マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

要約

このプロトコルは、局所電界電位を記録し、マウス海馬および前頭前野における情報の流れを調査するためのカスタム設計の記録装置および電極の使用を概説する。

要約

局所電位(LFP)を記録する技術は、局所的なニューロン集団の電気的活動を測定するために使用される電気生理学的方法です。これは、特に海馬や前頭前野などの脳領域における認知研究において重要なツールとして機能します。これらの領域間のデュアルLFP記録は、地域間信号通信の調査を可能にするため、特に興味深いものです。しかし、これらの記録を行う方法はめったに記載されておらず、ほとんどの市販の記録装置は高価であるか、特定の実験計画に対応するための適応性に欠けています。この研究は、マウス海馬と前頭前野で二重電極LFP記録を実行するための包括的なプロトコルを提示し、これらの領域のLFP特性に対する抗精神病薬とカリウムチャネルモジュレーターの効果を調査します。この技術により、各脳領域内のパワースペクトルや2つの領域間のコヒーレンスなど、LFP特性の測定が可能になります。さらに、これらの実験のために、低コストのカスタム設計の記録装置が開発されました。要約すると、このプロトコルは、異なる脳領域において高い信号対雑音比を有する信号を記録する手段を提供し、脳内の地域間情報通信の調査を容易にする。

概要

局所電界電位(LFP)は、細胞外空間から記録された電気的活動を指し、局所的なニューロン群の集合的な活動を反映しています。それらは、1Hzの低速波から100Hzまたは200Hzの高速振動まで、さまざまな周波数範囲を示し、特定の周波数帯域は、学習、記憶、意思決定などの認知機能に関連しています^1,2。LFP特性の変化は、認知症や統合失調症などのさまざまな神経疾患のバイオマーカーとして使用されています^3,4。LFP記録を分析することで、これらの状態に関連する根本的な病理学的メカニズムと潜在的な治療戦略に関する貴重な洞察を得ることができます。

デュアルLFP記録は、2つの特定の脳領域内および2つの特定の脳領域間の局所的な電気的活動を測定するために使用される技術です。この手法は、異なる脳領域内および異なる脳領域間で発生する複雑な神経ダイナミクスと信号伝達を調査する貴重な機会を提供します。以前の研究では、個々の脳領域のニューロン特性の変化を検出することは複雑である可能性があることが明らかになりましたが、領域間皮質コミュニケーションの変化は観察できます^5,6

プロトコル

この研究は、科学的目的での動物の世話と使用に関するオーストラリアのコードに従って、フローリー動物倫理委員会(メルボルン大学、No.22-025UM)によって承認されました。本研究では、動物資源センター(オーストラリア)から入手したC57BL/6雄マウス(8週間)を使用しました。

1.ヘッドステージの設計と製造

注:ヘッドステージPCBボードは、動物の頭に直接配置するように設計されたコンパクトな14 mm x 12 mmの4層ボードです。市販のアンプチップ( 資料表を参照)を利用しており、すべての設計ファイルとガーバーファイルはオンラインで入手できます(GitHubリンク:https://github.com/dechuansun/Intan-headstage/tree/main/pcbway)。

1. 次の仕様をメーカーに提供します:ボードの厚さ:0.6 mm;最小トラッキング/間隔:4ミル;最小穴サイズ:0.2mm。
2. PCBアセンブリプロセス中は、次の順序に従います。
   1. 350°Cに設定された熱風ガンを使用して、アンプチップをボードにはんだ付けします。
   2. 受動部品をはんだ付けします。
   3. SPIコネクタと電極コネクタをはんだ付けします( 材料の表

ディスカッション

ここで紹介するプロトコルは、海馬(HIP)と前頭前野(PFC)の二重局所電界電位(LFP)を同時に記録するために特別に設計されたカスタマイズされたヘッドステージを構築するための手順を概説しています。このプロトコルで提供される詳細な手順は、研究者が各領域内およびHIPとPFC間の信号通信を徹底的に調べるのに十分な情報を提供します。

カスタム設計のヘッドステージ?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Brass tube	Albion Alloys, USA	Inside diameter of 0.45 mm
Carprofen	Rimadyl, Pfizer Animal Health
Commercial amplifier chip	Intantech	RHD 2132
Control board	Intantech	RHD recording system
Dental cement	Paladur
Heat shrinks	Panduit	0.8 mm diameter
M1.2 stainless steel screw	Watch tools	Clock and watch screw
Multichannel socket connector	Harwin, AU	1.27 mm pitch, PCB socket
PFA-coated tungsten wires	A-M SYSTEMS, USA	Inside diameter of 150 µm
Phosphoric acid-based flux	Chip Quik	CQ4LF-0.5
Recording software	Intantech	RHX recording software
Stereotactic Frame	World Precision Instruments	Mouse stereotactic instrument
Super glue	UHU	Ultra fast