KISTグラント（2E21510）、文部科学省のナショナルの名誉の科学プログラム、および文部科学省、科学技術（2010〜0018944）によって資金を供給韓国の国立研究財団を通じて、脳科学のオリジナル技術の研究プログラムでサポートされています。

1。まとめ C57BL/6J - 129S4/SvJaeハイブリッドマウス（12〜15週齢）は、ケタミン（120 mg / kgを腹腔内）とキシラジン（6 mg / kg体重、ip）でカクテルで麻酔する。尾や足指のピンチは、麻酔の深さを検査するために手術の前に。マウスは、定位固定装置（デビッドKopfは楽器、モデル902、カリフ、米国）によって固定されています。頭皮は痛みの軽減のためのリドカインの治療を受けて頭蓋骨を露出さに25mm約正中線で切開しています。頭蓋骨上の任意の破片は、頭蓋骨への電極の密着性を高めるために生理食塩水に浸した綿のヒントではオフに消去されます。ブレグマとラムダ点がマークされ、同一平面上に設定されています。ポリイミドに基づく微小電極アレイは、（PBM -配列）の垂直正中線が頭蓋骨の正中線を満たすように配置されている。ブレグマのポイントは、PBM -配列の前の5 番目の層の中間に配置する必要があります。二、三microscrewsは、歯科用セメントで電極の位置を保護するために頭蓋骨の端にヌル空間で使用されています。 PBM -配列のコネクタを支え、私たちは、頭の真ん中に支柱を配置し、歯科用セメントでそれをカバーしています。硬化後は、切開の皮膚を縫合されており、少なくとも5日間は、復旧のために与えられる。リカバリ時には、マウスが食料と水を無料で入手できるように個々のケージに収容されています。回復後は、脳波記録が行われます。動物のケア、手術、そして録音の手順は、韓国実験動物のケアの規制及び関連するガイドラインの法1992以下、動物実験用の委員会のガイドラインに従っていた。崔によって説明されているようにこの原稿のPBM -アレイを作製した。ら。ら1はビデオで同じPBM -配列を使用するために、著者に連絡してください。 2。手順<ol><li>滅菌手術器具と定位固定装置を準備します。 </li><li>麻酔（120と60の用量で、例えば、ケタミン/キシラジンmg / kgのIP、repectively）でマウスを麻酔。尾や足指のピンチは、麻酔の深さを検査するために手術の前に。 </li><li>マウスの外耳道に耳のバーを配置し、所定の位置に締めて、定位固定装置の上にマウスをマウントします。目は手術の光によって乾燥から目を維持する生体適合性ゼリー（例えば、石油ゼリー）で覆うことができます。 70％エタノールでマウスの頭部を保湿後、その頭から毛皮を剃る。 </li><li>頭皮で25 mm程度の頭を切開する。それは頭皮の下に2％リドカイン塩酸塩の少量を適用することが推奨される。切開が広く開いたままにするマイクロクランプ（ファイン科学ツール（米国）、（株）、18052〜03、カリフ、米国）で皮膚をつまんで。 </li><li>生理食塩水に浸した綿棒を頭蓋骨にPBM -配列の付着性を高めると頭蓋骨上の任意の残りの壊死組織片を拭きます。膜の残留物を除去するための過酸化物を使用するのも効果的です。 </li><li>頭蓋骨のブレグマとラムダ点を見つけ、そしてオイルベースの​​マーカーペンで印を付けます。その垂直正中線は、図1に示すように、頭蓋骨の正中線を満たすようにPBM -配列を置きます。水道水の1滴でPBM -配列の前の5 番目の層の中間にブレグマを置きます。綿棒内側からよりよい遵守のため慎重に横方向への薄膜電極。頭蓋骨に膜電極棒が厳しく助けるために、膜電極は頭蓋骨に完全に乾燥する必要があります。フィルム電極は、ファンデルワールス力によって頭蓋骨上に固定されていない。電極を再配置するときに、水道水の別のドロップは引き裂かれてから電極を防止するために必要です。 <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig1.jpg" alt="図1" /> 図1（左）マウスの頭蓋骨でPBM -配列。 PBM -配列のanterio前後軸はブレグマ（BP）とラムダポイント（LP）との間の行にマッチします。 （右）マウスの脳の表面上に推定される電極位置。マウスの解剖学は、定位測定によるとマークされているブルックヘブン国立研究所と電極の位置に生成された成人C57BL/6Jマウスの脳の3 - D MRIデジタルアトラスのデータベースからセグメント化されています。グラウンド（G）とREF（参照）電極は、右図にマークされています。 </li><li>頭蓋骨のオープンエリアで、少なくとも3つの位置をマークし、サポートmicroscrewsの位置決めのための歯科用ドリルを使用してこれらの場所の穴を作る。これらmicroscrewsは、支柱の役割を持っており、機械的に頭蓋骨に歯科用セメントをサポートしています。余分な注意が掘削中に必要とされる。マウスの頭蓋骨が薄い層で構成されて以来、出血は、掘削時に容易に発生する可能性があります。出血が起こるとき、掘削を停止し、穴に止血粉を少量。 </li><li> PBM -配列、アンカーのネジ、および頭蓋骨の残りをカバーするために歯科用アクリルセメント（頂点歯科、頂点自己硬化、オランダ）を適用します。ベトベトすると粘性cに歯科用セメントを準備するondition。 </li><li>強力な接着剤を使用して、ヘッドの中央に（例えば、ロックタイト、ヘンケルロックタイトコーポレーション、ダブリン、アイルランド）で支柱として堅い棒を配置します。コネクタ面の裏面に両面粘着テープを置く。支柱の先端に接続するPBM -配列のコネクタの位置を操作する。頭蓋骨とコネクタとの間の垂直距離は5mm以上にしてください。コネクタ面とより良い接着のために強力な接着剤を使用してスティックの先端を貼る。 </li><li>歯科用セメントが完全に硬化されていることを確認します。その後、頭蓋骨上に歯科用アクリルセメントと頭蓋骨にコネクタを固定するコネクタ面の裏側を適用する。 </li><li>マイクロクランプを取り外します。縫合糸は滅菌ステッチの糸で皮膚を切開。装置からマウスを取り外します。あなたが露出頭蓋骨を保護するために余分な歯のアクリルセメントを適用される場合があります。セメントと縫合皮膚の周り（fucidin軟膏、東和甲薬局、韓国）抗生物質を適用します。 </li><li>それは元の体重を（約5〜7日）回復するまで滅菌ケージにマウスを置きます。それは、任意のケージメイトを導入しないことをお勧めします。 </li><li>回復後は、独自のケージで多チャンネルEEGアンプシステム（Synamps 2、ノースカロライナ州、米国）のヘッドボックスに軽量プリント回路基板（PCB）コネクタによって、マウスを接続してください。それが絡まないしていないので、接続線は、慎重に扱われるべきである。 </li><li>慣れの1時間後、脳波記録を行います。スキャン4.4。 （ノースカロライナ州、米国）買収のソフトウェアは、この実験に用いた。脳波マウスの典型的な時間トレースのセットを図2に示されています。それは、マウスの動作を関連付けるためにビデオを記録することをお勧めします。 </li><li>得られた信号は、地形の脳マップを生成するためにMATLAB（MathWorks社、ネイティック、MA、米国）により分析することができる。マウスの脳の脳波パワーマップのサンプルの地形を図3に示されています。 </li></ol> 3。代表的な結果上記の外科的処置が正しく行われている場合、40チャンネルのマウス脳波が正常に悪いチャンネルなしで実行されます。次の図は、代表的な脳波のトレースや地形図を示す。 <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig2.jpg" alt="図2" /> 図2γ-ブチロラクトン（GBL、50mg/kg、ip）注射によって誘発される脳波発生欠神発作のサンプルトレース。赤いバーは、欠神発作の間にスパイク波と放電（SWDS）を示します。横軸と縦軸はそれぞれ、時間と電圧を示している。番号は図で定義されたチャネルモンタージュに従います。 1（右）。 <img src="/files/ftp_upload/2562/2562fig3.jpg" alt="図3" /> 図3。地形図は2-6 Hzのパワー分布を示している。カラーバーの値は、パワーマップのカラースケールを表します。 γ-ブチロラクトン（GBL、50mg/kg、IP）によって誘発されるスパイク波と放電（SWDS）の間に、大きなfrontoparietal皮質領域での電力は大幅にGBL注射の前に電源（ベースライン）と比較して増加する。

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

利害の衝突は宣言されません。

ここでは、自由にマウスを移動するには、高密度脳波を取得するために外科手術と録音の手順を報告する。このメソッドは、自発的リズム1,2またはイベントに関連する脳活動の分子メカニズムを研究するためにマウスモデルから脳機能マップを取得することを可能にします。 PBM -アレイ内のすべてのチャンネルの買収は非常に困難であるしかしすべてのチャネルのための安全な接触を行う、全脳のマッピングを取得するために必要な条件である。頭蓋骨へのチャネルの一貫性のある接触を維持するために、次の手順が重要であることがわかっている。まず第一に、頭蓋骨上の任意の組織の破片は、頭蓋骨から電極を離れて設定することができます。したがってそれは、滅菌綿棒ですべての組織片を除去し、頭蓋骨の表面を乾燥させることは非常に重要です。第二に、頭蓋骨の表面に付着することができますPBM -配列の能力は、ファンデルワールス力です。それは1つの頭蓋骨にPBM -配列を適用する前に、水層を構築するために頭蓋骨で水道水の滴を適用することが提案されている。第三に、歯科用セメントの右側の粘度は非常に重要です。それはあまりにも鼻水の場合、それはPBM -配列の下に絶縁層を構築することができる。それはあまりにも密集している場合、歯科用セメントは、簡単に自重により頭蓋骨​​から離れて分類されます。最後に、少なくとも3つの支持microscrewsはしっかりと頭蓋骨にバインドされている歯科用セメントを作るために頭蓋骨に移植することがあります。サポートmicroscrewsは歯科用セメントをホールドアップし、長期的な研究に不可欠なヘッドステージを、固定します。 PBM -配列のアプリケーションは、そのサイズと重量による成体マウスの慢性的研究に限定されます。我々の経験に基づいて、25グラムよりも重いマウスが使用するのに十分です。さらにアプリケーションとして、私たちのPBM -配列内の枝の間にヌル空間を介して、一つは録音または刺激の目的のために二次電極を導入することがあります。

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<td>&nbsp;</td>		</tbody>
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high-density eeg recordings of the freely moving mice using polyimide-based microelectrode

脳波は、脳波計（EEG）大規模なレベルでの神経集団の平均電気的活動を示している。それは広く認知神経科学における非侵襲的脳モニタリングのツールと​​してだけでなく、神経のてんかんと睡眠障害の診断ツールとして利用されている。しかし、脳波リズム生成の基本的なメカニズムは、ベールの下にまだです。 1脳波高解像度マウスのための最近導入されたポリイミドベースの微小電極は、（PBM -配列）マウスモデルは、複雑な脳波生成プロセスの分析のために含まれている豊富な遺伝資源に基づいて脳波信号の神経生理学的な質問に答えるために試験の一つです。マウスの頭蓋骨にnanofabricated PBM -配列のこのアプリケーションは、トランスジェニックマウスの大規模な脳活動を収集するための効率的なツールであり、動作と連動して特定の脳波リズムに神経相関を識別するための対応。しかし、その超薄型厚さと二股構造はPBM -配列の処理と移植の問題を引き起こす。紹介ビデオでは、マウスの頭蓋骨でPBM -配列の移植のための準備と手術の手順がステップごとに説明されています。研究者は着床に成功するための処理と手術のヒントも用意されています。

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

この記事では、我々は手術の手順を説明し、マウスモデルにおける高密度脳造影法（EEG）の買収のためのマウスの頭蓋骨で、極薄ポリイミドベースの微小電極アレイ（PBM -配列）の移植のためのヒントを処理。

ポリイミドベースのマイクロ電極を用いて自由に動くマウスの高密度脳波録音

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

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

36.8K ビュー.  Korea Institute of Science and Technology (KIST). この記事では、我々は手術の手順を説明し、マウスモデルにおける高密度脳造影法（EEG）の買収のためのマウスの頭蓋骨で、極薄ポリイミドベースの微小電極アレイ（PBM -配列）の移植のためのヒントを処理。

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

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

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

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

組み合わせてコンピュータゲームベースの高密度脳波や赤外線視線追跡と行動実験

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

神経科学

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

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

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

新しい方法を用いた自由に動く新生児ラットの脳波記録

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

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

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

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

誘発電位録画ドライの非侵襲的なマルチ チャネルを使用してマウスの頭皮脳波センサー

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

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

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

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

皮質局所電界電位、心電図、筋電図、呼吸リズム自由行動ラットからの同時録音

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

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

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

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

子豚を自由に移動するから非侵襲的脳波

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

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

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

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

自由行動ラットの脳波記録中に興奮性アミノ酸の透析

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

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, conventional microdrive designs often only allow use of one type of electrode to record from single or multiple regions, limiting the yield of single-unit or depth profile recordings. It also often limits the ability to combine electrode recordings with optogenetic tools to target pathway and/or cell type specific activity. Presented here is a hybrid microdrive array for freely moving mice to optimize yield and a description of its fabrication and reuse of the microdrive array. The current design employs nine tetrodes and one opto-silicon probe implanted in two different brain areas simultaneously in freely moving mice. The tetrodes and the opto-silicon probe are independently adjustable along the dorsoventral axis in the brain to maximize the yield of unit and oscillatory activities. This microdrive array also incorporates a set-up for light, mediating optogenetic manipulation to investigate the regional- or cell type-specific responses and functions of long-range neural circuits. In addition, the opto-silicon probe can be safely recovered and reused after each experiment. Because the microdrive array consists of 3D-printed parts, the design of microdrives can be easily modified to accommodate various settings. First described is the design of the microdrive array and how to attach the optical fiber to a silicon probe for optogenetics experiments, followed by fabrication of the tetrode bundle and implantation of the array into a mouse brain. The recording of local field potentials and unit spiking combined with optogenetic stimulation also demonstrate feasibility of the microdrive array system in freely moving mice.

This protocol describes the construction of a hybrid microdrive array that allows implantation of nine independently adjustable tetrodes and one adjustable opto-silicon probe in two brain regions in freely moving mice. Also demonstrated is a method for safely recovering and reusing the opto-silicon probe for multiple purposes.

自由に動くマウスの二重部位高密度記録のための回収可能なオプトシリコンプローブとテトロードを備えたハイブリッドマイクロドライブシステム

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

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

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

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

自由に動くマウスにおける腸由来微生物代謝物の脳室内送達

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

マウスの運動皮質における細胞外電気生理学的記録

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

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

著者スポットライト:自由に動くマウスのニューロン活動を研究するためのマルチチャンネル細胞外記録の進歩 

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

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

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