Gli autori ringraziano il Prof. Eero Castren per i suoi preziosi commenti sul manoscritto. Il lavoro è sostenuto da finanziamenti L&#39;Accademia di Finlandia, il Centro per la Mobilità Internazionale della Finlandia, e il finlandese Graduate School of Neuroscience (cervello e della mente Dottorato).

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Per meglio comprendere la fisiologia del cervello e patologia, la ricerca deve essere eseguita su una varietà di livelli di complessità di preparazione, utilizzando le tecniche più appropriate per ciascun preparato. Allo stato attuale, una vasta gamma di metodologie neuroscienze (da full-body fMRI alla microscopia STED sub-organello) sono facilmente applicati agli animali anestetizzati, mentre esperimenti su animali svegli e comportarsi hanno rappresentato una sfida metodologica significativo. Qui, un nuovo approccio è descritto in cui un animale da laboratorio, pur essendo fermamente testa fissa, in grado di muoversi un homecage mobile-aria alzato ed esplorare il suo ambiente concreto in condizioni senza stress. La preparazione animale testa fissa comportarsi qui presentato offre una serie di vantaggi importanti. In primo luogo, i dati elettrofisiologici o di imaging ottenuti con questo metodo sono compromessi né dalla anestesia né da stress vincolare indotta. Posizionamento del mouse in casa mobilegabbia è veloce e non richiede l&#39;anestesia l&#39;animale, anche transitoriamente. In secondo luogo, la homecage aria sollevata assicura la stabilità meccanica necessaria per quantificare i cambiamenti in fine morfologia neuronale e registrare cella singola attività elettrofisiologica in animali svegli. Infine, il design del homecage mobile è più compatta rispetto al tapis roulant sferica, consentendo il posizionamento della homecage mobile sotto un microscopio verticale standard per due fotoni imaging o registrazione patch-clamp in cervello sveglio del mouse. Fissazione testa ferma nel homecage mobile richiede l&#39;impianto di un supporto metallico a quattro ali appositamente progettato, con una apertura circolare al centro per l&#39;accesso ottica o elettrica alla regione cerebrale sottostante. Questi supporti metallici sono attaccati al cranio mediante una combinazione di colla, cemento dentale e di una vite avvitata nell&#39;osso cranio. Questa procedura chirurgica è stata sviluppata sulla base di un gran numero di precedentementeprocedure pubblicate, ed è stato trovato per causare un preparato finestra cranica stabile e riproducibile. Per gli esperimenti in vivo elettrofisiologiche, una finestra a forma di mezzaluna 34, una piccola craniotomia dimensioni (inferiore a 0,5 mm) 32, e una preparazione copertura in vetro forato 35 sono state utilizzate. Qui, il &quot;invertito&quot; finestra del cranio è stato impiantato sia con un grande (diametro 3,5 mm) o piccole (diametro inferiore a 0,5 mm) craniotomia. Riducendo al minimo movimento del cervello è fondamentale per le registrazioni singola cellula stabili, è per questo che è consigliabile eseguire craniotomie di piccole dimensioni per esperimenti di elettrofisiologia. Dopo l&#39;impianto della finestra cranica per esperimenti di imaging ottico, gli animali possono recuperare per almeno 2 o 3 settimane, durante il quale la finestra perde prima transitoriamente la sua trasparenza e poi riacquisisce essa (con una resa del 50-70%, a seconda background genetico del ceppo mouse). La trasparenza della finestra cranica e la stabilitàlità del cemento &quot;tappo&quot; dentale attaccato al cranio può essere verificata mediante un microscopio binoculare regolare e ispezione fisica durante la movimentazione degli animali. Al termine del periodo di recupero di 2-3 settimane, gli animali che presentano segni di infiammazione residua post-operativa o difetti meccanici in cemento dentale dovrebbero essere escluse dagli esperimenti e terminati. L&#39;età ottimale per iniziare la formazione del topo è di 2-4 mesi (corrispondente al peso di 20-40 g). Negli animali giovani, ancoraggio del cemento &quot;tappo&quot; dentale al cranio può essere inaffidabile, che può diminuire la sua resistenza alle sollecitazioni meccaniche che viene imposto dal locomozione del mouse testa fissa nel homecage mobile. Sebbene topi maschi e femmine appaiono ugualmente disposti a spostarsi in homecage mobile, c&#39;è una tendenza per ottenere una migliore percentuale di intervalli cranici recuperare la loro trasparenza nei topi femmina (dati non mostrati). Quindi, per to garantire un equilibrato mix di generi nella coorte di animali selezionati per l&#39;imaging, l&#39;impianto finestre craniche in circa il 30% più topi maschi è raccomandato. Interazioni sociali sono noti per migliorare il benessere degli animali e ridurre lo stress, quindi è consigliabile che fratellini siano gestiti e addestrati in parallelo e tenuti insieme in gabbie di stabulazione in gruppo. In contrasto con le procedure pubblicate per la preparazione treadmill sferica 13, il metodo che utilizza la homecage mobile non richiede anestetizzare il mouse al momento del fissaggio testa. Questa differenza è importante perché consente di escludere eventuali effetti residui che anche una breve e &quot;leggera&quot; episodio anestesia rischia di avere sulle misurazioni fisiologiche ottenute poco dopo. Infatti, anche se negli studi in cui la fissazione di testa è stato fatto sotto anestesia e gli esperimenti reali sono state avviate dopo un breve periodo di attesa 13, non si puòescludere eventuali effetti a lungo termine del breve episodio anestesia sui dati sperimentali. Altri studi si sono basati sulla privazione di acqua per assuefazione sistematica degli animali a testa di fissaggio e usato ricompensa acqua come mezzo di motivare l&#39;animale a rimanere immobile 36. Tuttavia, il metodo di fissazione testa ricompensa a base limita la scelta dei test comportamentali applicabili e, soprattutto, occupa una delle associazioni stimolo-ricompensa ben consolidati. Al contrario, il metodo di topo assuefazione alla testa di fissaggio in homecage mobile non richiede privazione di acqua e successiva premio. Completando la homecage mobile con un sistema di erogazione di acqua è consigliato per gli esperimenti di lunga durata. Le sessioni di addestramento di animali ed esperimenti qui presentate sono state fatte durante il giorno (8:00-06:00), che corrisponde al periodo fisiologicamente passivo per quei topi che vengono tenuti sotto il piano della luce di 12 ore standard (lillum na su alle 6 del mattino e si spegne alle 06:00). Poiché l&#39;assunzione di acqua è direttamente associato con l&#39;attività del topo, durante i topi periodo passivi non richiedono erogazione acqua se la durata di una sessione di allenamento / immagini / registrazione non superi 2 ore. Oltre alla tempistica e la durata delle sessioni di formazione, si ha la necessità di affrontare la questione del numero ottimale di sedute necessarie per abituare gli animali homecage mobile. A tal fine, due criteri sono stati utilizzati per valutare lo stress indotto dalla testa le procedure di fissaggio: i) la perdita di peso, e ii) il livello di attività locomotoria. Come mostrato in Figura 6, la perdita di peso raggiunge il livello medio del 6% sulla formazione giorno 2, ed è completamente invertito giornata di formazione 4 (Figura 6A). Coerentemente con le dinamiche di pesatura, il livello di attività locomotoria degli animali testa-fisso viene soppresso il primo giorno di formazione, ma stabilizza dopo giorno formazione 4 (Figura 6D). In base a queste misurazioni, si sugt che la durata minima del periodo di formazione mouse su homecage cellulare è di 4 giorni, come descritto nel presente protocollo. L&#39;uso del-aria sollevata, homecage mobili TV a pavimento permette di aggiungere compiti complessi (sensomotorie, percettive e cognitive) ai paradigmi di formazione per topi testa-fisso. Nel presente studio vengono presentati due protocolli di test comportamentali. Entrambi i protocolli utilizzano tracce olfattive e possono essere combinati con longitudinali immagini / registrazioni nella corteccia mouse. Anche se il homecage cellulare viene prodotta con materiali non assorbenti, bisogna comunque tenere conto di possibili interferenze tra l&#39;odore del dispositivo e prova di odore (s). Un altro fattore che può interferire con visuali / segnali tattili di un esperimento comportamentale è la giunzione tra la parete e l&#39;inserto, che non è perfetta e può, quindi, essere percepito dal l&#39;animale come un punto di riferimento. Vale la pena notare qui che, al fine di minimizzare lo stress dell&#39;animale durante tale integrazionerventions il posizionamento di un cotone odore presentando alla parete homecage mobile, sperimentatore dovrebbero praticare effettuare tali interventi il ​​più rapidamente possibile, evitando manipolazione prolungata della gabbia carbonio. Strategie per romanzo presentazione odore / oggetto alternative sono concepibili, ad esempio, ponendo soluzione a base di idrogel gocce o oggetti (quali chip alimentari) su piccole mensole fissate alla superficie interna della parete della gabbia carbonio all&#39;altezza compatibile con posizionamento testa dell&#39;animale. Homecage Mobile consente di animali testa-fisso per eseguire una vasta gamma di movimenti bidimensionali tra cui locomozione orizzontale, situp, governare, sbattere, leccare, naso frugando, i movimenti delle zampe anteriori qualificati, e toccante parete con arti anteriori, come illustrato nel presente studio . Utilizzando homecage mobile e protocolli qui presentati, i ricercatori possono studiare il sistema neuronale sensomotoria con un alto livello di controllo sia la condizione di stimolaziones e alle letture comportamentali. Inoltre, studi di capacità cognitive nei topi svegli possono essere eseguite durante il condizionamento, la navigazione spaziale e compiti decisionali. Ci sono diverse limitazioni pratiche di questo metodo. In primo luogo, è necessaria una notevole quantità di aria in pressione per raggiungere la potenza-homecage sollevamento ed effettuare esperimenti di lunga durata. In secondo luogo, la homecage cellulare nella sua attuale implementazione è solo 18 cm di diametro, e quindi fornisce una relativamente piccola e semplice spazio rispetto alla realtà virtuale, dove un ambiente sperimentale complesso può essere progettato senza limitazioni spaziali. In terzo luogo, durante il baffo stimolazione ed esperimenti a base di ricompensa-qui presentati, un dispositivo è stato utilizzato che limita la possibilità al muro contatto per il mouse. Aggiunta di un canale visivo o sensoriale esterno stimolazione (ad esempio un proiettore di luce-eye diretto) richiederebbe la progettazione di un dispositivo più ergonomico e compatto rispetto aii multipli a schermo o dome-proiezione soluzioni che sono stati utilizzati negli esperimenti tapis roulant sferiche. In sintesi, l&#39;uso dei topi testa fissa spostano nella homecage mobile-aria sollevata facilita notevolmente gli studi che combinano livelli cellulari, molecolari e comportamentali di osservazione e manipolazione in un singolo esperimento. Le applicazioni specifiche qui illustrati sono due fotoni di imaging microscopico, intrinseco di imaging segnale ottico e registrazioni di patch-clamp in topi Comportarsi non anestetizzati. Si prevede che questo approccio aprirà nuovi orizzonti nella sperimentazione su svegli, comportandosi mouse e servire come un utile strumento sia per lo sviluppo di farmaci e la ricerca di base delle funzioni cerebrali.

Una tendenza emozionante recente nelle Neuroscienze è sviluppare approcci sperimentali per cellulare e molecolare sondaggio delle reti neuronali nel cervello di veglia, comportandosi roditori. Tali approcci tenere la promessa di gettare nuova luce sui processi neurofisiologici che sono alla base della funzione motoria, integrazione sensomotoria, la percezione, l&#39;apprendimento, la memoria, così come la progressione del pregiudizio, neurodegenerazione e le malattie genetiche. Inoltre, la registrazione dal cervello di animali svegli promettente nello sviluppo di nuovi agenti terapeutici e trattamenti. Vi è una crescente consapevolezza che l&#39;anestesia, che è stato comunemente usato in esperimenti neurofisiologici, può influenzare i meccanismi di base della funzione cerebrale, che potrebbe condurre alla erronea interpretazione dei risultati sperimentali. Così, la ketamina anestetico ampiamente usato aumenta rapidamente la formazione di nuove spine dendritiche e migliora la funzione sinaptica 1; un altro anestetici comunemente usatiic isoflurano a livelli di anestesia chirurgica sopprime completamente l&#39;attività corticale spontanea nei ratti appena nati e blocca oscillazioni mandrino-burst in animali adulti 2. Attualmente, solo un numero limitato di approcci abilitare esperimenti in topi non anestetizzati mediante due fotoni di imaging microscopico o patch-clamp. Questi approcci possono essere suddivisi in preparazioni liberi di muoversi e di testa-fisso. L&#39;attrattiva unica di un preparato animale muoversi liberamente è che permette la valutazione del comportamento naturale, compresi i movimenti di tutto il corpo durante la navigazione. Un modo per l&#39;immagine all&#39;interno del cervello di un roditore muoversi liberamente è quello di collegare un microscopio da testa miniaturizzata o fibroscopio 3-5. Tuttavia, i dispositivi miniaturizzati tendono ad avere prestazioni ottiche limitato rispetto alla microscopia a due fotoni obiettivo a base, e non possono essere facilmente combinato con intere registrazioni cella patch-clamp 6. Il exiSoluzioni sting per la testa di fissazione di un roditore svegli si sono affidati principalmente sia sulla contenzione fisica 7,8 o sulla formazione l&#39;animale a esporre poggiatesta volontaria 9. Un altro approccio popolare è consentire arti dell&#39;animale per spostare appoggiandolo su, ad esempio, un tapis roulant sferico 10; questo approccio è spesso combinato con la realtà virtuale generata dal computer. Esperimenti di elettrofisiologia sui topi testa fissa sono in gran parte utilizzato le registrazioni extracellulari e sono stati utilizzati per studiare regolazione centrale della funzione cardiovascolare 11, effetti dell&#39;anestesia sull&#39;attività neuronale 12, la risposta uditiva del tronco encefalico 13 e di elaborazione delle informazioni 14. Le pionieristiche registrazioni intracellulari / cellule intere negli animali Comportarsi sveglio sono stati eseguiti negli anni 2000 e si sono concentrati su attività neurale legati alla percezione e movimento 15-20. Intorno allo stesso tempo, sono stati pubbli i primi studi di imaging microscopici sui topi svegliaccertata, dove microscopia a due fotoni è stato utilizzato nella corteccia sensoriale di ratti fisicamente trattenuto 7 e su topi in esecuzione su un tapis roulant sferico 21. Vivo studi di microscopia e di elettrofisiologia successive hanno dimostrato che un preparato fissazione testa può essere combinato con successo con paradigmi comportamentali basati sui movimenti degli arti anteriori, il riconoscimento degli odori, sbattere, e leccare 8,22-25. Topi immessi sul tapis roulant sferico possono essere addestrati per navigare l&#39;ambiente visivo virtuale generato da un computer 10,26. Registrazioni intracellulari / extracellulari dimostrato che, in un animale testa fissa navigazione tale ambiente virtuale, attivazione delle cellule di posizione ippocampali può essere rilevata 27. In un ambiente visivo virtuale, i topi mostrano normale movimento legate theta ritmo nel potenziale campo locale e theta fase di precessione durante il movimento attivo 27. Recentemente, il activit spaziale e temporaley modelli di popolazioni neuronali sono stati registrati otticamente in topi durante la lavorazione compiti di decisione memoria in un ambiente virtuale 28. Pur avendo abilitato ricerca d&#39;avanguardia, il design tapis roulant sferico ha diverse limitazioni intrinseche. In primo luogo, l&#39;animale deve spostare su una superficie illimitato di una palla di aria alzato rotante, che pone ostacoli materiali come muri o barriere. Questa limitazione è solo in parte compensato dalla &quot;realtà virtuale&quot; generati dal computer, perché input visivo è probabilmente meno efficace su topi e ratti rispetto all&#39;ingresso sensoriale tattile (ad esempio, baffo tasto o leccare), che queste specie naturalmente affidano on. In secondo luogo, la notevole curvatura della superficie della sfera può essere scomodo per i topi di laboratorio utilizzati per camminare su un pavimento piatto nelle loro gabbie. Infine, il diametro pura della palla (almeno 200 mm nei topi e 300 mm per ratti) rende la dimensione verticale della sfericaDispositivo tapis roulant relativamente grande. Questo rende difficile conciliare treadmill sferica con la maggioranza di configurazioni microscopia disponibili in commercio, e spesso richiede la costruzione di una nuova configurazione intorno al treadmill mediante telai microscopio su misura. Qui, un nuovo metodo è descritto in cui un topo testa fissa può muoversi un homecage mobile-aria alzato che dispone di un pavimento piatto e pareti tangibili, ed esplorare l&#39;ambiente fisico in condizioni di senza stress. Questo articolo illustra le procedure di formazione del mouse e la fissazione di testa, e fornisce esempi rappresentativi dove microscopia a due fotoni, imaging ottico intrinseca e patch-clamp registrazioni vengono eseguite nel cervello di topi Comportarsi sveglio.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="733">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:259px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:161px;">Company</td>
			<td style="width:141px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:173px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Tweezers&#160; Stainless Steel, 115mm</td>
			<td style="width:161px;">XYtronic</td>
			<td style="width:141px;">XY-2A-SA</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Animal trimmer, shaving machine</td>
			<td style="width:161px;">Aesculap</td>
			<td style="width:141px;">Isis GT420</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Binocular Microscope</td>
			<td style="width:161px;">Zeiss&#160;</td>
			<td style="width:141px;">Stemi 2000</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Biological Temperature Controller with stainless steel heating pad</td>
			<td style="width:161px;">Supertech</td>
			<td style="width:141px;">TMP-5b</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Blunt microsurgical blade</td>
			<td style="width:161px;">BD</td>
			<td style="width:141px;">REF 374769</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Borosilicate tube with filament</td>
			<td style="width:161px;">Sutter Instruments</td>
			<td style="width:141px;">BF120-69-10</td>
			<td style="width:173px;">For patch pipette production</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Camera&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Foscam</td>
			<td style="width:141px;">FI8903W</td>
			<td style="width:173px;">Night visibility</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Carprofen</td>
			<td style="width:161px;">Pfizer</td>
			<td style="width:141px;">Rimadyl vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dental cement</td>
			<td style="width:161px;">DrguDent, Dentsply</td>
			<td style="width:141px;">REF 640 200 271</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dexamethasone</td>
			<td style="width:161px;">FaunaPharma</td>
			<td style="width:141px;">Rapidexon vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Disposable drills</td>
			<td style="width:161px;">Meisinger</td>
			<td style="width:141px;">HP 310104001001008</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dulbeco&#8217;s PBS 10X</td>
			<td style="width:161px;">Sigma</td>
			<td style="width:141px;">D1408</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dumont #5 forceps, 110 mm</td>
			<td style="width:161px;">FST</td>
			<td style="width:141px;">91150-20</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:259px;">Eyes-lubricant</td>
			<td style="width:161px;">Novartis</td>
			<td style="width:141px;">Viscotears</td>
			<td style="width:173px;">For eyes protection during operation and as viscose solution for immersion&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Foredom drill control</td>
			<td style="width:161px;">Foredom&#160;</td>
			<td style="width:141px;">FM3545</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Foredom micro motor handpiece</td>
			<td style="width:161px;">Foredom</td>
			<td style="width:141px;">MH-145</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Four-winged metal holder</td>
			<td style="width:161px;">Neurotar</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Head Holder for Mice</td>
			<td style="width:161px;">Narishige</td>
			<td style="width:141px;">SG-4N</td>
			<td style="width:173px;">Assembled on stereotaxic instrument</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Hemostasis Collagen Sponge</td>
			<td style="width:161px;">Avitene, Ultrafoam BARD</td>
			<td style="width:141px;">Ref 1050050</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Imaris</td>
			<td style="width:161px;">Bitplane</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Ketamine</td>
			<td style="width:161px;">Intervet</td>
			<td style="width:141px;">Ketaminol vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Kwik-Sil&#160;</td>
			<td style="width:161px;">WPI</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Mai Tai DeepSee laser</td>
			<td style="width:161px;">Spectra-Physics</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Micro dressing forceps, 105 mm</td>
			<td style="width:161px;">Aesculap</td>
			<td style="width:141px;">BD302R</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Microelectrode puller</td>
			<td style="width:161px;">Narishige</td>
			<td style="width:141px;">PC-10H</td>
			<td style="width:173px;">Vertical puller for glass pipette production</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:161px;">Sensapex</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Mini bolt</td>
			<td style="width:161px;">Centrostyle</td>
			<td style="width:141px;">Ref. 00343 s/steel M1.0x4.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Mobile Homecage</td>
			<td style="width:161px;">Neurotar</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:259px;">Multiphoton Laser Scanning Microscope</td>
			<td style="width:161px;">Olympus</td>
			<td style="width:141px;">FV1000MPE</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:28px;width:259px;">Nonwoven swabs 5&#215;5</td>
			<td style="width:161px;">Molnlycke Health Care</td>
			<td style="width:141px;">Mesoft</td>
			<td style="width:173px;">Surgical tampons</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Polyacrylic glue</td>
			<td style="width:161px;">Henkel</td>
			<td style="width:141px;">Loctite 401</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:259px;">Round glass coverslip&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:161px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td rowspan="2" style="width:141px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">1.5 thickness&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Small animal stereotaxic instrument</td>
			<td style="width:161px;">David Kopf Instruments</td>
			<td style="width:141px;">900</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Student iris scissors, straight 11.5 cm</td>
			<td style="width:161px;">FST</td>
			<td style="width:141px;">91460-11</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Xylazine</td>
			<td style="width:161px;">Bayer Health Care</td>
			<td style="width:141px;">Rompun vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

flat-floored air-lifted platform: a new method for combining behavior with microscopy or electrophysiology on awake freely moving rodents

E &#39;ampiamente riconosciuto che l&#39;uso di anestetici generali può minare la pertinenza dei dati elettrofisiologici o microscopiche ottenute dal cervello di un animale vivo. Inoltre, il lungo recupero dall&#39;anestesia limita la frequenza degli episodi ripetuti di registrazione / di imaging in studi longitudinali. Quindi, nuovi metodi che permettano registrazioni stabili da topi Comportarsi non anestetizzati sono tenuti a far avanzare i campi delle neuroscienze cellulari e cognitive. Soluzioni esistenti spaziano dalla mera contenzione fisica ad approcci più sofisticati, come il tapis roulant lineari e sferici usati in combinazione con la realtà virtuale generata dal computer. Qui, un nuovo metodo è descritto in cui un topo testa fissa può muoversi un homecage mobile-aria alzato ed esplorare il suo ambiente in condizioni di senza stress. Questo metodo permette ai ricercatori di effettuare test comportamentali (ad esempio, l&#39;apprendimento, assuefazione o di riconoscimento romanzo oggetto) in contemporanea condue fotoni di imaging microscopico e / o patch-clamp, tutti combinati in un singolo esperimento. Questo video-articolo descrive l&#39;uso del dispositivo di fissaggio testa animale sveglio (homecage mobile), dimostra le procedure di assuefazione animale, ed esemplifica una serie di possibili applicazioni del metodo.

Il metodo presentato qui è inteso per l&#39;imaging microscopico o monocellulari registrazioni elettrofisiologiche in Svegliatevi, topi testa fissa ma altrimenti liberamente in movimento e si comportano. L&#39;animale può muoversi in due dimensioni in un vero e proprio (al contrario di virtuale), l&#39;ambiente tangibile e familiare, mentre il cranio degli animali è fissato saldamente al braccio di fissaggio testa. Abituare i topi al homecage mobile-aria sollevata consiste di 4-6 giorni di sessioni di formazione di 2 ore due volte al giorno (Figura 1). Gli animali addestrati possono essere usati negli esperimenti immediatamente. Uno studio tipico comprende un certo numero di sessioni di imaging o sessioni di registrazione patch-clamp che sono distanziati a intervalli che vanno da poche ore a diversi giorni o settimane. È importante sottolineare che entrambe le registrazioni ottiche ed elettrofisiologiche possono essere eseguite contemporaneamente stimoli cognitivi o comportamentali e letture, in un singolo esperimento. Per valutare la stabilità meccanicatesta di fissaggio del mouse nella homecage mobile, le sequenze di immagini di navi corticali etichettati con destrano fluorescente coniugato e dei dendriti corticali esprimenti YFP sono stati raccolti mentre gli animali sperimentali sono state navigando il homecage mobile (Figura 2). Gli spostamenti massimi del cervello durante la locomozione dell&#39;animale non hanno in genere superano 1-1,5 micrometri. Tali spostamenti sono verificati nelle direzioni orizzontale e molto raramente provocato uno spostamento rilevabile del piano dell&#39;immagine, rendendo superflua qualsiasi correzione di artefatti di movimento. Stabile fissazione testa homecage mobile consente la quantificazione delle singole spine dendritiche in animali svegli con la stessa affidabilità in topi anestetizzati. Densità delle spine dendritiche, la morfologia e il fatturato possono essere monitorati durante gli studi longitudinali con più sessioni di imaging eseguiti ad intervalli che vanno da poche ore a diversi giorni o settimane. L&#39;usabilità del mobile homecage per l&#39;imaging ottico funzionale è stato testato in corteccia somatosensoriale di topi svegli utilizzando due approcci: i) microscopia a due fotoni sui topi transgenici Thy1-GCaMP3 e ii) intrinseca di imaging segnale ottico in topi wild-type. Ca 2 + immagini sono state eseguite a livello 2/3, che contiene corpi cellulari di molti neuroni fluorescente, così come i loro dendriti e assoni (Figura 3). Le trame di fluorescenza-over-time provenienti da regioni selezionate di interesse (ROI) sono mostrati in figura 3, dimostrando l&#39;attività neuronale spontanea (misurata come aumenti transitori GCaMP3 fluorescenza) durante la navigazione attiva del mouse nella homecage mobile. Imaging ottico basato su segnali intrinseci permette la mappatura della distribuzione spaziale dei domini funzionali. Figura 4 illustra i cambiamenti ondulatori nel livello di ossigenazione del sangue (che riflettono attivazione neuronale regionale) che propagano lungo corteccia somatosensoriale in risposta a vibrissa stimolazione alla frequenza di 0,05 Hz. Per testare la fattibilità di registrazioni di patch-clamp con homecage mobile, abbiamo usato 2-3 mesi di età topi C57BL/6J. Layer 2/3 neuroni nella corteccia somatosensoriale sono stati registrati in configurazione da cellula intera utilizzando la modalità morsetto corrente. Registrazione patch-clamp nel cervello di topi sveglio testa fissa sulle homecage mobile era essenzialmente simile ai non vedenti di patch-clamp in fettine cerebrali. Circa il 50% dei tentativi provocato formazione gigaseal successo, di cui più del 70% ha prodotto la registrazione cellula intera configurazione stabile. Non sono stati osservati eventi di perdere il contatto gigaseal dovuti allo spostamento meccanico delle cellule. Figura 5 illustra un frammento di 60 secondi di un rappresentante di 10 minuti lungo di registrazione corrente-clamp correlata con episodi di attivo (in esecuzione) di topo e (a riposo) stati passivi. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in"src = &quot;/ files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg&quot; width = &quot;600&quot; /&gt; Figura 1. Metodo della testa di fissaggio di topi sveglio nel homecage mobile. A) Presentazione del progetto homecage mobile-aria sollevata e illustrazioni del concetto generale. B) Schema di un tipico temporale sperimentale. Lo studio inizia con l&#39;impianto della finestra cranica due settimane prima abituare il mouse per movimentazione e confezionamento, che è seguita da otto allenamenti due volte al giorno. Lo studio tipico include un numero di sessioni di imaging o sessioni di registrazione patch clamp che sono distanziati a intervalli che vanno da poche ore a diversi giorni o settimane. Entrambe le misure ottiche ed elettrofisiologiche può essere fatto in parallelo con stimoli e letture cognitive o comportamentali all&#39;interno di un singolo esperimento. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 2. Esempio di due fotoni di imaging microscopico su topi svegli movimento intorno al homecage mobile. A, B) vascolare corticale, etichettato con il destrano Red coniugato 70 kDa Texas. Il diametro dei singoli segmenti di flotta è misurata tracciando nel tempo il profilo delle linee tracciate tra il lume del vaso durante i periodi di riposo di topo e in esecuzione (A). Il tasso di flusso di sangue nelle arterie e vene viene misurata mediante scansione lineare lungo le linee tracciate parallelamente alla parete del serbatoio (B). C, D) Belle dettagli di morfologia neuronale visualizzato nel cervello di topi transgenici che esprimono YFP in sottopopolazione di neuroni sotto il promotore Thy1. Ricostruzione tridimensionale dei neuroni piramidali corteccia somatosensoriale del mouse (C). Le immagini di un dendritica branch acquisito in una veglia, comportandosi del mouse sono sufficientemente stabili per la quantificazione dei singoli spine morfologia dendritica (D). E) Quantificazione del movimento cerebrale causato da movimenti del mouse. Più grandi spostamenti di ampiezza correlano con i periodi di funzionamento del mouse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig2highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" width="600" /> Figura 3. Esempio di attività della popolazione neuronale in veglia Thy1-GCaMP3 del mouse si muove intorno al homecage mobile. A) l&#39;immagine a due fotoni di strato corticale II / III neuroni. ROI, per esempio neuronali corpi cellulari, dendriti e assoni sono mostrati in giallo. B) Af / F tracce della fluorescenza GCaMP3 dal ROI mostrati in A (tempo di serie registrata a 1.5 sec / frame). C) ingrandita in regione ripreso a 65 msec / telaio. D) Fluorescenza dal ROI gialli in C tracciato nel corso del tempo, mostra i transitori aumenti (rosso) in fluorescenza GCaMP3 che corrispondono all&#39;azione potenziali indotti Ca 2 + episodi afflusso. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" width="600" /> Figura 4. Esempio di mappatura della distribuzione spaziale delle risposte funzionali nella corteccia di un mouse sveglio mediante l&#39;imaging segnali ottici intrinseci. A) Visione luminosa campo dei vasi sanguigni superficiali attraverso la finestra cranica. B) Entità mappa della attività di base in mobile homecage durante un episodio di 6 minuti. C) mappa Entità dell&#39;attività neuronale si propaga lungo corteccia somatosensoriale in risposta alla stimolazione vibrissa ad una frequenza di 0,05 Hz. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" target="_blank">Cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" width="600" /> Figura 5. Esempio di whole-cell patch-clamp registrazione nella corteccia di un mouse sveglio spostamento in homecage mobile. A) di registrazione corrente-clamp da un neurone nello strato corticale del mouse 2/3. 0,5 sec, iniezione di corrente da 100 pA (di seguito indicato la traccia), si traduce in uno scoppio di potenziali d&#39;azione. La cella ha mostrato adattamento frequenza caratteristica spike per i neuroni piramidali. B) Continuo registrazione corrente-clampdal medesimo neurone correlata con l&#39;attività del mouse &#39;locomotoria (mostrato in rosa sopra la traccia). Attività spontanea Rappresentante dello strato di 2/3 dei neuroni durante i periodi di mouse del riposo (C) e in esecuzione (D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" target="_blank">Cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" width="600" /> Figura 6. Perdita di peso degli animali e dell&#39;attività locomotoria nei topi head-fixed/non-fixed durante le sessioni di formazione in homecage mobile. A) il peso degli animali (media + SD,%) prima di allenamenti. Si noti che la perdita di peso è completamente annullata dalla 7-8 ° allenamento. B) traiettoria del mouse locomozione orizzontale rispetto al homecage mobile,che è stato estrapolato dal movimento tracciato della homecage mobile durante 8 ª sessione di formazione. C) i movimenti cingolati di un mouse non-head-fisso esplorare la gabbia rotonda durante l&#39;8 ª sessione di formazione. D) Durata della testa fissa (cerchio) e non fisso (triangolo) il movimento topi durante 1-4 ° giorno di allenamento (media + SD,%). Si noti che, il giorno 4, i topi testa-fisso non presentano né congelamento (come il giorno 1), né un eccesso di attività locomotoria. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" target="_blank">cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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Flat-floored Air-lifted Platform: A New Method for Combining Behavior with Microscopy or Electrophysiology on Awake Freely Moving Rodents

Questo metodo crea un ambiente familiare tangibile per il mouse per navigare ed esplorare durante microscopiche di imaging o unicellulari registrazioni elettrofisiologiche, che richiedono ferma fissazione della testa dell&#39;animale.

Appartamento con pavimento Platform aria sollevata: Un nuovo metodo per la combinazione di Comportamento con microscopia o Elettrofisiologia su Awake liberi di muoversi Roditori

It is widely acknowledged that the use of general anesthetics can undermine the relevance of electrophysiological or microscopical data obtained from a ...

flat-floored-air-lifted-platform-new-method-for-combining-behavior

Research

JoVE Journal

Behavior

22.5K Views.  University of Helsinki.  Questo metodo crea un ambiente familiare tangibile per il mouse per navigare ed esplorare durante microscopiche di imaging o unicellulari registrazioni elettrofisiologiche, che richiedono ferma fissazione della testa dell'animale. 

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A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different forms of learning. Specifically, viral-mediated delivery is used to express a genetically modified inhibitory G-protein coupled receptor (the Designer Receptor) into a discrete brain region in the rodent. Three weeks later, when designer receptor expression levels are high, a pharmacological agent (the Designer Drug) is administered systemically 30 min prior to a specific behavioral session. The drug has affinity for the designer receptor and thus results in inhibition of neurons that express the designer receptor, but is otherwise biologically inert. The brain region remains silenced for 2-5 hr (depending on the dose and route of administration). Upon completion of the behavioral paradigm, brain tissue is assessed for correct placement and receptor expression. This approach is particularly useful for determining the contribution of individual brain regions to specific components of behavior and can be used across any number of behavioral paradigms.

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while rats are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different components of learning.

Un metodo per Remotely Silencing Neural Activity in Roditore Durante Fasi discreti di apprendimento

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

Ricerca

Comportamento

A Method for Evaluating the Reinforcing Properties of Ethanol in Rats without Water Deprivation, Saccharin Fading or Extended Access Training

Operant oral self-administration methods are commonly used to study the reinforcing properties of ethanol in animals. However, the standard methods require saccharin/sucrose fading, water deprivation and/or extended training to initiate operant responding in rats. This paper describes a novel and efficient method to quickly initiate operant responding for ethanol that is convenient for experimenters and does not require water deprivation or saccharin/sucrose fading, thus eliminating the potential confound of using sweeteners in ethanol operant self-administration studies. With this method, Wistar rats typically acquire and maintain self-administration of a 20% ethanol solution in less than two weeks of training. Furthermore, blood ethanol concentrations and rewards are positively correlated for a 30 min self-administration session. Moreover, naltrexone, an FDA-approved medication for alcohol dependence that has been shown to suppress ethanol self-administration in rodents, dose-dependently decreases alcohol intake and motivation to consume alcohol for rats self-administering 20% ethanol, thus validating the use of this new method to study the reinforcing properties of alcohol in rats.

This protocol describes a novel and efficient method to quickly initiate operant responding for ethanol in rats that, contrary to standard methods, does not require water deprivation or saccharin/sucrose fading to initiate responding.

Un metodo per valutare le proprietà di rinforzo di etanolo in ratti senza acqua privazione, Saccarina dissolvenza o di formazione accesso esteso

Operant oral self-administration methods are commonly used to study the reinforcing properties of ethanol in animals. However, the standard methods ...

Feeding Experimentation Device (FED): Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

Food intake measurements are essential for many research studies. Here, we provide a detailed description of a novel solution for measuring food intake in mice: the Feeding Experimentation Device (FED). FED is an open-source system that was designed to facilitate flexibility in food intake studies. Due to its compact and battery powered design, FED can be placed within standard home cages or other experimental equipment. Food intake measurements can also be synchronized with other equipment in real-time via FED's transistor-transistor logic (TTL) digital output, or in post-acquisition processing as FED timestamps every event with a real-time clock. When in use, a food pellet sits within FED's food well where it is monitored via an infrared beam. When the pellet is removed by the mouse, FED logs the timestamp onto its internal secure digital (SD) card and dispenses another pellet. FED can run for up to 5 days before it is necessary to charge the battery and refill the pellet hopper, minimizing human interference in data collection. Assembly of FED requires minimal engineering background, and off-the-shelf materials and electronics were prioritized in its construction. We also provide scripts for analysis of food intake and meal patterns. Finally, FED is open-source and all design and construction files are online, to facilitate modifications and improvements by other researchers.

Feeding Experimentation Device FED: Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

Feeding Experimentation Device (FED) is an open-source device for measuring food intake in mice. FED can also synchronize food intake measurements with other techniques via a real-time digital output. Here, we provide a step-by-step tutorial for the construction, validation, and usage of FED.

Alimentazione dispositivo Sperimentazione (FED): Costruzione e validazione di un dispositivo Open-source per la misurazione assunzione di cibo nei roditori

Food intake measurements are essential for many research studies. Here, we provide a detailed description of a novel solution for measuring food intake in ...

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical neurons with two-photon microscopy has provided unique insights into cortical structure, function and plasticity. However, these studies are limited to head fixed animals, greatly reducing the behavioral complexity available for study. In this paper, we describe a procedure for performing chronic fluorescence microscopy with cellular-resolution across multiple cortical layers in freely behaving mice. We used an integrated miniaturized fluorescence microscope paired with an implanted prism probe to simultaneously visualize and record the calcium dynamics of hundreds of neurons across multiple layers of the somatosensory cortex as the mouse engaged in a novel object exploration task, over several days. This technique can be adapted to other brain regions in different animal species for other behavioral paradigms.

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

Here, we present a procedure for performing large-scale Ca2+ imaging with cellular-resolution across multiple cortical layers in freely moving mice. Hundreds of active cells can be observed simultaneously using a miniature, head-mounted microscope coupled with an implanted prism probe.

Corticale multistrato Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Imaging nei mouse con movimento libero con sonde a prisma e microscopia a fluorescenza miniaturizzata

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is no existing format for studying the mechanism of action, prevention, containment, and treatment of contagious depression. The purpose of this study, therefore, was to establish the first animal model of contagious depression.
Healthy rats can contract depressive behaviors if exposed to depressed rats. Depression is induced in rats by subjecting them to several manipulations of chronic unpredictable stress (CUS) over 5 weeks, as described in the protocol. A successful sucrose preference test confirmed the development of depression in the rats. The CUS-exposed rats were then caged with na&#239;ve rats from the contagion group (1 na&#239;ve rat/2 depressed rats in a cage) for an additional 5 weeks. 30 social groups were created from the combination of CUS-exposed rats and na&#239;ve rats.
This proposed depression-contagion protocol in animals consists mainly of cohabiting CUS-exposed and healthy rats for 5 weeks. To ensure that this method works, a series of tests are carried out - first, the sucrose preference test upon inducing depression to rats, then, the sucrose preference test, alongside the open field and forced-swim tests at the end of the cohabitation period. Throughout the experiment, rats are given tags and are always returned to their cages after each test.
A few limitations to this method are the weak differences recorded between the experimental and control groups in the sucrose preference test and the irreversible traumatic outcome of the forced swim test. These may be worth considering for suitability before any future application of the protocol. Nonetheless, following the experiment, na&#239;ve rats developed contagion depression after 5 weeks of sharing the same cage with the CUS-exposed rats.

This protocol describes a new model by which healthy rats could contract depression over a given time periodthrough contagion by exposure to chronic unpredictable stressed (CUS) rats.

Un nuovo metodo per indurre un comportamento depressione-come in ratti

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a long recovery period. To perform an EEG recording, the animal is connected to a receiver, creating an unnatural tether to the head-mount. EEG monitoring is time consuming, carries risk to the animal, and is not a completely natural setting for the measurement of sleep. Alternative methods to detect sleep, particularly in a high-throughput fashion, would greatly advance the field of sleep research. Here, we describe a validated method for detecting sleep via activity-based home-cage monitoring. Previous studies have shown that sleep assessed via this method has a high degree of agreement with sleep defined by traditional EEG-based measures. Whereas this method is validated for total sleep time, it is important to note that sleep bout duration should be assessed by an EEG which has better temporal resolution. The EEG can also differentiate rapid eye movement (REM) and non-REM sleep, giving more detail about the exact nature of sleep. Nevertheless, activity-based sleep determination can be used to analyze multiple days of undisturbed sleep and to assess sleep as a response to an acute event (like stress). Here, we show the power of this system to detect the response of mice to daily intraperitoneal injections.

We describe a high-throughput method of measuring sleep by means of activity-based home-cage monitoring. This method offers advantages over traditional EEG-based methods. It is well validated for the determination of total sleep duration and can be a powerful tool to monitor sleep in rodent models of human disease.

Determinazione non invasiva, High-throughput di durata di sonno in roditori

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a ...

An Automated T-maze Based Apparatus and Protocol for Analyzing Delay- and Effort-based Decision Making in  Free Moving Rodents

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper understanding of the neurobiological causes underlying the decision-making problems. A cost-benefit based T-maze task is used for measuring decision making in which rodents choose between a high reward arm (HRA) and a low reward arm (LRA). There are two paradigms of the T-maze decision-making task, one in which the cost is a time delay and the other in which it is physical effort. Both paradigms require a tedious and labor-intensive management of experimental animals, multiple doors, pellet reward, and arm choice recordings. In the current work, we invented an apparatus based on traditional T-maze with full automation for pellet delivery, door management and choice recordings. This automated setup can be used for the evaluation of both delay- and effort-based decision making in rodents. With the protocol described here, our lab investigated the decision-making phenotypes of multiple genetically modified mice. In the representative data, we showed that the mice with ablated medial habenular showed aversions of both delay and effort and tended to choose the immediate and effortless reward. This protocol helps to decrease the variability caused by experimenter intervention and to enhance experiment efficiency. In addition, chronic silicon probe or microelectrode recording, fiber-optic imaging and/or manipulation of neural activity can be easily applied during the decision-making task using the setup described here.

This article introduces an automated T-maze apparatus that we invented, and a protocol based on this apparatus for analyzing delay-based decision making and effort-based decision making in free moving rodents.

Un t-labirinto automatizzato basato apparato e protocollo per l'analisi basate su ritardo e sforzo decisionale nei roditori in movimento libero

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper ...

The Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Inducing Anhedonia in Mice

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by many patients prompts the need to develop new therapeutic alternatives and to better understand the etiology of the disorder. Pre-clinical models with translational merits are rudimentary for this task. Here we present a protocol for the unpredictable chronic mild stress (UCMS) method in mice. In this protocol, adolescent mice are chronically exposed to interchanging unpredictable mild stressors. Resembling the pathogenesis of depression in humans, stress exposure during the sensitive period of mice adolescence instigates a depressive-like phenotype evident in adulthood. UCMS can be used for screenings of antidepressants on the variety of depressive-like behaviors and neuromolecular indices. Among the more prominent tests to assess depressive-like behavior in rodents is the sucrose preference test (SPT), which reflects anhedonia (core symptom of depression). The SPT will also be presented in this protocol. The ability of UCMS to induce anhedonia, instigate long-term behavioral deficits and enable reversal of these deficits via chronic (but not acute) treatment with antidepressants strengthens the protocol&#39;s validity compared to other animal protocols for inducing depressive-like behaviors.

Here we present the unpredictable chronic mild stress protocol in mice. This protocol induces a long-term depressive-like phenotype and enables to assess the efficacy of putative antidepressants in reversing the behavioral and neuromolecular depressive-like deficits.

Il protocollo di sforzo delicato cronico imprevedibile per indurre anedonia in topi

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and human studies to investigate the cortical processing of nociceptive information. These laser-evoked brain potentials (LEPs) consist of several transient responses that are time-locked to the onset of laser stimuli. However, the functional properties of the LEP responses are still largely unknown, due to the lack of a sampling technique that can simultaneously record neural activities at the surface of the cortex (i.e., electrocorticogram [ECoG] and scalp electroencephalogram [scalp EEG]) and inside the brain (i.e., local field potential [LFP]). To address this issue, we present here an animal protocol using freely moving rats. This protocol is composed of three main procedures: (1) animal preparation and surgical procedures, (2) a simultaneous recording of ECoG and LFP in response to nociceptive laser stimuli, and (3) data analysis and feature extraction. Specifically, with the help of a 3D-printed protective shell, both ECoG and LFP electrodes implanted on the rat&#39;s skull were securely held together. During data collection, laser pulses were delivered on the rat&#39;s forepaws through gaps in the bottom of the chamber when the animal was in spontaneous stillness. Ongoing white noise was played to avoid the activation of the auditory system by the laser-generated ultrasounds. As a consequence, only nociceptive responses were selectively recorded. Using the standard analytical procedures (e.g., band-pass filtering, epoch extraction, and baseline correction) to extract stimulus-related brain responses, we obtained results showing that LEPs with a high signal-to-noise ratio were simultaneously recorded from ECoG and LFP electrodes. This methodology makes the simultaneous recording of ECoG and LFP activities possible, which provides a bridge of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, thereby facilitating the investigation of nociceptive information processing in the brain.

We developed a technique that simultaneously records both electrocorticography and local field potentials in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats. This technique helps establish a direct relationship of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, which facilitates the investigation of nociceptive information processing in the brain.

Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale ed Electrocorticograms in risposta a stimoli nocicettivi Laser da liberi di muoversi

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

Brain Infarct Segmentation and Registration on MRI or CT for Lesion-symptom Mapping

In lesion-symptom mapping (LSM), brain function is inferred by relating the location of acquired brain lesions to behavioral or cognitive symptoms in a group of patients. With recent advances in brain imaging and image processing, LSM has become a popular tool in cognitive neuroscience. LSM can provide fundamental insights into the functional architecture of the human brain for a variety of cognitive and non-cognitive functions. A crucial step in performing LSM studies is the segmentation of lesions on brains scans of a large group of patients and registration of each scan to a common stereotaxic space (also called standard space or a standardized brain template). Described here is an open-access, standardized method for infarct segmentation and registration for the purpose of LSM, as well as a detailed and hands-on walkthrough based on exemplary cases. A comprehensive tutorial for the manual segmentation of brain infarcts on CT scans and DWI or FLAIR MRI sequences is provided, including criteria for infarct identification and pitfalls for different scan types. The registration software provides multiple registration schemes that can be used for processing of CT and MRI data with heterogeneous acquisition parameters. A tutorial on using this registration software and performing visual quality checks and manual corrections (which are needed in some cases) is provided. This approach provides researchers with a framework for the entire process of brain image processing required to perform an LSM study, from gathering of the data to final quality checks of the results.

Provided here is a practical tutorial for an open-access, standardized image processing pipeline for the purpose of lesion-symptom mapping. A step-by-step walkthrough is provided for each processing step, from manual infarct segmentation on CT/MRI to subsequent registration to standard space, along with practical recommendations and illustrations with exemplary cases.

Segmentazione e registrazione dell'infarto cerebrale su risonanza magnetica o TC per la mappatura lesioni-sintomo

In lesion-symptom mapping (LSM), brain function is inferred by relating the location of acquired brain lesions to behavioral or cognitive symptoms in a ...