG בו-זמניות ונקודתי שיתוף ו- multi-למינריות אותות LFP למכרסמים anesthetized מוצג כאן. . חקרנו גם אם אותות EEG הושפעו באופן משמעותי חור burr בתלמידים הגולגולת עבור הכניסה של microelectrode התוצאות שלנו מראים כי החור burr יש השפעה זניחה על הקלטות EEG.

נתונים 4 חולדות היו בממוצע כדי לקבל זמן סדרת ישים. משרעת של התגובה EEG עורר, הידוע גם בשם האירוע הקשורות פוטנציאל (ERP), הוא בדרך כלל קטן בהרבה מזה של LFP. איור 6 מציגה את הממוצע ERP ו LFP ב supragranular, גרגרים, שכבות infragranular של קליפת חבית, בהתאמה. הלהקה שגיאה כל מגרש היא שגיאת התקן המתאים. ניתן לראות כי ה-ERP הוא כ 10 פעמים יותר מאשר LFP עורר.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig6.jpg"> איור 6: זאת אומרת (n = 4) אותות עצביים של ERP, supragranular, גרגרים, infragranular LFP. צל מציין שגיאה סטנדרטית. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56447/56447fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
השוואות של הדינמיקות הטמפורלי של ERP ו- LFP מוצגים באיור 7. סופרפוזיציה ישירה של ERP ואת supragranular LFP ב איור 7 א ממחיש את הסדר של משרעת ההבדלים בין שני סוגים אלה של אותות עצביים. כדי להשוות את הדינמיקה הטמפורלי, ERP ו- LFP הם מנורמל ביחס משרעת השיא השלילי שלהם. איור 7 ב וג 7 הצג ש-ERP מנורמל נקודות המגע המוצגים עם supragranular מנורמל LFP, מנורמל LFP פרטנית, בהתאמה.
ניתן לראות מתוך איור 7 ב כי הפסגות של P1 ו N1 עבור ERP הן מעוכבת יותר מאשר הפסגות המקביל של LFP בשכבה supragranular. עם זאת, פרופילים הטמפורלי של שני אותות עצביים אלה דומים, עם P1 שקדמו N1. מצד שני, הפרופיל הזמני של ERP אינו שונה במידה ניכרת מזה של גרגרים (השכבה הרביעי של קליפת חבית) LFP (איור 7C). חשוב הן אינן תמונות מראה אחד את השני, עם גרגרים LFP נשלט על ידי לשיא שלילי יחיד (המשקף כיור מרכזי שכבה קורטיקלית הרביעי), ואילו ERP כללה בעיקר שתי הפסגות עם קוטביות הפוכה.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig7.jpg"> איור 7: השוואה של ERP ו- LFP הדינמיקות טמפורלית. (א) ERP (קו רציף) נקודות המגע המוצגים עם supragranular LFP (קו מקווקו). צל מציין שגיאה סטנדרטית. (B) מנורמל ERP (קו רציף) נקודות המגע המוצגים עם supragranular מנורמל LFP (קו מקווקו). (ג) מנורמל ERP (קו רציף) נקודות המגע המוצגים עם LFP פרטנית מנורמל (קו מקווקו). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56447/56447fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
האות ה-ERP נמדדה באמצעות אלקטרודה עכביש להציב את הגולגולת עם חור burr מסועף זה. כדי לחקור את ההשפעה של החור על הקלטות EEG, אלקטרודה עכביש אחר הונח על הגולגולת שלמים מעל קליפת ipsi-לרוחב הקנה. הוקדשה כדי להבטיח כי impedances של עכביש שתי האלקטרודות היו דומות מאוד בגודלם על-ידי התאמת כמות הדבק EEG בשימוש. נתונים ארבעה עכברים (אשר לא העכברושים באותו שימשו לעיל) מוצגים כאן.
איור 8 מראה בו-זמניות מנוחתו המדינה EEG ההקלטות של שתי אלקטרודות של עכבר אחד, עם 100 s הנתונים המוצגת באיור 8A, ואת הנתונים במסגרת מלבנית (20 s) מורחבות ב איור 8 ב'. שני אותות EEG במידה רבה במשותף להשתנות בטווח דומה של משרעת. איור 9 מציג את PSD של החולדות ארבע, עם השורה העליונה באמצעות סרגל ליניארי על ציר התדר, ואת השורה התחתונה באמצעות לוגריתמי בציר התדר מספק תצוגה מורחבת בטווח תדר נמוך יותר. איור 9, שם אינו מופיע להיות הטיה עקבית ב PSD לרוחב כל הנבדקים. זה אושר על-ידי ביצוע אחת-sample t-בדיקות על ההבדלים המנורמל PSD בממוצע בתדירות חמש הלהקות, המוצגת באיור10. אף אחד ההבדלים PSD מנורמל הלהקות תדר היו שונים באופן משמעותי מאפס (p = 0.32 נקודות, 0.46, 0.85, 0.69 ו- 0.97, בהתאמה).
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig8.jpg"> איור 8: הקלטות EEG הדו-צדדיים. EEG הגולגולת (א) הקלטה בזמן מנוחה המדינה עם חור burr הגולגולת (שחור) והקלטה EEG בו זמנית על הכדור מול עם שלם הגולגולת (אפור). (B) מורחב תצוגה של ואת בתוך מסגרת מלבנית (A). <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56447/56447fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig9.jpg"> איור 9: כוח ספקטרלי צפיפות (PSD) של קונטרה-(כחול), ipsi-לרוחב (אדום) א. ג. כל עמודה מראה את PSD של עכבר אחד. הלוחות המובילים להשתמש מידה תדירות ליניארי, ואילו הלוחות התחתון להשתמש בקנה מידה לוגריתמי תדר כדי לאפשר את PSD בטווח תדר נמוך יותר כך ניתן לאבחן. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56447/56447fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig10.jpg"> איור 10: הקבוצה ניתוח. מנורמל לבין קונטרה - PSD את ipsi-צדדי עם הלהקות בתדר 5: דלתא, תטא, אלפא, בטא וגמא. כל בר מציג את ההבדלים מנורמל רשע בתוך הלהקה תדר, עם השגיאה הסטנדרטית כמוצג הבר שגיאה. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56447/56447fig10large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent at JoVE.com

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה עבור הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ו- multi-למינריות שדה מקומי פוטנציאל עכברוש anesthetized. חור burr בתלמידים הגולגולת עבור הכניסה של microelectrode מוצג לייצר עיוות זניח של האות EEG.

הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם ופוטנציאל שדה מקומי במכרסם

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

concurrent-recording-co-localized-electroencephalography-local-field

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.2K Views.  University of Reading. פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה עבור הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ו- multi-למינריות שדה מקומי פוטנציאל עכברוש anesthetized. חור burr בתלמידים הגולגולת עבור הכניסה של microelectrode מוצג לייצר עיוות זניח של האות EEG.

Video: Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

Systemic and Local Drug Delivery for Treating Diseases of the Central Nervous System in Rodent Models

Thorough preclinical testing of central nervous system (CNS) therapeutics includes a consideration of routes of administration and agent biodistribution in assessing therapeutic efficacy. Between the two major classifications of administration, local vs. systemic, systemic delivery approaches are often preferred due to ease of administration. However, systemic delivery may result in suboptimal drug concentration being achieved in the CNS, and lead to erroneous conclusions regarding agent efficacy. Local drug delivery methods are more invasive, but may be necessary to achieve therapeutic CNS drug levels. Here, we demonstrate proper technique for three routes of systemic drug delivery: intravenous injection, intraperitoneal injection, and oral gavage. In addition, we show a method for local delivery to the brain: convection-enhanced delivery (CED). The use of fluorescently-labeled compounds is included for in vivo imaging and verification of proper drug administration. The methods are presented using murine models, but can easily be adapted for use in rats.

Thorough preclinical testing of drugs that act in the central nervous system often involves assessing and comparing drug biodistribution in association with specific routes of administration. Here, three commonly used methods of systemic delivery (intravenous, intraperitoneal, and oral) as well as a method for local delivery (convection-enhanced delivery) are demonstrated in mice.

תרופות משלוח מערכתית מקומי לטיפול במחלות של מערכת העצבים המרכזית מודלים מכרסמים

Thorough preclinical testing of central nervous system (CNS) therapeutics includes a consideration of routes of administration and agent biodistribution ...

Examining Local Network Processing using Multi-contact Laminar Electrode Recording

Cortical layers are ubiquitous structures throughout neocortex1-4 that consist of highly recurrent local networks. In recent years, significant progress has been made in our understanding of differences in response properties of neurons in different cortical layers5-8, yet there is still a great deal left to learn about whether and how neuronal populations encode information in a laminar-specific manner.
Existing multi-electrode array techniques, although informative for measuring responses across many millimeters of cortical space along the cortical surface, are unsuitable to approach the issue of laminar cortical circuits. Here, we present our method for setting up and recording individual neurons and local field potentials (LFPs) across cortical layers of primary visual cortex (V1) utilizing multi-contact laminar electrodes (Figure 1; Plextrode U-Probe, Plexon Inc).
The methods included are recording device construction, identification of cortical layers, and identification of receptive fields of individual neurons. To identify cortical layers, we measure the evoked response potentials (ERPs) of the LFP time-series using full-field flashed stimuli. We then perform current-source density (CSD) analysis to identify the polarity inversion accompanied by the sink-source configuration at the base of layer 4 (the sink is inside layer 4, subsequently referred to as granular layer9-12). Current-source density is useful because it provides an index of the location, direction, and density of transmembrane current flow, allowing us to accurately position electrodes to record from all layers in a single penetration6, 11, 12.

A fundamental issue in our understanding of cortical circuitry is how networks in different cortical layers encode sensory information. Here we describe electrophysiological techniques utilizing multi-contact laminar electrodes to record single-units and local field potentials and present analyses to identify cortical layers.

בחינת עיבוד הרשת המקומית באמצעות מגע Multi-אלקטרודה למינרית הקלטה

Cortical layers are ubiquitous structures throughout neocortex1-4 that consist of highly recurrent local networks. In recent years, significant progress ...

Simultaneous Electroencephalography, Real-time Measurement of Lactate Concentration and Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity in the Rodent Cerebral Cortex

Although the brain represents less than 5% of the body by mass, it utilizes approximately one quarter of the glucose used by the body at rest1. The function of non rapid eye movement sleep (NREMS), the largest portion of sleep by time, is uncertain. However, one salient feature of NREMS is a significant reduction in the rate of cerebral glucose utilization relative to wakefulness2-4. This and other findings have led to the widely held belief that sleep serves a function related to cerebral metabolism. Yet, the mechanisms underlying the reduction in cerebral glucose metabolism during NREMS remain to be elucidated.
	One phenomenon associated with NREMS that might impact cerebral metabolic rate is the occurrence of slow waves, oscillations at frequencies less than 4 Hz, in the electroencephalogram5,6. These slow waves detected at the level of the skull or cerebral cortical surface reflect the oscillations of underlying neurons between a depolarized/up state and a hyperpolarized/down state7. During the down state, cells do not undergo action potentials for intervals of up to several hundred milliseconds. Restoration of ionic concentration gradients subsequent to action potentials represents a significant metabolic load on the cell8; absence of action potentials during down states associated with NREMS may contribute to reduced metabolism relative to wake.
	Two technical challenges had to be addressed in order for this hypothetical relationship to be tested. First, it was necessary to measure cerebral glycolytic metabolism with a temporal resolution reflective of the dynamics of the cerebral EEG (that is, over seconds rather than minutes). To do so, we measured the concentration of lactate, the product of aerobic glycolysis, and therefore a readout of the rate of glucose metabolism in the brains of mice. Lactate was measured using a lactate oxidase based real time sensor embedded in the frontal cortex. The sensing mechanism consists of a platinum-iridium electrode surrounded by a layer of lactate oxidase molecules. Metabolism of lactate by lactate oxidase produces hydrogen peroxide, which produces a current in the platinum-iridium electrode. So a ramping up of cerebral glycolysis provides an increase in the concentration of substrate for lactate oxidase, which then is reflected in increased current at the sensing electrode. It was additionally necessary to measure these variables while manipulating the excitability of the cerebral cortex, in order to isolate this variable from other facets of NREMS.
	We devised an experimental system for simultaneous measurement of neuronal activity via the elecetroencephalogram, measurement of glycolytic flux via a lactate biosensor, and manipulation of cerebral cortical neuronal activity via optogenetic activation of pyramidal neurons. We have utilized this system to document the relationship between sleep-related electroencephalographic waveforms and the moment-to-moment dynamics of lactate concentration in the cerebral cortex. The protocol may be useful for any individual interested in studying, in freely behaving rodents, the relationship between neuronal activity measured at the electroencephalographic level and cellular energetics within the brain.

A procedure is described for manipulating the activity of cerebral cortical pyramidal neurons optogenetically while the electroencephalogram, electromyogram, and cerebral lactate concentration are monitored. Experimental recordings are performed on cable-tethered mice while they undergo spontaneous sleep/wake cycles. Optogenetic equipment is assembled in our laboratory; recording equipment is commercially available.

Electroencephalography סימולטני, מדידה בזמן אמת של הריכוז לקטט ומניפולצית Optogenetic של פעילות עצבית בקליפת המוח המכרסמת

Although the brain represents less than 5% of the body  by mass, it utilizes approximately one quarter of the glucose used by the body  at rest1. The ...

Intracellular Recording, Sensory Field Mapping, and Culturing Identified Neurons in the Leech, Hirudo medicinalis

The freshwater leech, Hirudo medicinalis, is a versatile model organism that has been used to address scientific questions in the fields of neurophysiology, neuroethology, and developmental biology. The goal of this report is to consolidate experimental techniques from the leech system into a single article that will be of use to physiologists with expertise in other nervous system preparations, or to biology students with little or no electrophysiology experience. We demonstrate how to dissect the leech for recording intracellularly from identified neural circuits in the ganglion. Next we show how individual cells of known function can be removed from the ganglion to be cultured in a Petri dish, and how to record from those neurons in culture. Then we demonstrate how to prepare a patch of innervated skin to be used for mapping sensory or motor fields. These leech preparations are still widely used to address basic electrical properties of neural networks, behavior, synaptogenesis, and development. They are also an appropriate training module for neuroscience or physiology teaching laboratories.

Intracellular Recording, Sensory Field Mapping, and Culturing Identified Neurons in the Leech, Hirudo medicinalis

This article describes three nervous system preparations using leeches: intracellular recording from neurons in ventral ganglia, culturing neurons from ventral ganglia, and recording from a patch of innervated skin to map sensory fields.

תאית הקלטה, חושי שדה מיפוי, ונוירונים שזוהו Culturing בעלוקה, Medicinalis Hirudo</i

The freshwater leech, Hirudo medicinalis, is a versatile model organism that has been used to address scientific questions in the fields of ...

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of primary afferent fibers mediated by GABAergic axo-axonal synapses (primary afferent depolarization). The strength of primary afferent depolarization can be measured by recording of volume-conducted potentials at the dorsal root (dorsal root potentials, DRP). Pathological changes of presynaptic inhibition are crucial in the abnormal central processing of certain pain conditions and in some disorders of motor hyperexcitability. Here, we describe a method of recording DRP in vivo in mice. The preparation of spinal cord dorsal roots in the anesthetized animal and the recording procedure using suction electrodes are explained. This method allows measuring GABAergic DRP and thereby estimating spinal presynaptic inhibition in the living mouse. In combination with transgenic mouse models, DRP recording may serve as a powerful tool to investigate disease-associated spinal pathophysiology. In vivo recording has several advantages compared to ex vivo isolated spinal cord preparations, e.g. the possibility of simultaneous recording or manipulation of supraspinal networks and induction of DRP by stimulation of peripheral nerves.

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

GABAergic presynaptic inhibition is a powerful inhibitory mechanism in the spinal cord important for motor and sensory signal integration in spinal cord networks. Underlying primary afferent depolarization can be measured by recording of dorsal root potentials (DRP). Here we demonstrate a method of in vivo recording of DRP in mice.

מדידת השדרה Presynaptic עיכוב בעכברים על ידי הקלטה פוטנציאלית הגבי רוט<em&gt; בVivo</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Micro-injections of Inhibitory Agents in the Rodent Brain

Here we describe a method for the construction of a single-use &#8220;injectrode&#8221; using commercially accessible and affordable parts. A probing system was developed that allows for the injection of a drug while recording electrophysiological signals from the affected neuronal population. This method provides a simple and economical alternative to commercial solutions. A glass pipette was modified by combining it with a hypodermic needle and a silver filament. The injectrode is attached to commercial microsyringe pump for drug delivery. This results in a technique that provides real-time pharmacodynamics feedback through multi-unit extracellular signals originating from the site of drug delivery. As a proof of concept, we recorded neuronal activity from the superior colliculus elicited by flashes of light in rats, concomitantly with delivery of drugs through the injectrode. The injectrode recording capacity permits the functional characterization of the injection site favoring precise control over the localization of drug delivery. Application of this method also extends far beyond what is demonstrated here, as the choice of chemical substance loaded into the injectrode is vast, including tracing markers for anatomic experiments.

Here, we craft a glass pipette with dual functions: inhibition of deep brain structures by microinjections of drugs and real-time monitoring of their effects through simultaneous electrophysiological recordings.

אלקטרו הקלטה בו זמנית ומייקרו-הזרקות של סוכנים מעכבים במוח מכרסם

Here we describe a method for the construction of a single-use &#8220;injectrode&#8221; using commercially accessible and affordable parts. A probing ...

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.

חַד<em&gt; בויבו</em&gt; הקלטות אלקטרו של הפוטנציאל שדה מקומי פעילות מרובת יחידות מן מסלול Hyperdirect ב חולדות הרדמה

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

Recording and Modulation of Epileptiform Activity in Rodent Brain Slices Coupled to Microelectrode Arrays

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) is a promising approach when pharmacological treatment fails or neurosurgery is not recommended. Acute brain slices coupled to microelectrode arrays (MEAs) represent a valuable tool to study neuronal network interactions and their modulation by electrical stimulation. As compared to conventional extracellular recording techniques, they provide the added advantages of a greater number of observation points and a known inter-electrode distance, which allow studying the propagation path and speed of electrophysiological signals. However, tissue oxygenation may be greatly impaired during MEA recording, requiring a high perfusion rate, which comes at the cost of decreased signal-to-noise ratio and higher oscillations in the experimental temperature. Electrical stimulation further stresses the brain tissue, making it difficult to pursue prolonged recording/stimulation epochs. Moreover, electrical modulation of brain slice activity needs to target specific structures/pathways within the brain slice, requiring that electrode mapping be easily and quickly performed live during the experiment. Here, we illustrate how to perform the recording and electrical modulation of 4-aminopyridine (4AP)-induced epileptiform activity in rodent brain slices using planar MEAs. We show that the brain tissue obtained from mice outperforms rat brain tissue and is thus better suited for MEA experiments. This protocol guarantees the generation and maintenance of a stable epileptiform pattern that faithfully reproduces the electrophysiological features observed with conventional field potential recording, persists for several hours, and outlasts sustained electrical stimulation for prolonged epochs. Tissue viability throughout the experiment is achieved thanks to the use of a small-volume custom recording chamber allowing for laminar flow and quick solution exchange even at low (1 mL/min) perfusion rates. Quick MEA mapping for real-time monitoring and selection of stimulating electrodes is performed by a custom graphic user interface (GUI).

We illustrate how to perform recording and electrical modulation of 4-aminopyridine-induced epileptiform activity in rodent brain slices using microelectrode arrays. A custom recording chamber maintains tissue viability throughout prolonged experimental sessions. Live electrode mapping and selection of stimulating pairs are performed by a custom graphical user interface.

הקלטה של אפנון של הפעילות פרוסות המוח מכרסמים מצמידים מערכים Microelectrode

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) ...

Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical areas of mice, which are useful for evaluating possible laterality deficits, as well as for assessing brain connectivity and coupling of neural network activities in rodents. The pathological mechanisms underlying Alzheimer&#39;s disease (AD), a common neurodegenerative disease, remain largely unknown. Altered brain laterality has been demonstrated in aging people, but whether or not abnormal lateralization is one of the early signs of AD has not been determined. To investigate this, we recorded bilateral LFPs in 3-5-month-old AD model mice, APP/PS1, together with littermate wild type (WT) controls. The LFPs of the left and right secondary motor cortex (M2), specifically in the gamma band, were more synchronized in APP/PS1 mice than in WT controls, suggesting a declined hemispheric asymmetry of bilateral M2 in this AD mouse model. Notably, the recording and data analysis processes are flexible and easy to carry out, and can also be applied to other brain pathways when conducting experiments that focus on neuronal circuits.

We present in vivo electrophysiological recording of the local field potential (LFP) in bilateral secondary motor cortex (M2) of mice, which can be applied to evaluate hemisphere lateralization. The study revealed altered levels of synchronization between the left and right M2 in APP/PS1 mice compared to WT controls.

הערכה של החצי הכדור השני עם הקלטה הפוטנציאלי השדה המקומי בקליפת המנוע המשני של עכברים

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical ...

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the longitudinal interlamellar CA1-CA1 network. Recently however, an associational connection between CA1-CA1 pyramidal neurons has been shown. Therefore, there is the need to investigate whether the longitudinal interlamellar CA1-CA1 network of the hippocampus supports synaptic plasticity.
We designed a protocol to investigate the presence or absence of long-term synaptic plasticity in the interlamellar hippocampal CA1 network using electrophysiological field recordings both in vivo and in vitro. For in vivo extracellular field recordings, the recording and stimulation electrodes were placed in a septal-temporal axis of the dorsal hippocampus at a longitudinal angle, to evoke field excitatory postsynaptic potentials. For in vitro extracellular field recordings, hippocampal longitudinal slices were cut parallel to the septal-temporal plane. Recording and stimulation electrodes were placed in the stratum oriens (S.O) and the stratum radiatum (S.R) of the hippocampus along the longitudinal axis. This enabled us to investigate the directional and layer specificity of evoked excitatory postsynaptic potentials. Already established protocols were used to induce long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD) both in vivo and in vitro. Our results demonstrated that the longitudinal interlamellar CA1 network supports N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-dependent long-term potentiation (LTP) with no directional or layer specificity. The interlamellar network, however, in contrast to the transverse lamellar network, did not present with any significant long-term depression (LTD).

We used recording and stimulation electrodes in longitudinal hippocampal brain slices and longitudinally positioned recording and stimulation electrodes in the dorsal hippocampus in vivo to evoke extracellular postsynaptic potentials and demonstrate long-term synaptic plasticity along the longitudinal interlamellar CA1.

הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם ופוטנציאל שדה מקומי במכרסם

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

תרופות משלוח מערכתית מקומי לטיפול במחלות של מערכת העצבים המרכזית מודלים מכרסמים

בחינת עיבוד הרשת המקומית באמצעות מגע Multi-אלקטרודה למינרית הקלטה

Electroencephalography סימולטני, מדידה בזמן אמת של הריכוז לקטט ומניפולצית Optogenetic של פעילות עצבית בקליפת המוח המכרסמת

תאית הקלטה, חושי שדה מיפוי, ונוירונים שזוהו Culturing בעלוקה, Medicinalis Hirudo

מדידת השדרה Presynaptic עיכוב בעכברים על ידי הקלטה פוטנציאלית הגבי רוט

אלקטרו הקלטה בו זמנית ומייקרו-הזרקות של סוכנים מעכבים במוח מכרסם

חַד

הקלטה של אפנון של הפעילות פרוסות המוח מכרסמים מצמידים מערכים Microelectrode

הערכה של החצי הכדור השני עם הקלטה הפוטנציאלי השדה המקומי בקליפת המנוע המשני של עכברים

חקירת הפלסטיות הסינפטית לטווח ארוך בהיפוקמפוס הCA1 על ידי אלקטרופיזיולוגיה הקלטת שדה