この作品は、エステルとヨセフKlingenstein基金、マクナイト財産基金によってサポートされており、1R01NS066408-01A1をNINDSた。

1。コンポーネントの概要<ol><li>完全なマイクロドライブは、いくつかの主要なコンポーネントで構成されます（ 図1）で構成されています：ドライブの上部構造、細かくスレッド出力軸を有するモータ、電極を搭載しており、電気的な接続ポイントを提供スレッドシャトルとして機能シャーシ、 Omnetics（または同等品）を接続します。 </li><li>シャーシ、電極内シャトルバス、電極シャトルチューブは3次元CADソフト（SolidWorksの）を使用して設計され、地元の精密機械工で加工されたカスタムコンポーネントです。他のすべてのコンポーネントは、市販されている。 </li><li>電極シャトルチューブはステンレス鋼皮下チューブ（0.0293 &quot;外径x 0.00975&quot;のID）から旋盤でサイズにカットしている間、シャーシとシャトルは、軽量ポリエーテルイミド（PEI）から機械加工されています。これらのコンポーネントは、他の材料からカットされるかもしれないけれども、我々は、PEIおよびステンレス鋼は、被削性、強度、およびwの適切なバランスを持っていることを発見した我々のアプリケーションのための8。 </li><li>ドライブ、低DC電圧ステッピングモータを回転することができるモータ制御装置を、組み立てるために必要とされる。我々は、タイムステップ入力を提供し、ICタイマーと組み合わせて三相モータドライバIC（製造元から入手ファウルハーバーBLD05002）に基づくカスタムソリューションを採用しています。既製のさまざまなソリューション（ 例えばファウルハーバーMCBL05002またはサターインスツルメンツのMP-285）もご用意しております。 </li></ol> 2。ドライブシャーシの準備と組み立て<ol><li>細かい斜めのカッターで、Omnetics（または同等の）コネクタの底部にコンタクトピンをトリミング-後列用1.5ミリメートル、最前列（ 図2A）のための1ミリメートルを。ドライブシャーシとコネクタ間のエポキシ接着強度を向上させるには、両方のコンポーネントの後部表面を粗くするためにメスを使用しています。 </li><li>メスを用いて、ワイヤ区として使用するためのポリイミドチューブ（0.0113 &quot;内径x 0.0133&quot; OD）の4 15ミリメートル長いセクションをカットのIDE。慎重にオープンキャビティダウン（ 図2B）の小さなバイスにシャーシを固定します。シャーシにポリイミドチューブを取り付けるためにシアノアクリレート系接着剤を使用しています。彼らはリアシャーシの表面と同一平面に置くと、図2Bに示すように互いに平行に配向しなければなりません。 </li><li>一度乾燥した、長さが約6mmのチューブをポリイミドや廃棄物のセクションを削除するトリム。残りのチューブは、シャーシの下端から約3 mmでなければなりません。 </li><li>ヘッドステージまたはケーブルと嵌合するための適切なクリアランスを確保するために、コネクタが実装されるべきである上記の数ミリメートル、チューブのポリイミドとシャーシ面（ 図2B）と平行になる。 、コネクタの小型の台座を構築する一番上のピンの短い行で一番上に配置し、コネクタの周り以上のエポキシを追加するには、エポキシ（トールシール）を使用します。エポキシが完全に硬化するまで先に進まないでください。 </li><li>バイスからシャーシを取り外すに転送モータコントローラへの接続を可能にする治具が上を向くように、ドライブの前面に、オリエント（ すなわち 、我々の場合には、この治具は、単に交配Omneticsが一端に取り付けられたコネクタを持つ剛体の棒である）。シャーシの穴に通し、モーターの配線を導き、ベースの溝にモータをスライドさせます。モーターと駆動軸はシャーシと平行になると底面と側面に対してぴったりと収まる必要があります。 </li><li>シャーシにエポキシモータを、ドライブシャフトや電極を設置するスペース（ 図4のトールシールの配置を参照）のいずれかをふさがないように注意しながら。エポキシが硬化することができます。 </li><li>コネクタにアクセス可能であるようにシャーシを回転させます。モーターの配線をサポートしており、不測の破損を防止するために、彼らはシャーシから出てワイヤに速いセットエポキシの小滴を追加します。トリム、ストリップ、およびコネクタ（ 図2A）上の適切な連絡先に半田ワイヤーを。モータへのテスト両方向に滑らかなシャフトの回転を確認してください。 </li></ol> 3。電極シャトル組立<ol><li>レコーディングにおける運動誘発性アーチファクトの可能性を最小限に抑えるためには、電極シャトルがシャーシにぴったりとフィットすることが不可欠である。モータシャフトにそれをねじ込むと、低速で上下にシャフトの全長を、それを実行することにより、シャトルの適合をテストします。ドライブにシャトルを押し込むので、オーバートルクでしないように注意して、モータを - それは永久に、この段階でプラスチックギヤヘッドを損傷することは非常に容易であること。以前スピニングモータ軸が回転して停止した場合は、ギヤヘッドが破損する恐れがあります。 </li><li>シャトルがシャフトの下にスムーズに実行されない場合は、シャーシの表面および破片のためのドライブのネジを点検してください。いくつかの光鉱油および再チェックシャトルフィットの微細鉗子または圧縮空気コートスレッドで削除します。 </li><li>シャトルがきつすぎる場合は、あちこち妨害物質を除去するための鉗子と細粒砥石を使用メートルシャトルの側面。均等に材料を除去するために世話をする。 </li><li>シャトルは緩すぎるそれとシャーシ面の間のギャップを埋めるためにシャトルにのり、走行時透明フィルムの小さなスライバーを傾けるとしゃべっているようなものである場合。 </li><li>シャトルが適切にフィットした後は、シャフトからシャトルを取り外して、シャトルの4つの大きな穴のそれぞれにステンレス製のシャトルチューブのいずれかを押します。それぞれがフラッシュすべての4本のチューブ（ 図3）の端部を備えたシャトルを中心にすべきである。チューブのベースに印加シアノアクリレート系接着剤の小滴で固定します。接着剤はシャトルのエッジ上またはチューブに付かないように細心の注意を払ってください。 </li><li>ドライブシャフトに再度完成した電極シャトルを通し、糸通しのベースにすべての方法をダウンさせる。 </li></ol> 4。ガイドチューブと電極の取り付け<ol><li>の4カット25ミリメートル長いセクションではtubinのポリイミド電極のガイドとして使用するためにグラム（0.0045 &quot;内径x 0.006&quot; OD）また、組立時の位置にガイドチューブを保持するダミー電極として使用するための40ミリメートルのセクションに4つの電極をカット。 （これらのダミー電極が唯一のアセンブリのためのものであり、記録のために使用されないことに注意して、アセンブリごとに同じものを再利用してもよい。）電極は、〜10ミリメートルを超えて延在するようにダミー電極の上にチューブの各セクションをスライドさせてチューブの端。 </li><li> 図4Aに示すように、各シャーシには、ポリイミドチューブを配置します。これは、電極ガイドの両端になり、お互いにフラッシュし、モータ軸のベースに整列、電極シャトルに向かって先細と反対には、ドライブの底部に収束終わる。クイック·キャストを少量混ぜ、電極ガイドの上端より約2ミリメートルを適用します。乾燥することができます。 </li><li>ダミー電極を外して、このような電極ガイドの自由端の位置を変更彼らがドライブの底にタイトなバンドルを形成している。それは一時的な場所（ 図4B）でそれらを保持するために細いワイヤーを使用すると便利かもしれません。もっとクイック·キャストを使用して新しい位置を修正しました。乾燥することができます。 </li><li>鋭いメスで、彼らはマイクロドライブの底部を越えて電極のガイドチューブをトリムします。移植されたとき、これらのチューブは、ドライブの底部（頭蓋骨の上で休憩）から脳の表面に電極をご案内いたします。このように、チューブがトリミングされるべきである地点の長さは、移植部位（ 図5）の解剖学に依存します。小鳥のために、これは約1.5mmである。 </li><li>コネクタに電極を接続するには、絶縁された白金線の30ミリメートル長いセクション（0.003 &quot;DIAを。）カットし、一方の端から絶縁の1ミリメートルを取り除くことにしました。コネクタの信号ピンの1つに半田付けは下のワイヤーを曲げてコネクタとワイヤガイドチューブのいずれかを介してそれをプッシュするには、。トンのガイドスロットの周りに線を引いて、愚弄し、それをラップしシャーシの彼はトップ。 </li><li>ハサミや細いワイヤーカッターで、長さ約25 mmの電極を切った。電極を曲げたり先端を損傷することなく、これを行うために世話をする、のいずれかが発生した場合、電極を使用することはできません。シャフトの上部に今電極シャトルで、ポリイミドチューブ内に電極を挿入し、シャトルの中でのステンレス鋼の管を通ってそれをプルアップしてください。電極の先端はポリイミドチューブの下端と同一平面であること、それがこのような位置。シャトルチューブ上記電極1ミリメートルをトリムします。 </li><li>鉗子の細かいセットで、電極の最後の2ミリメートルと白金線の最後の2ミリメートルから絶縁被覆をはがします。シャトルチューブに電極の位置を変更し、チューブに白金線を挿入し、管の中にタングステン線の短い1ミリメートル部（0.008 &quot;DIA）をスライドさせて、一緒に2を確保します。これは両方を提供するタイトフィットであるべき電極とワイヤ（ 図の間の機械的及び電気的接続3）。 </li><li>継続的な動きを確保するために上下にドライブシャフトの長さをシャトルを実行します。 </li><li>全ての電極がインストールされるまで、4.5から4.8を繰り返します。 </li><li>アース線として使用するための銀線の30ミリメートル長いセクション（0.005 &quot;DIA）を切り取ります。グラウンド·ピンの一端とはんだオフストリップ絶縁を1 mm。 </li></ol> 5。最終組立と着床前の準備<ol><li>ガイドチューブに対する電極の摩擦を減らすために、軽油とガイドチューブを埋める。毛細管現象は、一方の端部に配置されたオイルを一滴からチ​​ューブを埋めるのに十分である。 </li><li>モーターと電極用保護カバーを作成するには、透明の12ミリメートル×25ミリメートルの長方形をカットし、広いU字状にそれを折る。シャーシの外面に接着カバー（ 図6）にシアノアクリレートを使用します。透明の15ミリメートル×6 mmの長方形をカットし、接着しコネクタの周りにシアノアクリレートを使用します。干渉を防ぐためにコネクタ付きのリファレンス、透明性の長辺は、コネクタの上端と同じ高さにします。 </li><li>移植の前に、10分間10時01分、DI水漂白剤溶液に拡張電極を下げることにより、電極とガイドチューブを滅菌する。その後、滅菌水で十分に洗い流してください。 </li><li>ステップ2.5で使われているものと同様の治具を移植中定位マニピュレータにマイクロドライブを保持するために使用することができます。 </li></ol> 6。代表的な結果このプロトコルは、ハンズオン組立時間エポキシと乾燥させる接着剤のために散在して追加の6〜8時間との約5時間を必要とします。しかし、一度マイクロドライブが初めて組み立てされており、それが2時間未満での再利用（ すなわち 、電極、電極ガイドチューブ、電極ワイヤを交換することができます）のために準備することができます。このプロトコルに従うことによって得られた録音の品質やキャラクターはもちろん、一部にはに依存するようになるでしょう記録対象は、電極の選択、およびマイクロドライブのヘッドステージまたはさらに上流で行われる任意の処理。これはさておき、それは以上の10週間の時間スパンで行動する動物から安定した録画を​​得ることが可能である。行動歌姫における原線条体（RA）の堅牢な核から単一ユニット記録の例は、 図7（a）図に示されている、同じ地域からマルチユニット活動は、図7Bに示されています。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig1.jpg" /> 図1組み立て電動マイクロドライブの3Dモデル。 （i）のシャーシ、（ii）のスレッドの出力軸を有するモータと、（iii）電極シャトルバス（無料）、（iv）のシャトルチューブ、（v）の電極、（vi）を電極ガイドチューブ、及び（vii：マイクロドライブは、いくつかの主要なコンポーネントで構成されています）コネクタ。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig2.jpg" /> 図2。）コネクターのためのモデルと接続図。モータ線：B、I、L。電極ワイヤ：C、D、E、F。アース線：K。補助器具のための利用可能な他のすべてのピン。 B）、コネクタの写真トールシールエポキシを使用して、シャーシに取り付けられている。コネクタは、基礎となるワイヤガイドチューブの両方の位置に注意してください。はっきりと、このように、位置が乾くのガイドチューブを保持するシアノアクリレート系接着剤は、画像では見えません。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig3.jpg" /> 図3電極シャトルアセンブリ。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig4.jpg" /> 図4を参照）。前クイック·キャストを適用するために、シャーシに位置する電極のガイドチューブ。 B）は電極が並列にドライブの底部を終了することを確保するために、クイック·キャストの最後の一滴を追加する前に、タイトなバンドルにガイドチューブの下端をもたらす。 図5は、電極のガイドチューブがドライブの底部を越えて延びている量は、移植部位の解剖学的構造によって指定されます。図は、ガイドチューブの長さを決定するための関連する寸法を示しています。歌姫に注入するために、1.5ミリメートルで十分です。 <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig6.jpg" /> 図6保護カバー取り付けな仕上げ電動マイクロドライブ。 <img alt="図7" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig7.jpg" /> 図7。行動キンカチョウにおける原線条体の堅牢な核（RA）からの代表的な録音。 a）シングルユニット活動は10MΩプラチナイリジウム電極で記録した。トップ：例の記録は移植後1週間しました。下：同じ電極から例の記録上記のように、9週間後。 1MΩ白金電極で記録B）のマルチユニット活動。 <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/4314/4314fig7large.jpg" target="_blank">拡大図を表示するには、ここをクリックしてください</a> 。 追加ファイル：シャーシ、バス、電極管は、SolidWorks 2010のCADソフトウェアで設計されていました。これらの部品ファイル（*。sldprt）プロプライエタリとベンダー中立の（*。IGES）の両方の形式で提供され、製造図面をPDF形式で提供されています寸法になっている。

<ol>
	<li>O'Keefe, J., Dostrovsky, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hippocampus+as+a+spatial+map.">The hippocampus as a spatial map.</a> Brain Research. 34, 171-175 (1971).</li><li>Pennartz, C. M., Berke, J. D., Graybiel, A. M., Ito, R., Lansink, C. S., van der Meer, M., Redish, A. D., Smith, K. S., Voorn, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corticostriatal Interactions during Learning, Memory Processing, and Decision. 29, 12831-12838 (2009).</li><li>Kepecs, A., Uchida, N., Zariwala, H., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates,+computation,+and+behavioural+impact+of+decision+confidence.">Neural correlates, computation, and behavioural impact of decision confidence.</a> Nature. 455, 227-2231 (2008).</li><li>Hahnloser, R. H. R., Kozhevnikov, A. A., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultra-sparse+code+underlies+the+generation+of+neural+sequences+in+a+songbird.">An ultra-sparse code underlies the generation of neural sequences in a songbird.</a> Nature. 419, 65-70 (2002).</li><li>Leonardo, A., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ensemble+Coding+of+Vocal+Control+in+Birdsong.">Ensemble Coding of Vocal Control in Birdsong.</a> J. Neurosci. 25 (3), 652-661 (2005).</li><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><li>Fee, M. S., Leonardo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+motorized+microdrive+and+commutator+system+for+chronic+neural+recording+in+small+animals.">Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals.</a> J. Neurosci. Methods. 112, 83-94 (2001).</li><li>&#214;lveczky, B. P., Otchy, T. M., Goldberg, J. H., Aronov, D., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+the+neural+control+of+a+complex+motor+sequence+during+learning.">Changes in the neural control of a complex motor sequence during learning.</a> J. Neurophys. 106, 386-397 (2011).</li><li>Otchy, T. M., &#214;lveczky, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Sensory+Experience+on+the+Development+and+Maintenance+of+a+Motor+Program+Underlying+a+Complex+Motor+Sequence.">Effects of Sensory Experience on the Development and Maintenance of a Motor Program Underlying a Complex Motor Sequence.</a> Soc. for Neurosci. Abstr. , (2011).</li><li>Goldberg, J. H., Adler, A., Bergman, H., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Singing-related+neural+activity+distinguishes+two+putative+pallidal+cell+types+in+the+songbird+basal+ganglia:+comparison+to+the+primate+internal+and+external+pallidal+segments.">Singing-related neural activity distinguishes two putative pallidal cell types in the songbird basal ganglia: comparison to the primate internal and external pallidal segments.</a> J. Neurosci. 30 (20), 7088-7098 (2010).</li><li>Goldberg, J. H., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Singing-related+neural+activity+distinguishes+four+classes+of+putative+striatal+neurons+in+the+songbird+basal+ganglia.">Singing-related neural activity distinguishes four classes of putative striatal neurons in the songbird basal ganglia.</a> J. Neurophys. 103 (4), 2002-2014 (2010).</li><li>Venkatachalam, S., Fee, M. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+headstage+with+6-channel+drive+and+vacuum-assisted+microwire+implantation+for+chronic+recording+from+neocortex.">Miniature headstage with 6-channel drive and vacuum-assisted microwire implantation for chronic recording from neocortex.</a> J. Neurosci. Methods. 90, 37-46 (1999).</li><li>Shirvalkar, P. R., Shapiro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+Construction+of+a+Cost+Effective+Headstage+for+Simultaneous+Neural+Stimulation+and+Recording+in+the+Water+Maze.">Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze.</a> J. Vis. Exp. (44), e2155 (2010).</li></ol>

特別な利害関係は宣言されません。

ここで紹介するプロトコルが適切なケアは、建設で撮影されている場合にのみ、最小限のモーションアーチファクトを有する高品質の録音が可能なデバイスになります。非常に重要な場合、シャーシ内のシャトルのフィット：きつすぎるとモータが過負荷になるリスクが高く、緩すぎるとかなりのモーションアーチファクトのリスクが高いです。理想的なフィットシャトルが位置やチャタリ?...

<table border="1"&gt;<tbody&gt;<tr&gt;<td<strongアイテムの&gt;名前</strong</td&gt;<td<strong&gt;会社概要</strong</td&gt;<td<strong&gt;カタログ番号</strong</td&gt;<td<strong&gt;コメント</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;シャーシ</td&gt;<td&gt;カスタム</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; PEIからカット</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;電極シャトル</td&gt;<td&gt;カスタム</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; PEIからカット</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;シャトルチューブ</td&gt;<td&gt;カスタム</td&gt;<td</td&gt;<td&gt;ステンレス鋼からカット</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;コネクタ</td&gt;<td&gt; Omnetics</td&gt;<td&gt; A7886-001</td&gt;<tdA7877-001へ&gt;メイツ</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;モーターのw /ギヤヘッド</td&gt;<td&gt;ファウルハーバー</td&gt;<td&gt; 0206-A-001-B-021-47：1</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;ワイヤーガイド</td&gt;<td&gt;スモールパーツ株式会社</td&gt;<td&gt; SWPT-0113から12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;電極ガイド</td&gt;<td&gt;スモールパーツ株式会社</td&gt;<td&gt; SWPT-0045から12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 10MΩのPt-Irの電極</td&gt;<td&gt;マイクロプローブ株式会社</td&gt;<td&gt; PI2PT310.0H3</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;白金線</td&gt;<td&gt; AMシステムズ</td&gt;<td&gt; 772000</td&gt;<td&gt;電極配線について</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;シルバーワイヤー</td&gt;<td&gt; AMシステムズ</td&gt;<td&gt; 786000</td&gt;<tdアース線のために&gt;</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;タングステン線</td&gt;<td&gt; AMシステムズ</td&gt;<td&gt; 797000</td&gt;<td&gt;電極ピンの場合</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;透明</td&gt;<td&gt; 3M</td&gt;<td&gt; AF4300</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;トールシール</td&gt;<td&gt;バリアン</td&gt;<td&gt; 9530001</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;クイック·キャスト</td&gt;<td&gt; WPI</td&gt;<td&gt; KWIK-CAST</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;シアノアクリレート</td&gt;<td&gt;クレイジーグルー</td&gt;<td&gt; KG517</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;ファストセットエポキシ</td&gt;<td&gt;ハードマン</td&gt;<td&gt; 04001</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;軽油</td&gt;<td&gt;シグマ</td&gt;<td&gt; M5310</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;塩素系漂白剤</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;斜めのカッター</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;メスの刃</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;鉗子</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;ドライブ治</td&gt;<td&gt;カスタム</td&gt;<td</td&gt;<td&gt;エポキシシリンジまたはスティックに相手側コネクタ</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;スモール副</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;</tbody&gt;</table

design and assembly of an ultra-light motorized microdrive for chronic neural recordings in small animals

慢性的に自由に動物の行動の神経細胞の集団から録音する機能は、ナビゲーション1、2,3、意思決定、および複雑なモーターシーケンスの第4世代を含む自然のさまざまな動作の基礎となる神経回路の機能を解剖するための貴重なツールを、証明している、5,6。精密機械加工の進歩は、マウスや小鳥などの小動物における慢性録音に適した軽量デバイスの製造を可能にした。小さ ​​な遠隔制御モーターと電極位置を調整する能力は、さらに動物の取り扱いを減らすことによって、様々な行動の文脈で記録収量を増加している。6,7 ここでは、小動物の長期慢性録音のための超軽量電動マイクロドライブを構築するためのプロトコルを記述します。私たちのデザインは、以前公開されたバージョン7から進化し、使いやすさとコストeffectiのために適合されていますより実践的研究者の広い配列にアクセスできるようにveness。この実証済みの設計では、8,9,10,11〜5mmの範囲で電極の微細な、リモートポジショニングを可能にし、完全に組み立てられた場合の未満750ミリグラムの重量を量る。我々は、すべてのカスタム·マイクロドライブ·コンポーネント用の3D CAD図面を含む、これらのドライブを構築し、アセンブルする方法のための完全なプロトコルを提示。

Watch this Scientific Journal Video about Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals at JoVE.com

Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals

超軽量電動マイクロドライブの設計、製造、組立が記載されている。デバイスは、小型動物行動における単一ユニットの慢性的な録音のための費用対効果と使いやすいソリューションを提供します。

小動物の慢性神経録音用超軽量電動マイクロドライブの設計およびアセンブリ

The ability to chronically record from populations of neurons in freely behaving animals has proven an invaluable tool for dissecting the function of ...

design-assembly-an-ultra-light-motorized-microdrive-for-chronic

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.0K ビュー.  Harvard University. 超軽量電動マイクロドライブの設計、製造、組立が記載されている。デバイスは、小型動物行動における単一ユニットの慢性的な録音のための費用対効果と使いやすいソリューションを提供します。

ビデオ: Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

Recording from key nerves and muscles of Aplysia during feeding behavior allows us to study the patterns of neural control in an intact animal. Simultaneously recording from multiple nerves and muscles gives us precise information about the timing of neural activity. Previous recording methods have worked for two electrodes, but the study of additional nerves or muscles required combining and averaging the recordings of multiple animals, which made it difficult to determine fine details of timing and phasing, because of variability from response to response, and from animal to animal. Implanting four individual electrodes has a very low success rate due to the formation of adhesions that prevent animals from performing normal feeding movements. We developed a new method of electrode fabrication that reduces the bulk of the electrodes inside the animal allowing for normal feeding movements. Using a combination of glues to attach the electrodes results in a more reliable insulation of the electrode which lasts longer, making it possible to record for periods as long as a week. The fabrication technique that we describe could be extended to incorporate several additional electrodes, and would be applicable to vertebrate animals.

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

A technique is described for implanting four in vivo electrodes to monitor the neuromuscular control of feeding behavior in Aplysia californica.

の電極の作製と注入アメフラシカリフォルニ無傷、自由に振る舞う動物における多チャンネル神経と筋肉の録音のための

Recording from key nerves and muscles of Aplysia during feeding behavior allows us to study the patterns of neural control in an intact animal.  ...

神経科学

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or thinned-skull 3 preparations. While the open-skull technique is very versatile, it is not optimal for studying microglia because it is invasive and can cause microglial activation. Even though the thinned-skull approach is minimally invasive, the repeated re-thinning of skull required for chronic imaging increases the risks of tissue injury and microglial activation and allows for a limited number of imaging sessions. Here we present a chronic thin-skull window method for monitoring murine microglia in vivo over an extended period of time using two-photon microscopy. We demonstrate how to prepare a stable, accessible, thinned-skull cortical window (TSCW) with an apposed glass coverslip that remains translucent over the course of three weeks of intermittent observation. This TSCW preparation is far more immunologically inert with respect to microglial activation than open craniotomy or repeated skull thinning and allows an arbitrary number of imaging sessions during a time period of weeks. We prepare TSCW in CX3CR1 GFP/+ mice 4 to visualize microglia with enhanced green fluorescent protein to &le;150 &mu;m beneath the pial surface. We also show that this preparation can be used in conjunction with stereotactic brain injections of the HIV-1 neurotoxic protein Tat, adjacent to the TSCW, which is capable of inducing durable microgliosis. Therefore, this method is extremely useful for examining changes in microglial morphology and motility over time in the living brain in models of HIV Associated Neurocognitive Disorder (HAND) and other neurodegenerative diseases with a neuroinflammatory component.

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

We describe a method for repeatedly visualizing murine microglia and circulating monocytes in vivo over hours, days or weeks using transcranial two-photon microscopy. We demonstrate how to prepare a thinned-skull window that allows intermittent observation of quiescent microglia that can be activated by adjacent stereotactic injection of the HIV-1 regulatory protein Tat.

慢性二光子用薄型頭蓋骨のウィンドウテクニック in vivoで</em神経炎症のモデルのマウスミクログリアの>イメージング

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or ...

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

行動内分泌学と実験経済学を組み合わせること：テストステロンと社会的意思決定

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

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

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

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 ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell level. The technique allows experimenters to examine temporally and regionally specific firing patterns in order to correlate recorded action potentials with ongoing behavior. Moreover, single-unit recordings can be combined with a plethora of other techniques in order to produce comprehensive explanations of neural function. In this article, we describe the anesthesia and preparation for microwire implantation. Subsequently, we enumerate the necessary equipment and surgical steps to accurately insert a microwire array into a target structure. Lastly, we briefly describe the equipment used to record from each individual electrode in the array. The fixed microwire arrays described are well-suited for chronic implantation and allow for longitudinal recordings of neural data in almost any behavioral preparation. We discuss tracing electrode tracks to triangulate microwire positions as well as ways to combine microwire implantation with immunohistochemical techniques in order to increase the anatomical specificity of recorded results.

Implanting organized arrays of microwires for use in single-unit electrophysiological recordings presents a number of technical challenges.&#160;Methods for performing this technique and the equipment necessary are described.&#160;Also, the beneficial use of organized microwire arrays to record from distinct neural subregions with high spatial selectivity is discussed.

動物を振る舞う、覚醒中のシングルユニット記録のためにマイクロワイヤの組織化された配列を移植するための手順

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice

The number of physiological investigations in the mouse, mus musculus, has experienced a recent surge, paralleling the growth in methods of genetic targeting for microcircuit dissection and disease modeling. The introduction of optogenetics, for example, has allowed for bidirectional manipulation of genetically-identified neurons, at an unprecedented temporal resolution. To capitalize on these tools and gain insight into dynamic interactions among brain microcircuits, it is essential that one has the ability to record from ensembles of neurons deep within the brain of this small rodent, in both head-fixed and freely behaving preparations. To record from deep structures and distinct cell layers requires a preparation that allows precise advancement of electrodes towards desired brain regions. To record neural ensembles, it is necessary that each electrode be independently movable, allowing the experimenter to resolve individual cells while leaving neighboring electrodes undisturbed. To do both in a freely behaving mouse requires an electrode drive that is lightweight, resilient, and highly customizable for targeting specific brain structures.
A technique for designing and fabricating miniature, ultralight weight, microdrive electrode arrays that are individually customizable and easily assembled from commercially available parts is presented. These devices are easily scalable and can be customized to the structure being targeted; it has been used successfully to record from thalamic and cortical regions in a freely behaving animal during natural behavior.

Understanding the neural substrates of behavior requires brain circuit ensemble recording. Because of its genetic tractability, the mouse offers a model for circuit dissection and disease mimicry. Here, a method of designing and fabricating miniaturized probes is described that is suitable for targeting deep brain structure in the mouse.

マウスの電気生理学的記録のための設計と超軽量重量の作製、調整可能なマルチ電極プローブ

The number of physiological investigations in the mouse, mus musculus, has experienced a recent surge, paralleling the growth in methods of genetic ...

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 ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent development of thin, flexible ECoG electrodes has enabled conduction of stable recordings of large-scale cortical activity. We have developed a whole-cortical ECoG array for the common marmoset. The array continuously covers almost the entire lateral surface of cortical hemisphere, from the occipital pole to the temporal and frontal poles, and it captures whole-cortical neural activity in one shot. This protocol describes a chronic implantation procedure of the array in the epidural space of the marmoset brain. Marmosets have two advantages regarding ECoG recordings, one being the homologous organization of anatomical structures in humans and macaques, including frontal, parietal, and temporal complexes. The other advantage is that the marmoset brain is lissencephalic and contains a large number of complexes, which are more difficult to access in macaques with ECoG, that are exposed to the brain surface.These features allow direct access to most cortical areas beneath the surface of the brain. This system provides an opportunity to investigate global cortical information processing with high resolutions at a sub-millisecond order in time and millimeter order in space.

We have developed a whole-cortical electrocorticographic array for the common marmoset that continuously covers almost the entire lateral surface of cortex, from the occipital pole to the temporal and frontal poles. This protocol describes a chronic implantation procedure of the array in the epidural space of the marmoset brain.

一般的なセットの全皮質のシェットランドシープドッグ配列の慢性注入

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Rabies Necropsy Techniques in Large and Small Animals

The New York State Department of Health (NYSDOH) Rabies Laboratory receives between 6,000 to 9,000 specimens annually and performs rabies testing for the entire state, with the exception of New York City. The Rabies laboratory necropsies a variety of animals ranging in size from bats to bovids. Most of these specimens are animals exhibiting neurological signs, however, less than 10% actually test positive for rabies; implying trauma, lesions or other infectious agents as the cause of these symptoms. Due to the risk of aerosolizing undiagnosed infectious agents, the Rabies Laboratory does not use power tools or saws. Three necropsy techniques will be presented for animals whose skulls are impenetrable with scissors. The laboratory has implemented these techniques to decrease potential exposure to infectious agents, eliminate unnecessary manipulation of the specimen and reduce processing time. The advantages of a preferred technique opposed to another is subject to the trained individual processing the specimen.

The goal of this protocol is to demonstrate safe necropsy techniques in small and large animals to obtain satisfactory tissue samples for rabies testing.

大小動物における狂犬病壊死技術

The New York State Department of Health (NYSDOH) Rabies Laboratory receives between 6,000 to 9,000 specimens annually and performs rabies testing for the ...

Multi-Fiber Photometry to Record Neural Activity in Freely-Moving Animals

Recording the activity of a group of neurons in a freely-moving animal is a challenging undertaking. Moreover, as the brain is dissected into smaller and smaller functional subgroups, it becomes paramount to record from projections and/or genetically-defined subpopulations of neurons. Fiber photometry is an accessible and powerful approach that can overcome these challenges. By combining optical and genetic methodologies, neural activity can be measured in deep brain structures by expressing genetically-encoded calcium indicators, which translate neural activity into an optical signal that can be easily measured. The current protocol details the components of a multi-fiber photometry system, how to access deep brain structures to deliver and collect light, a method to account for motion artifacts, and how to process and analyze fluorescent signals. The protocol details experimental considerations when performing single and dual color imaging, from either single or multiple implanted optic fibers.

This protocol details how to implement and perform multi-fiber photometry recordings, how to correct for calcium-independent artifacts, and important considerations for dual-color photometry imaging.

自由に動く動物の神経活動を記録するマルチファイバー光メトリー

Recording the activity of a group of neurons in a freely-moving animal is a challenging undertaking. Moreover, as the brain is dissected into smaller and ...