我々は、マウスからの録音のための私たちのラボのコンピュータ - に設計された、3次元印刷のドライブの使用を発信したライナスD. SunとJeenahユングを、感謝したい。さらに、我々はマイクロドライブやラボでのテトロードの技術開発への貢献のためにすべての過去および現在のウィルソンの研究室のメンバーに感謝します。

<ol><li> マイクロドライブアレイの概要 完全なマイクロドライブアレイは、複数の主要コンポーネント（図1）で構成されています： <ol><li>独立して可動マイクロドライブ21を保持するプラスチック製のベースを設計されたコンピュータ。 </li><li>固定テトロードのガイドチューブのセットが収集されているベースの下部にカニューレ。 </li><li>それぞれが個別にネジを使用して駆動できるもの四極管とを運ぶことが21マイクロドライブ。 </li><li> tetrodesとプリアンプの間に相互接続するための電極のインタフェースボード。 </li><li>保護円錐（図1には図示せず） </li><li>完全に組み立てられたマイクロドライブアレイでは、プラスチック製のベースは、すべてのマイクロドライブを保持しています。各マイクロドライブは、単一の四極管を運ぶ。テトロードは、電気的にマイクロドライブアレイの最上部電極のインタフェースボードに接続され、マイクロドライブアレイの最下部に脳に向かって終了するには、固定ガイド管を通過する。各マイクロドライブの進歩や後退四極管にねじを回す。 </li></ol></li> <li> プラスチックベースの設計 我々は3次元CADソフトウェアパッケージ（ソリッドワークス）のマイクロドライブアセンブリのベースを設計。この社内の設計プロセスの利点は、迅速なターンオーバーと設計の柔軟性です。ウィルソンの研究室では、各実験の特定の要求の方に連動この部分の多くの亜種を、設計している。 3次元モデルファイルは、それが光造形を用いてレーザー硬化性液状樹脂から印刷されているサービスビューローに送信されます。ターンアラウンドタイムは、わずか2日です。結果として得られる部分は再利用可能な、軽量であり、スレッドを保持するために機械加工することができます。このプロトコルでは、21マイクロドライブを保持する単一の記録部位とで設計されているドライブのベースを使用します。 SolidWorksのデザインファイルは、要求に応じて利用可能になります。 </li> <li> プラスチックベースの調製 プラスチック製のベースは、電極界面のボードと保護コーンを取り付けるために、マイクロドライブとネジに対応するために処理されます。それは確実にプラスチック製のベースの穴にスムーズに印刷することは、私たちは、掘削によってそれらを展開し、アンダーサイズの穴を設計する。慎重に、非常に低い速度で掘削する前に既存の穴の軸とドリルビットの位置を合わせます。可変速度/トルクハンドドリルでは、このタスクに適しています。 <ol><li> ＃61ビットを使用してマイクロドライブのネジ（外輪）のために21のパイロット穴を開けます。 </li><li>第65ビットを使用してマイクロドライブをサポートチューブ（内輪）で21穴を開けます。 </li><li>電極インタフェースボード、1.55 mmのビットを使用して保護コーンを取り付けるために使用される穴を開けます。 </li><li>それは、プラスチックベースの位置に揃うように、ピンセットやペンチを使って穴の内輪の各々にスリーブ（5 mm長20 Gaの薄肉ステンレスチューブ）を圧入。袖にはマイクロドライブのサポートチューブのスムーズな動きを確認してください。 次に、ねじを保持するすべての穴がタップされています。印刷されたプラスチックで、典型的なスレッド切削タップよりも耐久性のあるスレッドのスレッドフォーミングタップの結果。タップのこのスタイルは、大規模なパイロットの穴が必要です。タップを保持するためにハンドヘルドピンの万力を使用： </li> <li>使用されているネジのサイズ（M1.2x0.25）と乾燥した潤滑剤に一致するタップを使用してマイクロドライブのネジ用の穴をタップします。下穴とタップの位置を合わせるために、その隣にスリーブに23 Gaのチューブの長さを挿入する。 </li><li>私たちのプラスチックベースの設計は、最初のスレッドはスレッドプロセス中に損傷していないことを確認するために、各マイクロドライブのネジ穴のタップスターターを備えています。すべての穴がスレッド化された後、これらのタップのスタータは、簡単にカミソリの刃を使用してオフにスナップすることができます。 </li><li>電極のインタフェースボードと1から72タップを使用して保護コーンのためにねじを保持する穴をタップします。 </li></ol></li> <li> 電極のガイドチューブの挿入 <ol> <li>すべての固定電極のガイドチューブを保持しているカニューレを行うには、13 Gaのステンレスチューブの1.5センチメートル - 長い部分をカットし、歯のアクリルで密着性を高めるためドレメル砥石で表面を粗面化する。 </li><li>プラスチックベースの下部の穴にこのカニューレを挿入し、それがドライブの縦軸との共直線であることを確認し、歯のアクリルまたはエポキシで固定します。外科的移植を容易にするために露出カニューレ5〜7 mmのままに。 </li><li> 6cmの長さにカミソリの刃21と固定電極のガイドチューブを（：：0.0071&quot;0.0116、外径&quot;柔軟性はチューブ、内径をポリイミド）カット。 </li><li>ガイドチューブドライブの基盤の上にある袖と下部コレクタのカニューレを介してすべての方向に一つずつ給紙します。必要に応じて視覚的にねじれたり極端に折り曲げないと交換するチューブを確認してください。挿入とテトロード案内管の並列配置を容易にするためには、最初に21のガイドチューブのバンドル全体を送り始めることができます下からコレクタカニューレ。その後、一度に1つずつバンドルからガイドチューブを取り外して、バンドルに残っている穴を通してプラスチックベースの上からそれを養う。 </li><li>彼らは、プラスチックベースの上からわずか1〜2 mmに拡張するまで、ガイドチューブを押し下げ。彼らはコレクターのカニューレを終了するとガイドチューブの端に任意の接着剤の流れをアップさせるように注意しながら、チューブに薄いシアノアクリレート接着剤の少量を適用します。 </li><li>コレクタカニューレの下部にガイドチューブのバンドルから余分をカットする新鮮なカミソリの刃を使用。 </li> </ol></li><li> マイクロドライブの作製 各マイクロドライブは、カスタム加工のネジと中空支持管（図2）で構成されています。ねじとサポートチューブはネジで唇が（図2B）自由に回転するネジを残して、アクリルに埋め込まれるように一緒に添付されています。ネジは、プラスチックベースに、スレッド化され、そして支持管は、それが運ぶことテトロードを進めたり、後退、ネジを回すと上下に駆動されるか。行動を動物の調整を容易にするため、ネジの頭部は半筒状になります。このネジ用のカスタムドライバを行います。 <ol><li> 15 Gaのステンレス鋼管の5センチカット。 </li><li>カスタムネジのいずれかを取ると突出リップをオフに挽く。 </li><li>ネジの上部は、チューブの端と同じ高さになるまでチューブにネジを差し込んで。 </li><li>ネジがカニューレに対して回転できないようにロックのプライヤーで繰り返しねじ山の周りにチューブをつぶす。 </li><li>カスタムスクリュードライバーを保持するためのピンの万力を使用してください。 製造するために我々は小さな井戸（3ミリ× 5ミリメートル、2ミリメートルの深）を使った3次元印刷、プラスチック金型を使用してマイクロドライブ。それぞれがうまくサポートチューブとネジのために、2mmの間隔をあけ底面に2つの穴を、持っています。また、金型はよくして穴を作成するためのドリルプレスを用いて、デルリンなどのエンジニアリングプラスチックから作製することができます。 </li> <li> 23 Gaの針を使用してサポートのカニューレ用の穴をクリアし、上記のプラスチック基盤、のために説明するようにネジ用の穴をタップすることで金型を準備します。 </li><li>テフロン潤滑剤や金型から硬化歯科アクリルのリリースを可能にするために石油ゼリーの薄膜と同様の内部ライン.. </li><li>ねじにテフロンの潤滑剤を塗布し、スレッドがちょうど井戸の底より下になるまで、カスタムメイドのドライバーを使って金型に挿入します。 </li><li>歯科アクリルの接着性を高めるために砥石を14 mmのロングサポートチューブの上部に2〜3ミリメートル（23 Gaのステンレスチューブ）を粗面化する。カニューレの上部には、井戸の上部とネジの上部の中間になるまで、金型に挿入します。 </li><li>井戸に歯のアクリルを注ぐ。攪拌運動はスクリューと支持管の周囲のすべてのスペースにその歯のアクリルの流れを確保するために使用されます。小さな針で気泡を取り除く。 </li><li>歯科アクリルが完全に硬化するまで待ちます（15〜30分）し、次に反時計回りにねじを回すことで金型からマイクロドライブを取り外します。 </li><li>マイクロドライブの品質チェックを行うことが重要です。通常、厚すぎたり、薄すぎていた歯科アクリルによって引き起こされるクラック及び/または気泡のための硬化歯科アクリルを、点検してください。また、ねじとサポートチューブが互いに平行であるとネジがスムーズに入ることを確認してください。これらの基準を満たしていないマイクロドライブのネジと支持管は歯のアクリルからフリーとリサイクルクラックすることができます。 </li><li>あなたが21マイクロドライブを持って繰り返し、5.11経由5.6を繰り返します。 </li></ol></li> <li> マイクロドライブアレイの最終組み立て <ol> <li>プラスチック製のドライブをベースに各マイクロドライブを下ろします。各マイクロドライブサポートチューブは、そのスリーブの内部とその固定ガイド管を介し両方スムーズに移動する必要があります。マイクロドライブが低下しているとして、ガイドチューブが曲がっていないことを確認してください。 </li><li>マイクロドライブは完全に低下して、代わりに電極のガイドチューブを固定するために、ドライブベースの内側に歯のアクリルの薄い層を追加します。 </li><li>すべての道歯科アクリルを追加する前に、マイクロドライブを下げるために、障害がマイクロドライブの動きの袖と閉塞アップアクリルのすべての方法をウィッキングになることに注意して下さい。 </li><li>マイクロドライブ1-21をラベルを付けます。 </li><li>上下逆さまにドライブアレイの電源を入れ、ガイドチューブの束の写真を撮る。この画像は、各マイクロドライブに対応するガイドチューブの位置をマッピングするのに使用されます。 </li><li>数mmで、すべてのマイクロドライブを持ち上げます。 </li><li>ドライブベースの底から各ガイドチューブにキャリアのチューブを（0.005&quot;）ポリイミド挿入。キャリアチューブは写真で完全に下げ、マイクロドライブとし、レコードの先頭から1,2 mmに拡張できますの身元マイクロドライブに対応する。 </li><li>接着剤5分エポキシまたはシアノアクリレート接着剤を使用してマイクロドライブをサポートチューブへのキャリアのチューブ。薄すぎると接着剤またはエポキシをサポートカニューレを流下し、フリーのmicro -ドライブの動きや、悪いことを妨害されることに注意し、ガイドカニューレに固定してください。この問題が発生した場合は、その特定のマイクロドライブのユニットを使用することはできません。 </li><li>完全にすべてのマイクロドライブを下げます。新鮮なカミソリの刃を使用してコレクタのカニューレの下部にあるフラッシュからすべてのキャリアのチューブをカット。 </li><li>最後に、2本のネジ（：1〜72、長さ：3 / 16&quot;サイズ）を使用してドライブをベースにNeuralynx電極界面のボードをマウントします。 </li></ol></li></ol>この時点で、ドライブアレイは、tetrodesをロードする準備ができています。 tetrodesの作製、マイクロドライブにロードする方法、および外科的移植のためにドライブのアレイを準備するためには、その後のビデオの記事の主題である。 <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure1.png" alt="図1" /> 図1完成したマイクロドライブアレイのモデル。マイクロドライブアレイは、いくつかの主要なコンポーネントで構成されています：; tetrodesが脳を入力したコレクタのカニューレ、プラスチック製のドライブベース21、マイクロドライブ、各ドライブの単一四極管、プリアンプに接続する電極のインタフェースボード。 <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure2.png" alt="図2" /> 図2カスタムマイクロドライブのネジ。カスタムスクリューデザインのA.技術的な図面 ​​。ネジは、ネジ部（M1.2x0.25、1.2 mmの直径、0.25ミリメートル/回転）を搭載しています。、私たちのカスタムメイドのスクリュードライバーとリップと滑らかな部分を（詳細を参照）と一致するハーフシリンダーヘッドをB.モデルの完全なマイクロドライブ。サポートチューブとカスタムネジは歯科用セメントで接続されています。ネジのリップは歯科用セメントに埋め込まれ、上下にサポートチューブを運転中に自由回転が可能です。 追加ファイル我々は、印刷されたドライブのベース、保護コーンとSolidWorks 2008 3D CADソフトウェアのマイクロドライブを構築するための金型を設計した。 <ul style="list-style-type:none;"><li>ファイルをダウンロードしてください： <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.SLDPRT">DriveBase.sldprt</a>ドライブベースのモデルと保護コーンとキャップが含まれています。 </li><li>ファイルをダウンロードしてください： <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.SLDPRT">MicroDriveMold.sldprt</a>マイクロドライブ型のモデルを含む</li></ul> 3Dプリントサービスビューローは、直接ネイティブのSolidWorksファイルを扱うのではなく、光造形CAD形式（STL）のデザインファイルを必要とすることはできません。 ：我々は同様にSTL形式でデザインを含むSolidWorksソフトウェアへのアクセスを持っていないが、それでもビデオの記事で使用する印刷部品を使用したい人のための<ul style="list-style-type:none;"><li>ファイルをダウンロードしてください： <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.STL">DriveBase.stl</a>ドライブベースのモデルを含む</li><li>ファイルをダウンロードしてください： <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.STL">MicroDriveMold.stl</a>マイクロドライブ型のモデルを含む</li><li>ファイルをダウンロードしてください： <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCap.STL">ProtectionCap.stl</a>保護コーン用キャップのモデルを含む</li><li>ファイルをダウンロードしてください： <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCone.STL">ProtectionCone.stl</a>保護円錐のモデルを含む</li></ul>

<ol>
	<li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals.">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li></ol>

このプロトコルは、マイクロドライブの構築プロセスの一般的な機能について説明します。それが正常に複数の記録ターゲットまたはマウスの録音のための小さなアレイでドライブアレイを生成するように変更されています。海馬からの録音に加えて、多くの研究者は、皮質とサブ皮質の構造を対象とし、これらのドライブを使用してください。長いネジの使用は、より深い脳の構造から記?...

<table>
<tbody>
	<tr>
<td>3D-printed plastic parts</td>
<td>Material</td>
<td>American Precision Prototyping (www.approto.com)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Parts are printed by stereolithography (SLA) using DSM 14120 'ABS-like', DSM 11120 'Watershed' or Accura 55 resins. Request high resolution, no sandblasting.</td>
</tr>
<tr>
<td>stainless steel tubing</td>
<td>Material</td>
<td>Small Parts (www.smallparts.com)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Cut to custom length and deburred. Sizes: 13 Ga (1pc @ 10 mm), 15 Ga (1pc @ 50 mm), 20 Ga thin wall (21pcs @ 5 mm), 23 Ga (21pcs @ 14 mm) </td>
</tr>
<tr>
<td>Dental cement powder</td>
<td>Material</td>
<td>A-M Systems (www.a-msystems.com)</td>
<td>525000</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Dental cement solvent</td>
<td>Material</td>
<td>A-M Systems</td>
<td>526000</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Electrode interface board</td>
<td>Material</td>
<td>Neuralynx (www.neuralynx.com)</td>
<td>EIB-81</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>micro-drive screws</td>
<td>Material</td>
<td>Advanced Machining and Tooling (www.amtmfg.com)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Custom made screws with M1.2x0.25 threads (1.2mm major diameter; 0.25 mm thread pitch) </td>
</tr>
<tr>
<td>'Tap-Ease' tapping lubricant </td>
<td>Tool</td>
<td>AGS Company</td>
<td>TA-2</td>
<td>Available from MSC Industrial Supply (www.mscdirect.com)</td>
</tr>
<tr>
<td>Polyimide tubing </td>
<td>Material</td>
<td>IWG High Performance Conductors (www.iwghpc.com)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sizes:
30 Ga (outer diam: 0.0071", inner diam: 0.0116") 
5 mil (nominal outer diam: 0.0055", wall: 0.0010") </td>
</tr>
<tr>
<td>Cordless drill/driver </td>
<td>Tool</td>
<td>DeWalt (www.dewalt.com)</td>
<td>DC750KA </td>
<td>Any drill/driver with low-speed setting will do.</td>
</tr>
<tr>
<td>Variable-Speed Rotary Tool Kit with Flex-Shaft </td>
<td>Tool</td>
<td>Dremel (www.dremel.com)</td>
<td>3956-02</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Razor blades </td>
<td>Tool</td>
<td>VWR (www.vwr.com)</td>
<td>55411-050</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Watch glass </td>
<td>Tool</td>
<td>VWR</td>
<td>66112-107</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Tap for custom screws</td>
<td>Tool</td>
<td>Balax</td>
<td>01302</td>
<td>M1.2x0.25 Thredfloer thread-forming tap. Available from MSC Industrial Supply.</td>
</tr>
<tr>
<td>Taps</td>
<td>Tool</td>
<td>Small Parts</td>
<td>HSBT-0172, HSBT-0080 </td>
<td>1-72, 0-80 bottoming taps</td>
</tr>
<tr>
<td>Pin vise</td>
<td>Tool</td>
<td>Vargus</td>
<td>3SHC1--I </td>
<td>To hold taps. Available from MSC Industrial Supply</td>
</tr>
<tr>
<td>Drill bits</td>
<td>Tool</td>
<td>Small Parts</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sizes: 65, 61, 1.55mm</td>
</tr>
<tr>
<td>Benchtop vise</td>
<td>Tool</td>
<td>Panavise</td>
<td>301</td>
<td>Available from DigiKey (www.digikey.com).</td>
</tr>
<tr>
<td>No.2 Dumont forceps</td>
<td>Tool</td>
<td>Stoelting (www.stoeltingco.com)</td>
<td>52100-27</td>
<td>Used for inserting 20 Ga thin wall sleeves.</td>
</tr>
<tr>
<td>5-minute epoxy</td>
<td>Tool</td>
<td>Allied Electronics (www.alliedelec.com)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
</tr>
<tr>
<td>Accu-Tek Carbofib Tip Tweezers</td>
<td>Tool</td>
<td>Aven (www.aveninc.com)</td>
<td>18768 (Pattern 304)</td>
<td>Used for handling polyimide tubing.</td>
</tr>
<tr>
<td>Micro Dissecting Scissors</td>
<td>Tool</td>
<td>Biomedical Research Instruments (www.biomedinstr.com)</td>
<td>25-1000</td>
<td>Used for cutting polyimide carrier tubes</td>
</tr>
<tr>
<td>Xcelite 378M Pliers</td>
<td>Tool</td>
<td>Newark</td>
<td>96F8903</td>
<td>Used for handling stainless steel tubing and for construction of custom screwdriver.</td>
</tr>
<tr>
<td>mini pin vise</td>
<td>Tool</td>
<td>MSC Industrial Supply (www.mscdirect.com)</td>
<td>00920314 </td>
<td>Used as a handle for custom made screwdriver.</td>
</tr>		
</tbody>
</table>

micro-drive array for chronic in vivo recording: drive fabrication

神経細胞の大集団の慢性的な記録は、覚醒行動をラットの神経回路の機能を研究するための貴重なテクニックです。 tetrodesの高密度配列を運ぶ軽量の記録装置は、個々のニューロンの数十〜数百の活動の同時モニタリングが可能になります。ここでは、21独立可動マイクロドライブを搭載したマイクロドライブアレイの製造のためのプロトコルについて説明します。このデバイスは、私たちの研究室における海馬と皮質ニューロンから記録するために首尾よく使用されています。我々は、設計されたカスタム、マイクロドライブを保持する3次元印刷、プラスチック基盤を準備する方法を示します。我々は、個々のマイクロドライブを構築する方法と、完全なマイクロドライブアレイをアセンブルする方法を示しています。ドライブアレイと金メッキにtetrodesのロードなどtetrodesの製作など、外科的移植のためのドライブアレイの準備は、、、その後のビデオの記事で覆われている。

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Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

このプロトコルでは、ラットの慢性的な電気生理学的記録のためのマイクロドライブのアレイを作製する方法を示します。

慢性のためのマイクロドライブアレイ in vivoで録音：ドラ​​イブの作製

Chronic recording of large populations of neurons is a valuable technique for studying the function of neuronal circuits in awake behaving rats. ...

micro-drive-array-for-chronic-in-vivo-recording-drive-fabrication

Research

JoVE Journal

Biology

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

25.1K ビュー.  MIT - Massachusetts Institute of Technology. このプロトコルでは、ラットの慢性的な電気生理学的記録のためのマイクロドライブのアレイを作製する方法を示します。

ビデオ: Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

Population Replacement Strategies for Controlling Vector Populations and the Use of Wolbachia pipientis for Genetic Drive

In this video, Jason Rasgon discusses population replacement strategies to control vector-borne diseases such as malaria and dengue. "Population replacement" is the replacement of wild vector populations (that are competent to transmit pathogens) with those that are not competent to transmit pathogens. There are several theoretical strategies to accomplish this. One is to exploit the maternally-inherited symbiotic bacteria Wolbachia pipientis. Wolbachia is a widespread reproductive parasite that spreads in a selfish manner at the extent of its host's fitness. Jason Rasgon discusses, in detail, the basic biology of this bacterial symbiont and various ways to use it for control of vector-borne diseases.

In this interview, Jason Rasgon explains the concept of genetic drive and the characteristics of an effective gene drive system. The use of the endosymbiotic bacterium, Wolbachia pipientis, as a means to spread genes through mosquito populations, is hypothesized.

遺伝ドライブのための制御ベクトルの集団とボルバキアpipientisの使用のための人口置換戦略

In this video, Jason Rasgon discusses population replacement strategies to control vector-borne diseases such as malaria and dengue. "Population ...

生物学

Application of Light-cured Dental Adhesive Resin for Mounting Electrodes or Microdialysis Probes in Chronic Experiments

In chronic recording experiments, self-curing dental acrylic resins have been used as a mounting base of electrodes or microdialysis-probes. Since these acrylics do not bond to the bone, screws have been used as anchors. However, in small experimental animals like finches or mouse, their craniums are very fragile and can not successfully hold the anchors. In this report, we propose a new application of light-curing dental resins for mounting base of electrodes or microdialysis probes in chronic experiments. This material allows direct bonding to the cranium. Therefore, anchor screws are not required and surgical field can be reduced considerably. Past experiences show that the bonding effect maintains more than 2 months. Conventional resin's window of time when the materials are pliable and workable is a few minutes. However, the window of working time for these dental adhesives is significantly wider and adjustable.

In this report, we propose a new application of light-curing dental resins for mounting base of electrodes or microdialysis probes in chronic experiments. This material allows direct bonding to the cranium.

慢性実験における実装電極やマイクロダイアリシスプローブ用光重合型歯科用接着性レジンの応用

In chronic recording experiments, self-curing dental acrylic resins have been used as a mounting base of electrodes or microdialysis-probes. Since these ...

A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging

Imaging techniques are becoming increasingly important in the study brain function. Among them, two-photon laser scanning microscopy has emerged as an extremely useful method, because it allows the study of the live intact brain. With appropriate preparations, this technique allows the observation of the same cortical area chronically, from minutes to months. In this video, we show a preparation for chronic in vivo imaging of the brain using two-photon microscopy. This technique was initially pioneered by Dr. Karel Svoboda, who is now a Howard Hughes Medical Institute Investigator at Janelia Farm. Preparations like the one shown here can be used for imaging of neocortical structure (e.g., dendritic and axonal dynamics),  to record neuronal activity using calcium-sensitive dyes, to image cortical blood flow dynamics, or for intrinsic optical imaging studies. Deep imaging of the neocortex is possible with optimal cranial window surgeries. Operating under the most sterile conditions possible to avoid infections, together with using extreme care to do not damage the dura mater during the surgery, will result in successful and long-lasting glass-covered cranial windows.


This video and protocol demonstrate how to implant a glass-covered cranial window in rodents. These preparations can be used for chronic in vivo two-photon imaging of the neocortex over time scales of months. It may also be used for other types of imaging, including optical intrinsic signal imaging.

慢性脳イメージングのための開頭手術の手順

Imaging techniques are becoming increasingly important in the study brain function. Among them, two-photon laser scanning microscopy has emerged as an ...

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly

The tetrode, a bundle of four electrodes, has proven to be a valuable tool for the simultaneous recording of multiple neurons in-vivo.  The differential amplitude of action potential signatures over the channels of a tetrode allows for the isolation of single-unit activity from multi-unit signals.  The ability to precisely control the stereotaxic location and depth of the tetrode is critical for studying coordinated neural activity across brain regions.  In combination with a micro-drive array, it is possible to achieve precise placement and stable control of many tetrodes over the course of days to weeks.  In this protocol, we demonstrate how to fabricate and condition tetrodes using basic tools and materials, install the tetrodes into a multi-drive tetrode array for chronic in-vivo recording in the rat, make ground wire connections to the micro-drive array, and attach a protective cone onto the micro-drive array in order to protect the tetrodes from physical contact with the environment.



Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly

In this protocol we demonstrate how to fabricate and condition tetrodes for use with a micro-drive array, which was designed for chronic electrophysiological recordings in rats. In addition, we illustrate the final stages of micro-drive array construction, which includes installing ground wires and a protective cone.

慢性のためのマイクロドライブアレイ in vivoで録音：四極管アセンブリ

The tetrode, a bundle of four electrodes, has proven to be a valuable tool for the simultaneous recording of multiple neurons in-vivo.  The differential ...

Electrophysiological Recording in the Drosophila Embryo

Drosophila is a premier genetic model for the study of both embryonic development and functional neuroscience. Traditionally, these fields are quite isolated from each other, with largely independent histories and scientific communities. However, the interface between these usually disparate fields is the developmental programs underlying acquisition of functional electrical signaling properties and differentiation of functional chemical synapses during the final phases of neural circuit formation. This interface is a critically important area for investigation. In Drosophila, these phases of functional development occur during a period of &lt;8 hours (at 25&deg;C) during the last third of embryogenesis. This late developmental period was long considered intractable to investigation owing to the deposition of a tough, impermeable epidermal cuticle. A breakthrough advance was the application of water-polymerizing surgical glue that can be locally applied to the cuticle to enable controlled dissection of late-stage embryos. With a dorsal longitudinal incision, the embryo can be laid flat, exposing the ventral nerve cord and body wall musculature to experimental investigation. Whole-cell patch-clamp techniques can then be employed to record from individually-identifiable neurons and somatic muscles. These recording configurations have been used to track the appearance and maturation of ionic currents and action potential propagation in both neurons and muscles. Genetic mutants affecting these electrical properties have been characterized to reveal the molecular composition of ion channels and associated signaling complexes, and to begin exploration of the molecular mechanisms of functional differentiation. A particular focus has been the assembly of synaptic connections, both in the central nervous system and periphery. The glutamatergic neuromuscular junction (NMJ) is most accessible to a combination of optical imaging and electrophysiological recording. A glass suction electrode is used to stimulate the peripheral nerve, with excitatory junction current (EJC) recordings made in the voltage-clamped muscle. This recording configuration has been used to chart the functional differentiation of the synapse, and track the appearance and maturation of presynaptic glutamate release properties. In addition, postsynaptic properties can be assayed independently via iontophoretic or pressure application of glutamate directly to the muscle surface, to measure the appearance and maturation of the glutamate receptor fields. Thus, both pre- and postsynaptic elements can be monitored separately or in combination during embryonic synaptogenesis. This system has been heavily used to isolate and characterize genetic mutants that impair embryonic synapse formation, and thus reveal the molecular mechanisms governing the specification and differentiation of synapse connections and functional synaptic signaling properties.

Electrophysiological Recording in the Drosophila Embryo

Electrophysiological recordings from Drosophila embryos allow analyses of developing muscle and neuron electrical properties, as well as characterization of functional synaptogenesis at the glutamatergic neuromuscular junction and central cholinergic and GABAergic synapses.

の電気生理学的記録ショウジョウバエ胚

Drosophila is a premier genetic model for the study of both embryonic development and functional neuroscience. Traditionally, these fields are quite ...

In vivo-like Organotypic Murine Retinal Wholemount Culture

Targeted ablations of genes and analysis of animal models is the classical strategy for enrolling specific retinal gene function. However, transgenic, retina-specific or conditional knockout mouse models often display early lethality or suffer from severe malformations, preventing an analysis beyond embryonic or early postnatal stages.
Primary cell culture is an alternative to investigate the effects of exogenously applied recombinant factors, overexpression of genes or siRNA-mediated gene knockdown in a controlled environment. Dissociated cell culture has the advantage that the endogenous signals reaching the target cells are reduced, thereby facilitating the identification of exogenously triggered effects after pharmacological manipulation. However, important cell-cell interactions are initially destroyed by enzymatic digestion or mechanical dissociation, even if re-aggregated retinospheroid cultures1 are used.
By contrast, organotypic retinal wholemount cultures provide a system close to the physiological in vivo situation with neuronal interactions and connections still preserved2-5.
In this video article we provide a step by step demonstration of (1) the establishment of in vivo-like organotypic retinal wholemount cultures including dissection peculiarities of embryonic, postnatal and adult murine eyes and (2) a dissociation and cytospin procedure for analysis of neuronal apoptosis and retinal cell proliferation in organotypic wholemounts, e.g. after culture in the presence of exogenously applied recombinant factors.

In vivo-like Organotypic Murine Retinal Wholemount Culture

This video article demonstrates the establishment of organotypic retinal wholemount cultures and a cytospin procedure for analysis of exogenously induced effects. Organotypic retinal wholemount cultures mimic the in vivo situation and significantly facilitate the accessibility of murine retinas for experimental manipulations while circumventing the disadvantages of classical murine animal models.

生体のような器官型マウス網膜Wholemountの文化で

Targeted ablations of genes and analysis of animal models is the classical strategy for enrolling specific retinal gene function. However, transgenic, ...

Ambulatory ECG Recording in Mice

Telemetric ECG recording in mice is essential to understanding the mechanisms behind arrhythmias, conduction disorders, and sudden cardiac death. Although the surface ECG is utilized for short-term measurements of waveform intervals, it is not practical for long-term studies of heart rate variability or the capture of rare episodes of arrhythmias. Implantable ECG telemeters offer the advantages of simple surgical implantation, long-term recording of electrograms in ambulatory mice, and scalability with simultaneous recordings of multiple animals. Here, we present a step-by-step guide to the implantation of telemeters for ambulatory ECG recording in mice. Careful adherence to aseptic technique is required for favorable survival results with the possibility of implantation and recording from weeks to months. Thus, implantable ECG telemetry is a valuable tool for detection of critical information on cardiac electrophysiology in ambulatory animal models such as the mouse. 

Telemetric ECG has emerged as an essential tool in evaluating animal models for cardiac arrhythmias and sudden cardiac death. Here, we present a stepwise guide to telemetric ECG recordings for application in long-term ambulatory ECG monitoring in mice.

マウスにおけるホルター心電図の記録

Telemetric ECG recording in mice is essential to understanding the mechanisms behind arrhythmias, conduction disorders, and sudden cardiac death. Although ...

One-channel Cell-attached Patch-clamp Recording

Ion channel proteins are universal devices for fast communication across biological membranes. The temporal signature of the ionic flux they generate depends on properties intrinsic to each channel protein as well as the mechanism by which it is generated and controlled and represents an important area of current research. Information about the operational dynamics of ion channel proteins can be obtained by observing long stretches of current produced by a single molecule. Described here is a protocol for obtaining one-channel cell-attached patch-clamp current recordings for a ligand gated ion channel, the NMDA receptor, expressed heterologously in HEK293 cells or natively in cortical neurons. Also provided are instructions on how to adapt the method to other ion channels of interest by presenting the example of the mechano-sensitive channel PIEZO1. This method can provide data regarding the channel&#8217;s conductance properties and the temporal sequence of open-closed conformations that make up the channel&#8217;s activation mechanism, thus helping to understand their functions in health and disease.

Described here is a procedure for obtaining long stretches of current recording from one ion channel with the cell-attached patch-clamp technique. This method allows for observing, in real time, the pattern of open-close channel conformations that underlie the biological signal. These data inform about channel properties in undisturbed biological membranes.

一チャネルセル付パッチクランプ法

Ion channel proteins are universal devices for fast communication across biological membranes. The temporal signature of the ionic flux they generate ...

Array Comparative Genomic Hybridization (Array CGH) for Detection of Genomic Copy Number Variants

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its application in a clinical diagnostic service laboratory. DNA extracted from a patient&#8217;s sample (blood, saliva or other tissue types) is labeled with a fluorochrome (either cyanine 5 or cyanine 3). A reference DNA sample is labeled with the opposite fluorochrome. There follows a cleanup step to remove unincorporated nucleotides before the labeled DNAs are mixed and resuspended in a hybridization buffer and applied to an array comprising ~60,000 oligonucleotide probes from loci across the genome, with high probe density in clinically important areas. Following hybridization, the arrays are washed, then scanned and the resulting images are analyzed to measure the red and green fluorescence for each probe. Software is used to assess the quality of each probe measurement, calculate the ratio of red to green fluorescence and detect potential copy number variants.

Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its application in a diagnostic service laboratory.

ゲノムコピー数変異体の検出のためのアレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション（アレイCGH）

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its ...

Measuring DNA Damage and Repair in Mouse Splenocytes After Chronic In Vivo Exposure to Very Low Doses of Beta- and Gamma-Radiation

Low dose radiation exposure may produce a variety of biological effects that are different in quantity and quality from the effects produced by high radiation doses. Addressing questions related to environmental, occupational and public health safety in a proper and scientifically justified manner heavily relies on the ability to accurately measure the biological effects of low dose pollutants, such as ionizing radiation and chemical substances. DNA damage and repair are the most important early indicators of health risks due to their potential long term consequences, such as cancer. Here we describe a protocol to study the effect of chronic in vivo exposure to low doses of &#947;- and &#946;-radiation on DNA damage and repair in mouse spleen cells. Using a commonly accepted marker of DNA double-strand breaks, phosphorylated histone H2AX called &#947;H2AX, we demonstrate how it can be used to evaluate not only the levels of DNA damage, but also changes in the DNA repair capacity potentially produced by low dose in vivo exposures. Flow cytometry allows fast, accurate and reliable measurement of immunofluorescently labeled &#947;H2AX in a large number of samples. DNA double-strand break repair can be evaluated by exposing extracted splenocytes to a challenging dose of 2 Gy to produce a sufficient number of DNA breaks to trigger repair and by measuring the induced (1 hr post-irradiation) and residual DNA damage (24 hrs post-irradiation). Residual DNA damage would be indicative of incomplete repair and the risk of long-term genomic instability and cancer. Combined with other assays and end-points that can easily be measured in such in vivo studies (e.g., chromosomal aberrations, micronuclei frequencies in bone marrow reticulocytes, gene expression, etc.), this approach allows an accurate and contextual evaluation of the biological effects of low level stressors.

Measuring DNA Damage and Repair in Mouse Splenocytes After Chronic In Vivo Exposure to Very Low Doses of Beta- and Gamma-Radiation

A protocol to evaluate changes in DNA damage levels and DNA repair capacity that may be induced by chronic in vivo low dose irradiation in mouse spleen lymphocytes, by measuring phosphorylated histone H2AX, a marker of DNA double-strand breaks, using flow cytometry is presented.

慢性後のマウス脾細胞におけるDNA損傷と修復の測定<em&gt;インビボ</em&gt;β-およびγ-放射線の非常に低い用量への暴露

Low dose radiation exposure may produce a variety of biological effects that are different in quantity and quality from the effects produced by high ...

慢性のためのマイクロドライブアレイ in vivoで録音：ドラ​​イブの作製

慢性のためのマイクロドライブアレイ in vivoで録音：ドライブの作製