Supportato da KIST Grant (2E21510), il programma di National Honor Scientist del Ministero della Pubblica Istruzione, e l&#39;originale programma Technology Research for Brain Science attraverso il National Research Foundation della Corea finanziato dal Ministero dell&#39;Istruzione, della Scienza e della Tecnologia (2010-0018944).

1. Riassunto C57BL/6J - topi 129S4/SvJae ibridi (12 ~ 15 settimane di età) sono anestetizzati con ketamina (120 mg / kg ip) e xilazina (6 mg / kg, ip) cocktail. Pizzicare la coda o piede precede l&#39;intervento di ispezionare la profondità dell&#39;anestesia. Il mouse è fissato apparato stereotassico (David Kopf Instruments, Modello 902, California, USA). Il cuoio capelluto è incisa sulla linea mediana di circa 25 mm per esporre il cranio con il trattamento lidocaina per riduzione del dolore. I detriti sul cranio è spazzato via dalla salina di cotone imbevuti di suggerimenti per migliorare l&#39;aderenza degli elettrodi al cranio. I punti di bregma e lambda sono marcati e impostare sullo stesso piano orizzontale. L&#39;array di microelettrodi a base poliammide (PBM-array) è posizionato in modo che la sua linea mediana verticale incontra la linea mediana del cranio. Il punto bregma deve essere posizionato al centro dello strato 5 di quella anteriore del PBM-array. Due o tre microviti sono utilizzati allo spazio nullo nel bordo del cranio per proteggere la posizione degli elettrodi con del cemento dentale. Per puntellare il PBM-array connettore, abbiamo la posizione di un puntone sul centro della testa, e coprire con del cemento dentale. Dopo la polimerizzazione, la pelle incisa viene suturata, e almeno 5 giorni sono dati per il recupero. Durante il recupero, i topi sono alloggiati in gabbie singole, con libero accesso a cibo e acqua. Dopo il recupero, la registrazione EEG viene eseguita. Procedure di cura degli animali, chirurgica, e la registrazione sono stati in conformità con le linee guida per la cura degli animali e del Comitato Istituzionale Usa, a seguito di legge del 1992 del Regolamento di cura degli animali di laboratorio Corea e linee guida associate. Il PBM-array in questo manoscritto sono state realizzate come descritto da Choi. et. al. 1 Si prega di contattare gli autori di utilizzare lo stesso PBM-array nel video. 2. Procedura <ol><li> Preparare gli strumenti chirurgici sterilizzati e apparecchi stereotassica. </li><li> Anestetizzare il mouse con l&#39;anestesia (per esempio, ketamina / xylazina con una dose di 120 e 60 mg / kg ip, nell&#39;ordine). Pizzicare la coda o piede precede l&#39;intervento di ispezionare la profondità dell&#39;anestesia. </li><li> Montare il mouse sul apparato stereotassico inserendo barre orecchio nel canale uditivo del topo e di serraggio in posizione. Gli occhi possono essere coperti con biocompatibile gelatina (es. vaselina) per mantenere l&#39;idratazione degli occhi dalla luce intervento chirurgico. Dopo idratante testa del mouse con il 70% di etanolo, accorciare il pelo fuori la testa. </li><li> Incise il capo di circa 25 mm con un cuoio capelluto. Si consiglia di applicare una piccola quantità di lidocaina cloridrato al 2% sotto il cuoio capelluto. Pizzicare la pelle con fascette micro (Strumenti Scienze Fine (USA), Inc., 18052-03, California, USA) per mantenere l&#39;incisione aperta. </li><li> Pulire tutti i residui di tessuto residuo sul cranio con soluzione salina tamponi di cotone imbevuti di migliorare l&#39;aderenza del PBM-array al cranio. Usando il perossido per rimuovere il residuo della membrana è anche efficace. </li><li> Trova il bregma e punti di lambda sul cranio, e li segnano con un olio a base di pennarello. Posizionare il PBM-array in modo che la linea mediana verticale incontra la linea mediana del cranio, come mostrato nella Figura 1. Posizionare il bregma al centro dello strato 5 ° del anteriore del PBM-array con una goccia di acqua del rubinetto. Tampone l&#39;elettrodo pellicola dal mediale al laterale con attenzione per una migliore aderenza. Al fine di aiutare l&#39;elettrodo stretto film di aderire al cranio, l&#39;elettrodo film dovrebbe essere completamente asciutto sul cranio. L&#39;elettrodo film rimane da fissare sul cranio con la forza di van der Waals. Quando ri-posizionamento dell&#39;elettrodo, un&#39;altra goccia di acqua di rubinetto è necessaria per evitare l&#39;elettrodo di essere strappato. <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. (Sinistra) Un PBM-array sul cranio del mouse. Il anterio-posteriore asse del PBM-array corrisponde al confine tra bregma (BP) e punti di lambda (LP). (Destra) Le posizioni putativo elettrodo sulla superficie del cervello del mouse. L&#39;anatomia del mouse sono segmentati dal-3 D banca dati MRI atlante digitale di un cervello di topo adulto C57BL/6J prodotto nel laboratorio nazionale di Brookhaven e le posizioni degli elettrodi sono contrassegnati secondo la misura stereotassica. Terra (G) e di riferimento (Ref) elettrodi sono contrassegnati nella figura a destra. </li><li> Segna almeno tre posizioni sulla zona aperta del cranio, e poi fare buchi in quelle posizioni con un trapano dentistico per il posizionamento delle microviti di sostegno. Queste microviti hanno un ruolo di candeliere e meccanicamente sostenere il cemento dentale sul cranio. Cautela supplementare è necessario durante la perforazione. Dal momento che il cranio del mouse è composto da strati sottili, l&#39;emorragia si può verificare facilmente durante la perforazione. Quando il sanguinamento caso, interrompere la foratura e applicare piccola quantità di polvere emostatico nel foro. </li><li> Applicare il cemento dentale acrilico (Vertex-Dental, Vertex autopolimerizzante, Paesi Bassi) per coprire il PBM-array, viti di ancoraggio, e il resto del cranio. Preparare il cemento dentale in un c collosa e viscosoondition. </li><li> Posizione di un bastone rigido come un puntone sul centro della testa con colla forte (per esempio, Loctite, Henkel Loctite Corp, Dublino, Irlanda). Mettere a doppia faccia nastro adesivo sul retro del piano connettore. Manipolare il PBM-array posizione del connettore per il collegamento con la punta del puntone. La distanza verticale tra il cranio e il connettore deve essere superiore a 5 mm. Stick piano connettore e la punta del bastone con colla forte per una migliore aderenza. </li><li> Assicurarsi che il cemento dentale è completamente guarito. Quindi applicare il cemento dentale acrilico sopra il cranio e la parte posteriore del piano connettore per fissare il connettore al cranio. </li><li> Rimuovere le pinze micro. Sutura incisa la pelle con cuciture in fibra sterilizzati. Rimuovere il mouse dall&#39;apparecchio. Si può applicare in più cemento dentale acrilico per proteggere il cranio scoperto. Applicare un antibiotico (unguento fucidin, Dong Wha Farmacia, Corea del Sud) in tutto il cemento e la pelle suturata. </li><li> Posizionare il mouse in una gabbia fino a quando non sterilizzato recupera il suo peso originale corporeo (circa 5 a 7 giorni). Si raccomanda di non introdurre compagni di gabbia. </li><li> Dopo il recupero, collegare il mouse da un leggero circuito stampato (PCB) connettore alla cassa d&#39;afflusso di un sistema multicanale amplificatore EEG (Synamps 2, North Carolina, USA) nella sua gabbietta. Le linee di collegamento devono essere trattati con cura in modo da non impigliarsi. </li><li> Dopo 1 ora di assuefazione, effettuare la registrazione EEG. Scan 4.4. (North Carolina, USA), software di acquisizione è stato utilizzato in questo esperimento. Un tipico insieme traccia temporale di topo EEG è illustrato nella figura 2. Si consiglia di registrare i video di mettere in relazione il comportamento del mouse. </li><li> Segnale ottenuto può essere analizzato da MATLAB (The MathWorks, Natick, MA, USA) per produrre la carta topografica del cervello. Topografie campione della mappa della potenza EEG di cervello di topo sono mostrati in Figura 3. </li></ol> 3. Rappresentante Risultati Se sopra gli interventi chirurgici sono correttamente condotto, mouse 40 canali di registrazione EEG sarà effettuato con successo senza canali male. Figure che seguono mostrano il rappresentante prime tracce EEG e mappe topografiche. <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Una traccia campione di EEG sequestro assenza vivendo indotto da iniezione γ-butirrolattone (GBL, 50mg/kg, ip). Barra rossa indica spike-wave e scarichi (SWDs) durante la crisi epilettica. Gli assi orizzontali e verticali indicano il tempo e la tensione, rispettivamente. Il numero segue il montaggio dei canali definiti nella figura. 1 (a destra). <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Le carte topografiche indicano la potenza 2-6 Hz distribuzione. Il valore nella barra colorata rappresenta la scala della mappa della potenza del colore. Durante spike-wave e scarichi (SWDs) indotta da γ-butirrolattone (GBL, 50mg/kg, ip), il potere nelle regioni corticali frontoparietale grandi aumentare in maniera significativa rispetto al potere prima dell&#39;iniezione GBL (Baseline).

<ol>
	<li>Choi, J. H., Koch, K. P., Poppendieck, W., Lee, M., Shin, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+Electroencephalography+in+Freely+Moving+Mice.">High resolution Electroencephalography in Freely Moving Mice.</a> J Neurophysiol. , .</li><li>Lee, M., Shin, H. S., Choi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+recording+of+brain+activity+and+functional+connectivity+in+the+mouse+brain.">Simultaneous recording of brain activity and functional connectivity in the mouse brain.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 2934-2936 (2009).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Riportiamo gli interventi chirurgici e la registrazione di acquisire ad alta densità EEG in topi liberi di muoversi. Questo metodo ci permette di ottenere mappe funzionale del cervello da modello di topo per studiare i meccanismi molecolari di spontanea 1,2 ritmica o attività cerebrale di eventi correlati. L&#39;acquisizione di tutti i canali della PBM-array è una condizione necessaria per ottenere la mappatura intero cervello, ma facendo un contatto sicuro per ogni canale è molto impegnativo. Per mantenere il contatto costante del canale al cranio, le seguenti procedure si trovano ad essere importante. Prima di tutto, tutti i residui di tessuto sul cranio può impostare a parte l&#39;elettrodo dal cranio. Quindi è molto importante per rimuovere tutti i frammenti di tessuto con tamponi di cotone sterilizzati e asciugare la superficie del cranio. In secondo luogo, la capacità di PBM-array che possono aderire alla superficie del cranio è forza di van der Waals. Si consiglia di applicare una goccia di acqua di rubinetto sul cranio di costruire strato di acqua prima di applicare PBM-array al cranio. In terzo luogo, la viscosità diritto di cemento dentale è molto importante. Se è troppo liquida, si può costruire uno strato isolante sotto il PBM-array. Se è troppo densa, il cemento dentale facilmente cadere a parte il cranio grazie al suo peso. Infine, almeno tre microviti di supporto devono essere impiantati sul cranio per fare il cemento dentale strettamente legata al cranio. Le microviti supporto sorreggere il cemento dentale e fissare il headstage, che è essenziale per studio a lungo termine. L&#39;applicazione di PBM-array sarà limitata a studiare cronico con topi adulti per le sue dimensioni e peso. Sulla base della nostra esperienza, i topi peso superiore a 25 g sono sufficienti per l&#39;uso. Come ulteriori applicazioni, attraverso lo spazio nullo tra i rami della nostra PBM-array, si può introdurre elettrodi secondari per la registrazione o lo scopo di stimolazione.

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<tr>
<td>&gamma;&#x2013;butyrolactone</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>H7629-500G</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
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		</div>

high-density eeg recordings of the freely moving mice using polyimide-based microelectrode

Elettroencefalogramma (EEG) indica l&#39;attività elettrica media delle popolazioni neuronali su larga scala di livello. E &#39;ampiamente utilizzato come uno strumento di monitoraggio non invasivo del cervello in neuroscienze cognitive, nonché come strumento diagnostico per i disturbi del sonno ed epilessia in neurologia. Tuttavia, il meccanismo alla base della generazione di ritmo EEG è ancora sotto il velo. Recentemente introdotto in poliammide a base di microelettrodi (PBM-array) per mouse ad alta risoluzione EEG 1 è uno dei processi per rispondere alle domande sui segnali EEG neurofisiologica basata su una ricca risorsa genetica che contiene il modello di topo per l&#39;analisi del complesso processo di generazione EEG. Questa applicazione di nanofabricated PBM-array a cranio mouse è uno strumento efficace per la raccolta su larga scala l&#39;attività cerebrale di topi transgenici e ospita per identificare i correlati neurali a certi ritmi EEG in collaborazione con il comportamento. Tuttavia il suo ultra-sottile spessore e la struttura biforcata causare una difficoltà nella gestione e impianto di PBM-array. Nel video presentato, le fasi di preparazione e chirurgia per l&#39;impianto di PBM-array su un cranio del mouse sono descritte passo per passo. Manipolazione Consigli e chirurgia per aiutare i ricercatori riescono a impianto sono anche previste.

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High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

In questo articolo, abbiamo descritto la procedura di chirurgia e la movimentazione suggerimenti per l&#39;impianto di ultra-sottile a base di poliammide array di microelettrodi (PBM-array) sul cranio del mouse per l&#39;acquisizione ad alta densità encefalografia (EEG) in un modello murino.

Le registrazioni EEG ad alta densità dei Topi muoversi liberamente utilizzando Polyimide a base di microelettrodi

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

high-density-eeg-recordings-freely-moving-mice-using-polyimide-based

Research

JoVE Journal

Neuroscience

36.8K Views.  Korea Institute of Science and Technology (KIST). In questo articolo, abbiamo descritto la procedura di chirurgia e la movimentazione suggerimenti per l'impianto di ultra-sottile a base di poliammide array di microelettrodi (PBM-array) sul cranio del mouse per l'acquisizione ad alta densità encefalografia (EEG) in un modello murino.

Video: High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they yield data relevant to the cognitive processing that occurs under ecologically valid conditions. These two goals often are at odds, since well controlled stimuli often are too repetitive to sustain subjects' motivation. Studies employing electroencephalography (EEG) are often especially sensitive to this dilemma between ecological validity and experimental control: attaining sufficient signal-to-noise in physiological averages demands large numbers of repeated trials within lengthy recording sessions, limiting the subject pool to individuals with the ability and patience to perform a set task over and over again. This constraint severely limits researchers' ability to investigate younger populations as well as clinical populations associated with heightened anxiety or attentional abnormalities. Even adult, non-clinical subjects may not be able to achieve their typical levels of performance or cognitive engagement: an unmotivated subject for whom an experimental task is little more than a chore is not the same, behaviourally, cognitively, or neurally, as a subject who is intrinsically motivated and engaged with the task. A growing body of literature demonstrates that embedding experiments within video games may provide a way between the horns of this dilemma between experimental control and ecological validity. The narrative of a game provides a more realistic context in which tasks occur, enhancing their ecological validity (Chaytor &amp; Schmitter-Edgecombe, 2003). Moreover, this context provides motivation to complete tasks. In our game, subjects perform various missions to collect resources, fend off pirates, intercept communications or facilitate diplomatic relations. In so doing, they also perform an array of cognitive tasks, including a Posner attention-shifting paradigm (Posner, 1980), a go/no-go test of motor inhibition, a psychophysical motion coherence threshold task, the Embedded Figures Test (Witkin, 1950, 1954) and a theory-of-mind (Wimmer &amp; Perner, 1983) task. The game software automatically registers game stimuli and subjects' actions and responses in a log file, and sends event codes to synchronise with physiological data recorders. Thus the game can be combined with physiological measures such as EEG or fMRI, and with moment-to-moment tracking of gaze. Gaze tracking can verify subjects' compliance with behavioural tasks (e.g. fixation) and overt attention to experimental stimuli, and also physiological arousal as reflected in pupil dilation (Bradley et al., 2008). At great enough sampling frequencies, gaze tracking may also help assess covert attention as reflected in microsaccades - eye movements that are too small to foveate a new object, but are as rapid in onset and have the same relationship between angular distance and peak velocity as do saccades that traverse greater distances. The distribution of directions of microsaccades correlates with the (otherwise) covert direction of attention (Hafed &amp; Clark, 2002).

Procedures for recording high-density EEG and gaze data during computer game-based cognitive tasks are described. Using a video game to present cognitive tasks enhances ecological validity without sacrificing experimental control.

Computer Game-Based combinando esperimenti comportamentali ad alta densità tracking Gaze EEG e infrarossi

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Ricerca

Neuroscienze

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

Registrazione di EEG nei ratti neonatali liberamente in movimento utilizzando un metodo novello

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable because of the plunger-spring-barrel structural facet and mechanical strengths resulting from metal materials. The whole process for acquiring the VEP responses in vivo from a mouse consists of four steps: (1) sensor assembly, (2) animal preparation, (3) VEP measurement, and (4) signal processing. This paper presents representative measurements of VEP responses from multiple mice with a submicro-voltage signal resolution and sub-hundred millisecond temporal resolution. Although the proposed method is safer and more convenient compared to other previously reported animal EEG acquiring methods, there are remaining issues including how to enhance the signal-to-noise ratio and how to apply this technique with freely moving animals. The proposed method utilizes easily available resources and shows a repetitive VEP response with a satisfactory signal quality. Therefore, this method could be utilized for longitudinal experimental studies and reliable translational research exploiting non-invasive paradigms.

We designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable. This paper describes the whole process from manufacturing the proposed EEG electrode to signal processing of visual evoked potential (VEP) signals measured on a mouse scalp using a dry non-invasive multi-channel EEG sensor.

Registrazioni di potenziali evocate visive nei topi utilizzando un multicanale Non invasiva a secco del cuoio capelluto EEG sensore

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls body functions and internal organ rhythms when animals are exposed to emotional challenges and changes in their living environments. In general experiments, signals from different organs, such as the brain and the heart, are recorded by independent recording systems that require multiple recording devices and different procedures for processing the data files. This study describes a new method that can simultaneously monitor electrical biosignals, including tens of local field potentials in multiple brain regions, electrocardiograms that represent the cardiac rhythm, electromyograms that represent awake/sleep-related muscle contraction, and breathing signals, in a freely moving rat. The recording configuration of this method is based on a conventional micro-drive array for cortical local field potential recordings in which tens of electrodes are accommodated, and the signals obtained from these electrodes are integrated into a single electrical board mounted on the animal's head. Here, this recording system was improved so that signals from the peripheral organs are also transferred to an electrical interface board. In a single surgery, electrodes are first separately implanted into the appropriate body parts and the target brain areas. The open ends of all of these electrodes are then soldered to individual channels of the electrical board above the animal's head so that all of the signals can be integrated into the single electrical board. Connecting this board to a recording device allows for the collection of all of the signals into a single device, which reduces experimental costs and simplifies data processing, because all data can be handled in the same data file. This technique will aid the understanding of the neurophysiological correlates of the associations between central and peripheral organs.

This study introduces a method for the simultaneous recording of local field potentials in the brain, electrocardiograms, electromyograms, and breathing signals of a freely moving rat. This technique, which reduces experimental costs and simplifies data analysis, will contribute to the understanding of the interactions between the brain and peripheral organs.

Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale, elettrocardiogramma, elettromiogramma e respirazione ritmo da un ratto liberamente commovente

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel telemetric electroencephalography system in combination with standard self-adhesive hydrogel electrodes. The piglets are calmed down without the use of sedatives. After their release into the pigpen, the piglets behave normally&#8212;they drink and sleep in the same cycle as their siblings. Their sleep phases are used for the EEG recordings.

Here, we present a protocol to record telemetric electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen without the use of a sedative, making it possible to record typical EEG patterns during non-REM sleep, like spindle bursts.

Registrazioni di EEG non invadente da muoversi liberamente suinetti

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain interstitial space with the behavior and/or with the specific outcome of a pathology (e.g., seizures for epilepsy). When studying epilepsy, the microdialysis technique is often combined with short-term or even long-term video-electroencephalography (EEG) monitoring to assess spontaneous seizure frequency, severity, progression and clustering. The combined microdialysis-EEG is based on the use of several methods and instruments. Here, we performed in vivo microdialysis and continuous video-EEG recording to monitor glutamate and aspartate outflow over time, in different phases of the natural history of epilepsy in a rat model. This combined approach allows the pairing of changes in the neurotransmitter release with specific stages of the disease development and progression. The amino acid concentration in the dialysate was determined by liquid chromatography. Here, we describe the methods and outline the principal precautionary measures one should take during in vivo microdialysis-EEG, with particular attention to the stereotaxic surgery, basal and high potassium stimulation during microdialysis, depth electrode EEG recording and high-performance liquid chromatography analysis of aspartate and glutamate in the dialysate. This approach may be adapted to test a variety of drug or disease induced changes of the physiological concentrations of aspartate and glutamate in the brain. Depending on the availability of an appropriate analytical assay, it may be further used to test different soluble molecules when employing EEG recording at the same time.

Here, we describe a method for in vivo microdialysis to analyze aspartate and glutamate release in the ventral hippocampus of epileptic and non-epileptic rats, in combination with EEG recordings. Extracellular concentrations of aspartate and glutamate may be correlated with the different phases of the disease.

Microdialisi degli aminoacidi eccitanti durante le registrazioni di EEG in liberi di muoversi

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain ...

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.

Sistema microdrive ibrido con sonda Opto-Silicon recuperabile e tetrode per la registrazione ad alta densità a doppio sito in mouse in movimento libero

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

Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have revealed that gut microbiota-derived metabolites modulate brain-mediated physiological functions through intricate gut-brain pathways in the host. Short-chain fatty acids (SCFAs) are the major bacteria-derived metabolites produced during dietary fiber fermentation by the gut microbiome. Secreted SCFAs from the gut can act at multiple sites in the periphery, affecting the immune, endocrine, and neural responses due to the vast distribution of SCFAs receptors. Therefore, it is challenging to differentiate the central and peripheral effects of SCFAs through oral and intraperitoneal administration of SCFAs. This paper presents a video-based method to interrogate the functional role of SCFAs in the brain via a guide cannula in freely moving mice. The amount and type of SCFAs in the brain can be adjusted by controlling the infusion volume and rate. This method can provide scientists with a way to appreciate the role of gut-derived metabolites in the brain.

Gut-derived microbial metabolites have multifaceted effects leading to complex behavior in animals. We aim to provide a step-by-step method to delineate the effects of gut-derived microbial metabolites in the brain via intracerebroventricular delivery via a guide cannula.

Somministrazione intracerebroventricolare di metaboliti microbici derivati dall'intestino in topi che si muovono liberamente

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have ...

Registrazione elettrofisiologica extracellulare nella corteccia motoria dei topi

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by correlating the electrophysiological signals with spontaneous and/or specific behavior. This technique represents a valuable tool in studying the neuronal network activity underlying these behaviors. The article provides a detailed and complete procedure for electrode implantation and consequent extracellular recording in free-moving conscious mice. The study includes a detailed method for implanting the microelectrode arrays, capturing the LFP and neuronal spiking signals in the motor cortex (MC) using a multichannel system, and the subsequent offline data analysis. The advantage of multichannel recording in conscious animals is that a greater number of spiking neurons and neuronal subtypes can be obtained and compared, which allows the evaluation of the relationship between a specific behavior and the associated electrophysiological signals. Notably, the multichannel extracellular recording technique and the data analysis procedure described in the present study can be applied to other brain areas when conducting experiments in behaving mice.

Autore in primo piano: Progressi nella registrazione extracellulare multicanale per lo studio dell'attività neuronale nei topi che si muovono liberamente 

The protocol describes the methodology of extracellular recording in the motor cortex (MC) to reveal extracellular electrophysiological properties in freely moving conscious mice, as well as the data analysis of local field potentials (LFPs) and spikes, which is useful for evaluating the network neural activity underlying behaviors of interest.

Registrazione extracellulare multicanale in topi che si muovono liberamente

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...