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.

פיתוח שלב אלקטרודות X-Y להקלטה עצבית מדויקת במרמוסטים

<ol>
	<li>Mansfield, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marmoset+models+commonly+used+in+biomedical+research.">Marmoset models commonly used in biomedical research.</a> Comparative Medicine. 53 (4), 383-392 (2003).</li><li>Solomon, S. G., Rosa, M. G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simpler+primate+brain:+the+visual+system+of+the+marmoset+monkey.">A simpler primate brain: the visual system of the marmoset monkey.</a> Frontiers in Neural Circuits. 8, 96 (2014).</li><li>Remington, E. D., Osmanski, M. S., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+operant+conditioning+method+for+studying+auditory+behaviors+in+marmoset+monkeys.">An operant conditioning method for studying auditory behaviors in marmoset monkeys.</a> PLoS One. 7 (10), e47895 (2012).</li><li>Walker, J. D., 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=Chronic+wireless+neural+population+recordings+with+common+marmosets.">Chronic wireless neural population recordings with common marmosets.</a> Cell Reports. 36 (2), 109379 (2021).</li><li>Jendritza, P., Klein, F. J., Fries, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-area+recordings+and+optogenetics+in+the+awake,+behaving+marmoset.">Multi-area recordings and optogenetics in the awake, behaving marmoset.</a> Nature Communications. 14 (1), 577 (2023).</li><li>Pinotsis, D. A., 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=Linking+canonical+microcircuits+and+neuronal+activity:+Dynamic+causal+modelling+of+laminar+recordings.">Linking canonical microcircuits and neuronal activity: Dynamic causal modelling of laminar recordings.</a> Neuroimage. 146, 355-366 (2017).</li><li>Ludwig, K. A., 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=Poly+(3,+4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)+polymer+coatings+facilitate+smaller+neural+recording+electrodes.">Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) polymer coatings facilitate smaller neural recording electrodes.</a> Journal of Neural Engineering. 8 (1), 014001 (2011).</li><li>Ludwig, K. A., Uram, J. D., Yang, J., Martin, D. C., 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=Chronic+neural+recordings+using+silicon+microelectrode+arrays+electrochemically+deposited+with+a+poly+(3,+4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)+film.">Chronic neural recordings using silicon microelectrode arrays electrochemically deposited with a poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) film.</a> Journal of Neural Engineering. 3 (1), 59 (2006).</li><li>Lu, T., Liang, L., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+representations+of+temporally+asymmetric+stimuli+in+the+auditory+cortex+of+awake+primates.">Neural representations of temporally asymmetric stimuli in the auditory cortex of awake primates.</a> Journal of Neurophysiology. 85 (6), 2364-2380 (2001).</li><li>Osmanski, M. S., Song, X., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+harmonic+resolvability+in+pitch+perception+in+a+vocal+nonhuman+primate,+the+common+marmoset+(Callithrix+jacchus).">The role of harmonic resolvability in pitch perception in a vocal nonhuman primate, the common marmoset (Callithrix jacchus).</a> Journal of Neuroscience. 33 (21), 9161-9168 (2013).</li><li>Nummela, S. U., 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=Psychophysical+measurement+of+marmoset+acuity+and+myopia.">Psychophysical measurement of marmoset acuity and myopia.</a> Developmental Neurobiology. 77 (3), 300-313 (2017).</li><li>Paxinos, G., Watson, C., Petrides, M., Rosa, M., Tokuno, H. <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 Marmoset Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2012).</li><li>Mitchell, J. F., Reynolds, J. H., Miller, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+vision+in+marmosets:+A+model+system+for+visual+neuroscience.">Active vision in marmosets: A model system for visual neuroscience.</a> Journal of Neuroscience. 34 (4), 1183-1194 (2014).</li><li>Spitler, K. M., Gothard, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+removable+silicone+elastomer+seal+reduces+granulation+tissue+growth+and+maintains+the+sterility+of+recording+chambers+for+primate+neurophysiology.">A removable silicone elastomer seal reduces granulation tissue growth and maintains the sterility of recording chambers for primate neurophysiology.</a> Journal of Neuroscience Methods. 169 (1), 23-26 (2008).</li><li>Jun, 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=Fully+integrated+silicon+probes+for+high-density+recording+of+neural+activity.">Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity.</a> Nature. 551 (7679), 232-236 (2017).</li><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> Physiological Reviews. 65 (1), 37-100 (1985).</li><li>Coop, S. H., Yates, J. L., Mitchell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-saccadic+neural+enhancements+in+marmoset+area+MT.">Pre-saccadic neural enhancements in marmoset area MT.</a> bioRxiv. , (2022).</li><li>Okun, M., Lak, A., Carandini, M., 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=Long+term+recordings+with+immobile+silicon+probes+in+the+mouse+cortex.">Long term recordings with immobile silicon probes in the mouse cortex.</a> PloS One. 11 (3), e0151180 (2016).</li></ol>

למחברים אין מה לחשוף.

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?...

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 אלקטרופיזיולוגיות של התנהגות ערה עדיין מתפתחת. מחקרים קודמים הראו ביסוס פרוטוקולים חזקים לאלקטרופיזיולוגיה בתכשירים מורדמים2, ומחקרים נוירופיזיולוגיים מוקדמים המתנהגים ערים הראו את האמינות של אלקטודות טונגסטן חד-ערוציות3. בשנים האחרונות, חוקרים ביססו את השימוש במערכי מיקרואלקטרודות מבוססי סיליקון עבור נוירופיזיולוגיה של התנהגות ערה4. עם זאת, המרמוסט מציב אתגרי מיקוד ייחודיים בשל גודל המוח הקטן שלו והיעדר ציוני דרך אנטומיים. פרוטוקול זה מתאר כיצד לבנות ולהשתמש במערכת הקלטה מיקרו-דרייב המתאימה למרמוסט המאפשרת הקלטה של אוכלוסיות גדולות של נוירונים עם מערכים ליניאריים סיליקון תוך יצירת נזק מינימלי לרקמות.
העבודה עם המרמוסט מציבה אתגר בשל קנה המידה הקטן יותר של מפות רטינוטופיות בקליפת המוח הראייתית בהשוואה לפרימטים גדולים יותר. תזוזה קלה של האלקטרודות ב-1 מ"מ בלבד יכולה לגרום לשינויים משמעותיים במפות. יתר על כן, חוקרים לעתים קרובות צריכים לשנות את המיקום של האלקטרודות בין מפגשי ההקלטה כדי לקבל טווח רחב יותר של מיקומים רטינוטופיים בקליפת המוח הראייתית. התכשירים הסמי-כרוניים הנוכחיים אינם מאפשרים התאמה יומית של מיקום האלקטרודה או בדיוק מספיק כדי לכוון למיקומים ספציפיים בסקאלות תת-מילימטריות5. בהתחשב בכך, מערכת המיקרו-כונן המוצעת משתמשת בשלב אלקטרודות X-Y המרכיב מיקרו-כונן קל משקל לתא הקלטה ומאפשר מיקוד תת-מילימטרי של אתרים בקליפת המוח. רכיבי שלב X-Y הניתנים להזזה מאפשרים תנועה אנכית ואופקית של המערך הליניארי על מנת לחצות את אזורי קליפת המוח באופן שיטתי, הנדרש לזיהוי אזורי עניין (באמצעות רטינוטופיה ותכונות כוונון). במהלך הקלטות, החוקרים יכולים גם להתאים ידנית את שלב X-Y כדי להזיז את אתרי היעד בתוך האזור. זהו יתרון מרכזי על פני טכניקות חלופיות המשתמשות בתכשירי הקלטה כרוניים למחצה, שאין להם מנגנוני מיקוד אלקטרודות קלים.
המיקרו-כונן הוא כלי רב-תכליתי המאפשר חיבור של מערכי סיליקון שונים לצורך הורדה לתוך קליפת המוח. בפרוטוקול זה, גשושית מותאמת אישית עם שני מערכים ליניאריים של 32 ערוצים במרווחים של 200 מיקרומטר זה מזה שימשה לחקר מעגלים למינריים המשתרעים על עומק קליפת המוח. רוב השיטות לחקירת המעגלים העצביים בדרך כלל דוגמות את הפוטנציאלים החשמליים או יחידות בודדות בממוצע על פני כל שכבות קליפת המוח. עם זאת, מחקר שנערך לאחרונה חשף ממצאים מסקרנים על microcircuits למינרי קליפת המוח6. על ידי שימוש במיקרו-כונן, חוקרים יכולים להשתמש בבדיקות למינריות ולבצע התאמות עדינות לעומק ההקלטה כדי להבטיח דגימה מקיפה בכל השכבות.
מערכת זו יכולה להיבנות עם רכיבים זמינים מסחרית והיא שונה בקלות עבור טכניקות ניסוי שונות או גשושיות. היתרונות העיקריים של הכנה זו הם היכולת לשנות את מיקום ההקלטה X-Y בדיוק תת-מילימטרי ולשלוט בעומק ההקלטה בתוך קליפת המוח. פרוטוקול זה מציג הוראות שלב אחר שלב לבניית טכניקות הקלטה של מיקרו-כונן ונוירופיזיולוגיה בשלב X-Y.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1/4 Hp burr drill bit</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>Cat# 43035A32</td>
			<td>Carbide Bur with 1/4&#34; 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)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x1mm Crist Grid</td>
			<td>Crist Instruments</td>
			<td>1 mm x 1 mm Grid</td>
			<td>https://www.cristinstrument.com/products/implant-intro/grids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>91% isopropyl alcohol</td>
			<td>Medline</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.medline.com/product/Medline-Isopropyl-Rubbing-Alcohol/Bulk-Alcohol/Z05-PF03807?question=91%25%20isopropyl%20alcohol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acquisition Board</td>
			<td>Open-Ephys</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://open-ephys.org/acquisition-system/eux9baf6a5s8tid06hk1mw5aafjdz1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacitracin Ointment</td>
			<td>Medline: Cosette Pharmaceuticals Inc</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.medline.com/product/Bacitracin-Ointment/Antibiotics/Z05-PF86957?question=bacitr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt straight Forceps</td>
			<td>Medline</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.medline.com/category/Central-Sterile/Surgical-Instruments/Forceps/Z05-CA16_02_20/products</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone wax</td>
			<td>Medline</td>
			<td>ETHW31G</td>
			<td>https://www.medline.com/product/Ethicon-Bone-Wax/Bone-Wax/Z05-PF61528?question=bonewax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C&#38;B Metabond Quick Adhesive Cement System</td>
			<td>Parkell, Inc.</td>
			<td>SKU: S380</td>
			<td>https://www.parkell.com/C-B-Metabond-Quick-Adhesive-Cement-System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clavamox</td>
			<td>MWI Animal Health</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Contact lens solution</td>
			<td>Bausch and lomb</td>
			<td></td>
			<td>Various sources available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Printed 3D printed parts</td>
			<td>ProtoLab</td>
			<td></td>
			<td>https://marmolab.bcs.rochester.edu/resources.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DB25-G2 25 Pin Male Plug Port Signal Connector</td>
			<td>Various Sources</td>
			<td>DB25-G2 25</td>
			<td>DB25-G2 25 Pin Male Plug Port Signal 2 Row Terminal Breakout Board Screw Nut Connector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diamond saw attachement for dremmel</td>
			<td>Dremmel</td>
			<td>545 Diamond Wheel</td>
			<td>https://www.dremel.com/us/en/p/545-26150545ab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitizing Head-stages</td>
			<td>Intan</td>
			<td>RHD 32channel (Part #C3314)</td>
			<td>https://intantech.com/RHD_headstages.html?tabSelect=RHD32ch&#38;yPos=120.80 
			000305175781</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDOT</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Product # 483028</td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/483028</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helping Hands</td>
			<td>Harbor Freight</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.harborfreight.com/helping-hands-60501.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hook Electrical Clips</td>
			<td>Various Sources</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Hook test Cable wires</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Interface Cables (RHD 3-ft (0.9 m) ultra thin SPI cable)</td>
			<td>Intan</td>
			<td>&#160;Part #C3213</td>
			<td>https://intantech.com/RHD_SPI_cables.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab jack</td>
			<td>Various Sources</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.amazon.com/Stainless-Steel-Scissor-Stand-Platform/dp/B07T8FM85H/ref=asc_df_B07T8FM85H/?tag=&#38;linkCode=df0&#38;hvadid=366343 
			827267&#38;hvpos=&#38;hvnetw=g&#38;hvrand 
			=2036619536500717246&#38;hvpone 
			=&#38;hvptwo=&#38;hvqmt=&#38;hvdev=c&#38;hv 
			dvcmdl=&#38;hvlocint=&#38;hvlocphy=900 
			5674&#38;hvtargid=pla-795933567991&#38; 
			ref=&#38;adgrpid=71496544770&#38;th=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam</td>
			<td>MWI Animal Health</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-drive</td>
			<td>Crist Instrument</td>
			<td>3-NRMD</td>
			<td>https://www.cristinstrument.com/products/microdrives/miniature-microdrive-3-nrmd</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-channel linear silicon arrays with 64 channel connector</td>
			<td>NeuroNexus</td>
			<td>A1x32-5mm-25-177</td>
			<td>https://www.neuronexus.com/products/electrode-arrays/up-to-10-mm-depth/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoZ Omentics Adapter- 32 Channel</td>
			<td>NeuraLynx</td>
			<td>ADPT-NZ-N2T-32</td>
			<td>https://neuralynx.com/hardware/adpt-nz-n2t-32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoZ System</td>
			<td>Plexon</td>
			<td>NanoZ Impedence Tester</td>
			<td>https://plexon.com/products/nanoz-impedance-tester/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Narishige Micromanipulator</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>Stereotaxic Micromanipulator</td>
			<td>https://usa.narishige-group.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open-Ephys GUI</td>
			<td>Open-Ephys</td>
			<td></td>
			<td>https://open-ephys.org/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyimide Tubing (OD(in): 0.021 / ID(in) 0.018 )</td>
			<td>Various Sources (Chamfr)</td>
			<td>Chamfr Cat#HPC01895</td>
			<td>https://chamfr.com/sellers/teleflex-medical-oem-llc/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primate Chair</td>
			<td>Custom made by University of Rochester Machine Shop</td>
			<td>Designs online</td>
			<td>https://marmolab.bcs.rochester.edu/resources.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Product # 243051</td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/243051</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RHD USB Interface board</td>
			<td>Intan</td>
			<td>RHD2000 Evaluation Board Version 1.0</td>
			<td>https://intantech.com/RHD_USB_interface_board.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silastic gel</td>
			<td>World Precision Instuments</td>
			<td># KWIK-SIL</td>
			<td>Low Toxicity Silicone Adhesive ((https://www.wpiinc.com/kwik-sil-low-toxicity-silicone-adhesive)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slow release buprenorphine</td>
			<td>Compounding Pharmacy</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel wire 36 gauge</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>Cat# 6517K11</td>
			<td>Round Bend-and-Stay Multipurpose 304 Stainless Steel Wire, Matte Finish, 1-Foot Long, 0.008&#34; Diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stanley 6-Piece Precision Screwdriver Set</td>
			<td>Stanley</td>
			<td>1.4mm flathead screwdriver</td>
			<td>https://www.amazon.com/Stanley-Tools-6-Piece-Precision-Screwdriver/dp/B076621ZGC/ref=sr_1_3?crid=237VSK5FNFP9N&#38;keywords= 
			stanley+66-052&#38;qid=1672764369&#38;sprefix= 
			stanley+66-052%2Caps%2C90&#38;sr=8-3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Screws</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>type 00 stainless steel hex screws and 1/8&#8221; in length</td>
			<td>https://www.mcmaster.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Tube</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>28 gauge stainless steel tubing</td>
			<td>https://www.mcmaster.com/tubing/multipurpose-304-stainless-steel-6/id~0-055/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superglue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>SuperGlue Gel Control</td>
			<td>https://www.loctiteproducts.com/en/products/fix/super-glue/loctite_super_gluegelcontrol.html</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophysiology of laminar cortical activity in the common marmoset

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.

The common marmoset (Callithrix jacchus) has quickly grown in popularity as a model to study brain function in recent years. This growing popularity is due to the accessibility of the marmoset&#39;s smooth cortex, the similarities in neural functional organization with humans and other primates, and the small size and fast breeding rate1. As this model organism has grown in popularity, there has been rapid development in the neurophysiological techniques suited for use in the marmoset brain. Electrophysiology methods are widely used in neuroscience to study the activity of single neurons in the cortex of both rodents and primates, resulting in unparalleled temporal resolution and location access. Due to the relative novelty of the marmoset monkey as a model of visual neuroscience, the optimization of awake-behaving electrophysiology techniques is still evolving. Previous studies have shown the establishment of robust protocols for electrophysiology in anesthetized preparations2, and early awake-behaving neurophysiology studies have shown the reliability of single-channel tungsten electodes3. In recent years, researchers have established the use of silicon-based microelectrode arrays for awake-behaving neurophysiology4. However, the marmoset poses unique targeting challenges due to its small brain size and lack of anatomical landmarks. This protocol outlines how to construct and use a micro-drive recording system suitable for the marmoset that allows for the recording of large populations of neurons with silicon linear arrays while producing minimal tissue damage.
Working with the marmoset poses a challenge due to the smaller scale of the retinotopic maps in the visual cortex as compared to larger primates. A slight shift of the electrodes by just 1 mm can result in significant changes in the maps. Moreover, researchers often need to alter the placement of the electrodes between the recording sessions to obtain a broader range of retinotopic positions in the visual cortex. Current semi-chronic preparations do not allow for the adjustment of the electrode positioning daily or with enough precision to target specific locations at sub-millimeter scales5. With this in mind, the proposed micro-drive system utilizes an X-Y electrode stage that mounts a lightweight micro-drive to a recording chamber and allows for the sub-millimeter targeting of cortical sites. The moveable X-Y stage components allow for vertical and horizontal movement of the linear array in order to traverse the cortical areas systematically, which is required to identify areas of interest (via retinotopy and tuning properties). Across recording sessions, researchers can also manually adjust the X-Y stage to shift the targeted sites within the area. This is a key advantage over alternative techniques using semi-chronic recording preparations, which do not have easy electrode targeting mechanisms.
The micro-drive is a versatile tool that enables the attachment of various silicon arrays to be mounted for lowering into the cortex. In this protocol, a custom probe with two 32-channel linear arrays spaced 200 &#181;m apart was used for the investigation of laminar circuits spanning the cortical depth. Most methods for probing the neural circuitry typically sample the electrical potentials or single units averaged across all the layers of the cerebral cortex. However, recent research has revealed intriguing findings about cortical laminar microcircuits6. By utilizing the micro-drive, researchers can use laminar probes and make fine adjustments to the recording depth to ensure comprehensive sampling across all the layers.
This system can be constructed with commercially available components and is easily modified for different experimental techniques or probes. The key advantages of this preparation are the ability to change the X-Y recording position with sub-millimeter precision and to control the depth of the recording within the cortex. This protocol presents step-by-step instructions for constructing the X-Y stage micro-drive and neurophysiology recording techniques.

מחבר זרקור: אופטימיזציה של מערכות מיקרו-דרייב למיקום אלקטרודות מדויק במרמוסט

אלקטרופיזיולוגיה של פעילות קליפת המוח הלמינרית במרמוסט המשותף

The common marmoset poses unique challenges for neurophysiology due to its small size and lack of gyre as anatomical landmarks. A slight shift of the electrode by just a millimeter can result in significant changes in the retinotopy map. The proposed micro drive system utilizes an XY electrode stage that allows for vertical and horizontal movement on a sub millimeter scale.Due to the relative novelty of the marmoset monkey as a model for visual neuron sign, awake behaving electrophysiology techniques are still evolving. Current preparations often use semi chronic probes that do not allow access for the positioning mechanisms. This protocol demonstrates a lightweight micro drive for useful linear array recordings, which allow flexible positioning across sessions to map out retinotopy within the chamber.Long-term cortical damage can be avoided in the preparation when used correctly with the secure drive, slow penetration of tissue, and avoidance of major blood vessels. Additionally, the use of silastic in the craniotomies to avoid infections has been optimized in this technique.

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 (<strong cl...

Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiology of Laminar Cortical Activity in the Common Marmoset at JoVE.com

מיקרו-כוננים מותאמים אישית מאפשרים מיקוד תת-מילימטרי של אתרי הקלטה בקליפת המוח באמצעות מערכי סיליקון ליניאריים.

The marmoset monkey provides an ideal model for examining laminar cortical circuits due to its smooth cortical surface, which facilitates recordings with ...

המרמוסט המצוי מציב אתגרים ייחודיים לנוירופיזיולוגיה בשל גודלו הקטן וחוסר הג'ייר כציוני דרך אנטומיים. תזוזה קלה של האלקטרודה במילימטר בלבד יכולה לגרום לשינויים משמעותיים במפת הרטינוטופיה. מערכת המיקרו דרייב המוצעת משתמשת בשלב אלקטרודות XY המאפשר תנועה אנכית ואופקית בקנה מידה תת-מילימטרי.בשל החידוש היחסי של קוף המרמוסט כמודל לסימני נוירונים חזותיים, טכניקות אלקטרופיזיולוגיות של התנהגות ערה עדיין מתפתחות. ההכנות הנוכחיות משתמשות לעתים קרובות בבדיקות כרוניות למחצה שאינן מאפשרות גישה למנגנוני המיקום. פרוטוקול זה מדגים מיקרו כונן קל משקל להקלטות מערך ליניארי שימושיות, המאפשרות מיקום גמיש בין הפעלות כדי למפות רטינוטופיה בתוך התא.נזק קליפת המוח לטווח ארוך ניתן למנוע בהכנה כאשר נעשה שימוש נכון עם כונן מאובטח, חדירה איטית של רקמה, והימנעות של כלי דם עיקריים. בנוסף, השימוש silastic ב craniotomies כדי למנוע זיהומים כבר אופטימיזציה בטכניקה זו.

electrophysiology-of-laminar-cortical-activity-in-the-common-marmoset

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrophysiology of Laminar Cortical Activity in the Common Marmoset

682 Views.  University of Rochester. המרמוסט המצוי מציב אתגרים ייחודיים לנוירופיזיולוגיה בשל גודלו הקטן וחוסר הג'ייר כציוני דרך אנטומיים. תזוזה קלה של האלקטרודה במילימטר בלבד יכולה לגרום לשינויים משמעותיים במפת הרטינוטופיה. מערכת המיקרו דרייב המוצעת משתמשת בשלב אלקטרודות XY המאפשר תנועה אנכית ואופקית בקנה ?...

Video: מחבר זרקור: אופטימיזציה של מערכות מיקרו-דרייב למיקום אלקטרודות מדויק במרמוסט

The marmoset monkey provides an ideal model for examining laminar cortical circuits due to its smooth cortical surface, which facilitates recordings with linear arrays. The marmoset has recently grown in popularity due to its similar neural functional organization to other primates and its technical advantages for recording and imaging. However, neurophysiology in this model poses some unique challenges due to the small size and lack of gyri as anatomical landmarks. Using custom-built micro-drives, researchers can manipulate linear array placement to sub-millimeter precision and reliably record at the same retinotopically targeted location across recording days. This protocol describes the step-by-step construction of the micro-drive positioning system and the neurophysiological recording technique with silicon linear electrode arrays. With precise control of electrode placement across recording sessions, researchers can easily traverse the cortex to identify areas of interest based on their retinotopic organization and the tuning properties of the recorded neurons. Further, using this laminar array electrode system, it is possible to apply a current source density analysis (CSD) to determine the recording depth of individual neurons. This protocol also demonstrates examples of laminar recordings, including spike waveforms isolated in Kilosort, which span multiple channels on the arrays.

Custom-built micro-drives enable the sub-millimeter targeting of cortical recording sites with linear silicon arrays.

Construction of the Electrode Micro-Drive and Polytrode Plating of Electrodes for Neurophysiology Recordings

To begin, collect the parts required for the construction of electrode micro-drive. Place a nut in the slot of the base and add super glue for stability. Then insert a screw through the nut in the base.Using a rotary tool with a diamond wheel cutting attachment, cut a four by three by three millimeter section of the plastic grid with one by one millimeter hole spacing. Place the grid section onto the top of the Y stage. Apply epoxy to fix the grid section onto the top of the Y stage.Then fit the micro-drive over the grid using a screw. Add epoxy at the base of the micro-drive for stability. Attach a plastic rectangular platform to a 28 gauge steel tube using epoxy, thread a 23 gauge guide tube through the grid.Then thread the steel tube attached to the plastic platform through the 23 gauge guide tube. Place the 28 gauge steel tube into one of the micro-drive slots. Secure the steel tube to the micro-drive with epoxy.Using a hand tapping tool, tap the pre-made screw holes in the X stage and base to build the base for the drive. Then insert screws through the long slots in the X stage. Secure them in the corresponding screw holes of the base.Insert two screws through the long slot in the Y stage and secure them to the pre-made screw holes in the X stage. After ensuring the micro manipulator drive is outfitted with a plastic platform, use tape to attach the 64 pin connector to the platform. Then carefully place a dab of bacitracin onto the plastic tube and attach the electrode connected to the 64 pin connector using a flexible ribbon cable.Using the micro manipulator drive, hold the silicon electrode and its connector while threading the plastic tube through the hole in the Y stage. Detach the 64 pin connector from the micro manipulator drive and use glue gel to secure the connector to the platform on the X stage. The next day, carefully detach the electrode from the plastic tube and remove the micro manipulator drive from the assembly.Gently move the alligator clip to flip the drive over to see the unsecured electrode. Place the electrode onto the plastic holder below the Y stage and secure it with silicone elastomer. After five minutes, using the screw control on the micro-drive, retract the electrode and place the protective sleeve over the electrode.Tighten the three side located screws on the base component of the micro-drive. Connect the head stage for recordings onto the 64 pin connector. To prepare the PDOT solution, combine EDOT and PSS in distilled water a day before the use.Open the impedance tester software and in the upper dropdown menu at the top left, select the adapter. In the second dropdown menu, select the electrode. Ensure that the number of channels is correct.Using a connector, connect the probe to the impedance tester system and lower the probe into grounded saline to obtain a baseline reading. Press the test impedances button and verify the correct setting before pressing the test probe button. Record and save the baseline readings for future reference for both shanks of the electrode.Next, lower the lab jack to remove the probe from the saline. Replace the saline in the beaker with distilled water. Raise the lab jack to submerge the electrode and rinse the remaining saline solution before lowering the lab jack again.Replace the distilled water with PDOT solution and raise the lab jack until the electrode is submerged. Select the DC ELECTROPLATE button and verify the correct settings. Then press the Autoplate button and save the results.After testing, first, rinse the probe with distilled water, then fill the beaker with saline, and raise the lab jack until the electrode is submerged. Press the test impedances button and check for the correct settings. Then press the test pro button.

בניית מיקרו-כונן אלקטרודות וציפוי פוליטרוד של אלקטרודות לרישומי נוירופיזיולוגיה 

Neurophysiology Recordings in Cortical Tissue of Marmoset

To begin, secure the micro-drive on a head cap. Secure all three screws on the micro-drive system. Using the screw control on the micro-drive, lower the silicon probe, making one turn every 1 to 2 seconds until units are observed at the array tip.Once the neurons are observed, retract the one turn of the micro-drive to decrease the electrode's speed of entry as it moves through the Silastic and dura into the cortical tissue. Slowly continue to drive the array into the cortex, advancing 4 to 6 turns over 20 to 30 minutes until neurons are evenly distributed across the length of the probe. Then slowly retract the array by 1 to 2 turns to reduce the pressure on the tissue.After the recording is complete, slowly retract the array from the cortex at a speed similar to the initial insertion. Once no more neurons are visible on the probe, retract the array more quickly until it returns to the fully retracted starting position. After removing the probe from the recording chamber, soak it in contact lens solution for 20 minutes to clean off any tissue or blood.Place the probe in alcohol for one minute to remove the contact lens solution and allow the electrode to dry. The spike sorted array data obtained through Kilosort revealed that the principle component features of selected spikes in a cluster were distinct from background spikes, confirming the recording's stability over time. The reliability of the X-Y positioning demonstrated a 70.8%overlap in mean RF locations between two sessions a week apart.Precise retina topic space movements were observed in a series of recording sessions crossing the MT and MTC borders using minor positioning changes.