SNとAGZは、PON 01から01297 VIRTUALAB資金によってサポートされていました。

倫理的な声明感覚刺激が神経活動によってどのように表現されるか研究する動物の使用およびin vivoでのアプローチの使用に対する代替手段はありません。すべての動物は、科学研究（研究中の動物の治療にイタリアの生命倫理委員会、法令、1992年1月27日、第116号）における動物の治療にイタリアやヨーロッパの法律に沿って処理されている。実験が行われてきた米国学術研究会議は、国連教育科学文化機関（ユネスコ）、国際医学団体協議会（代表して実験動物学に関する国際委員会（ICLA​​S）に準拠しCIOMS ）および生物科学の国際連合（IUBS）。このように、全くプロトコル固有の承認が必要とされなかった。保健省の承認は倫理委員会のファイルに「ビエッラ1、2011分の3」に分類されているミラノの大学。 1。実験動物の作製<ol><li>雄ラットの大きさが約300〜400グラムを選択します。 </li><li>実験の準備のために、ラットを麻酔。 <ol><li>腹腔バルビツール酸塩溶液（誘導のためのペントバルビタール、50 mg / kgの、メンテナンスのための10 mg / kgの）を注入。 </li><li>全く後退反射が発生しないことを確実にする、足の上に、低しきい値および高しきい値機械的刺激によって麻酔レベルを確認してください。 </li><li>正確に頭蓋を削って頭蓋肌を整えた後、頭蓋表面を露出させる切開する。 </li><li>気管自体の周りに外科的結紮によってそれを固定する気管カニューレ（2mm及び2.5mmの外径、内径）により、気管にカニューレを挿入。 </li><li>横方向に気管セグメントに頸静脈を露出し、血管の周りの外科的結紮によってそれを固定し、注射器に接続されたカニューレ（PE10）を挿入してカニューレを挿入。 </li></ol></li><li>定位固定装置にラットをマウントします。 <ol><li>仰臥位で、ラットの体と場所を固定します。 </li><li>耳の棒で頭を固定し、鼻をブロックします。耳のバーを配置する前に、ラットの耳に局所麻酔薬（リドカイン）の1〜2滴を入れてください。 </li></ol></li><li> 37.5℃の温度を維持しながら、電子的に制御された加熱パッドにより定位パッドの温度を調節する</li><li>呼吸器、麻酔器に気管チューブを接続します。 <ol><li> 1ストローク/秒イソフルラン（2.5％0.4-0.8リットル/分）を配信し、O 2（0.15〜0.2リットル/分）で、呼吸器、麻酔器を設定します。 </li></ol></li><li>ポビドンヨード外用消毒によって慎重に頭蓋を清掃してください。 </li><li>滅菌メスを取ると後頭骨の角に鼻を基準から正中線に縦方向に切断。 <ol><li>リトラクターによる創傷の境界線を分岐させると、二つの小さなコッカー鉗子でそれらを修正適用トン傷の境界線O。 </li><li>半透明の表面を観察頭蓋骨ボールトの上に光を向けることによって骨膜を識別します。丁寧に骨ボールト骨膜を除去して、骨の表面を露出を傷つける。 </li><li>焦点出血が骨の上に現れた場合、骨の表面に綿棒または外科スポンジで止血を提供する。 </li></ol></li><li>細いペンで、mediosagittalと冠状suturasの交点に定位ポイントブレグマを識別します。 <ol><li>手術用顕微鏡の制御下に、実験（ブレグマ、AP -0.5〜1.2ミリメートル、2.5ミリメートルまでのLL -2.3）に使用後部足に体性感覚野の反対をオーバーレイ定位エリア（S1HL）を識別します。 </li></ol></li><li>細いペンで掘削するための穴を定める四角の外形を描く。 <ol><li>骨のタイルを削除する以前に同定された青い正方形に9ミリメートル2穴を開けます。 </li><li>きれいにし、潜在的な骨の出血を吸収する。 </lI&gt; <li>慎重に硬膜を除去し、37.5℃に維持した人工脳脊髄液に浸した外科用スポンジで皮質表面を覆う</li></ol></li><li>電子マイクロマニピュレータに接続されているホルダーに電極マトリクスを修正します。 <ol><li>マイクロコネクタによってプリアンプに行列の先頭を接続します。 </li><li> （それに触れることなく）皮質表面まで（手術用顕微鏡の制御下）を手動で電極マトリクスを駆動します。 </li><li>聴覚信号のアンプのスイッチをオンにします。 </li><li>明確なノイズ音の変化によって通知、連絡先に到達するまで皮質表面に触れ、電子制御により、電極マトリクスを駆動します。 </li><li> 350〜400ミクロンの深さ（皮質IV層）に達するまで、電子制御式のステップ（2ミクロン/ステップ）で電極マトリックスをプルダウン。 </li><li>反対側の後部足に軽いタッチで神経細胞の応答性を確認してください。 </li><li>明確なスパイク応答が観察されるまで、いくつかの更なるステップで深さを調整します。 </li><li>静脈内ガラミンのthriethiodide（20 mg / kgの/時）でラットを麻痺させる。クラーレ麻痺レベル（0.2ミリリットル/ 1時間）を維持するために、実験を通して屈折用量を使用してください。 </li></ol></li></ol> 2。信号の処理<ol><li> [0.1 6000] Hzに、ソフトウェアバンドパスフィルタを設定します。 <ol><li> 32 kHzでサンプリングされた8チャンネル微小電極マトリックスの神経細胞の信号を記録する。 </li></ol></li><li>買収が終了した後、後加工に適したバイナリフォーマットに記録された信号をエクスポートします。 <ol><li> Wave_clusツールボックス11を用いてスパイクのソートの手順を実行します。 </li></ol></li></ol> 3。製造、刺激装置の構成<ol><li>キャップに茎の基礎を接着するミッドレンジスピーカーの表面に直角に（平滑化チップ付き）サボテンの茎をマウントします。 </li><li>プログラムaをスピーカ用の駆動回路に電圧パルスを送達するためのマイクロコントローラ。 <ol><li> （ 図1C参照 ）、現在の毎秒の2パルス対を提供するためのマイクロコントローラをプログラムする。 </li></ol></li><li> （ 図1A参照 ）、基本的な受動部品とL293D Hブリッジを用いてスピーカーとマイクロコントローラを組み立てる。 </li><li> 12 Vの充電式電池にマイクロコントローラを接続します。 </li></ol> 4。刺激プロトコル<ol><li>掌側表面を露出し、関節ねじれを回避し、固体フレームに後足の背側面を接着します。 </li><li>希望の手足/足の位置に刺激装置の先端に配置します。 </li><li>刺激装置のスイッチをオンにします。 </li></ol>オフラインのステップ： 5。スパイク応答の評価<ol><li>記録された各ニューロンは、刺激のシャノン相互情報（MI）を計算する（刺激CAをスパイク活動を誘発tegoryのいずれか1、刺激、または0、無刺激）である。 <ol><li> sは 、刺激カテゴリを表し、rは一定の時間ウィンドウ内で放出されたスパイクの数を表し、|条件付き応答確率p（単数r）を推定する。 </li><li>シャフリング手順を使用して、MIの推定値を補正9を記載した。 </li></ol></li></ol> 6。 LFP応答の評価<ol><li> LFP信号を得るために、周波数範囲[0.1〜100] Hz単位で記録された信号をフィルタ</li><li>コンピュートLFPSNR、LFPの応答性の尺度、参照10で説明したように。 </li></ol> 7。モデル推定<ol><li>フォームのモデルを生成 <img alt="" fo:content-width="2in" height="24" src="/files/ftp_upload/50941/50941eq1.jpg" width="155" /> X引数は&lt;3の異なるLFP機能（X 1 LFP自体を表す場合、<html> EM&gt; X 2その誘導体であり、X 3その誘導体のヒルベルト相）と、以下のようにFが表現されている <img alt="" fo:content-width="2in" height="57" src="/files/ftp_upload/50941/50941eq2.jpg" width="187" /> G係数は線形結合の重みで、fは 、絶対値、電力または各x、iの元の値のいずれかをとる演算子です。 </li><li> 、I）は、ローカル、試行間の基礎適合性の尺度：以下の3つのオブジェクトを使用して、モデルパラメータと演算子を推定するためにNSGAIIアルゴリズムを使用<img alt="" fo:content-width="2in" height="40" src="/files/ftp_upload/50941/50941eq3.jpg" width="149" /> 、N個のSPとN Rは、全体的なスパイクがカウントし、応答ベクトルの長さをそれぞれ表すとき。フィットII）グローバル指標平均応答に基づいてad/50941/50941eq4.jpg &quot;幅=&quot; 205 &quot;/&gt;ここで、NのRESPは 、平均応答の長さを表し、III）モデルの複雑さの尺度は（も参照）10 <img alt="" fo:content-width="2in" height="23" src="/files/ftp_upload/50941/50941eq5.jpg" width="161" /> 。 </li></ol> 8。組織学的確認<ol><li>ラットを生け贄に捧げる。 <ol><li>実験の録音の終了時に、深いガス状の麻酔（イソフルラン2％、4リットル/分）の下で動物を置き、静脈内（ペントバルビタール&gt; 50 mg / kgで、）バルビツール過剰摂取を注入。 </li><li>心停止を待ちます。 </li><li>定位固定装置からラットをアンマウントします。 </li></ol></li><li>灌流。 <ol><li>灌流からの血液や体液を収集するために流域にグリッド上でラットの敷設を配置します。 </li><li>リブの挿入から分離胸骨を切開することで胸郭を開きます。 </li><li>コッカーピンセットで胸骨剣状突起をブロックし、CRを覆すanially胸骨と心臓の上肋骨を分岐させる。 </li><li> 、左心室と右心房を識別心室に（灌流カニューレに接続されている）9ゲージ平滑化、先端の針を配置し、外科細かいハサミで右心房を開きます。 </li><li> 4％のホルマリン溶液（250ml）中の灌流、続いて冷（4℃）ヘパリン化生理溶液（250ml）で灌流を開始する。 </li></ol></li><li>適切な鉗子で頭蓋を開くことで、頭蓋骨から脳を抽出し、10％ホルマリン溶液中で脳を置く。 </li><li>週間後、ミクロトーム（10ミクロン厚）で組織学的スライスを準備します。 </li><li>クレシルバイオレット溶液で脳の冠状および矢状切片を染色する。 </li></ol>

<ol>
	<li>Pesaran, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uncovering+the+Mysterious+Origins+of+Local+Field+Potentials.">Uncovering the Mysterious Origins of Local Field Potentials.</a> Neuron. 61 (1-2), (2009).</li><li>Delmas, P., Hao, J., Rodat-Despoix, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Mechanisms+of+Mechanotrasduction+in+Mammalian+Sensory+Neurons.">Molecular Mechanisms of Mechanotrasduction in Mammalian Sensory Neurons.</a> Nat. Rev. Neurosci. 12, 139-153 (2011).</li><li>Rasch, M. J., Gretton, A., Murayama, Y., Maass, W., Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferring+spike+trains+from+local+field+potentials.">Inferring spike trains from local field potentials.</a> J. Neurophys. 99 (3), 1461-1476 (2008).</li><li>Galindo-Leon, E. E., Liu, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+stimulus-locked+single+unit+spiking+from+cortical+local+field+potentials.">Predicting stimulus-locked single unit spiking from cortical local field potentials.</a> J. Comput. Neurosci. 29 (3), 581-597 (2010).</li><li>Theunissen, F. E., David, S. V., Singh, N. C., Hsu, A., Vinje, W. E., Gallant, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+spatio-temporal+receptive+fields+of+auditory+and+visual+neurons+from+their+responses+to+natural+stimuli.">Estimating spatio-temporal receptive fields of auditory and visual neurons from their responses to natural stimuli.</a> Network. 12 (3), 289 (2001).</li><li>Victor, J. D., Purpura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metric-space+analysis+of+spike+trains:+theory,+algorithms,+and+application.">Metric-space analysis of spike trains: theory, algorithms, and application.</a> Network. 8, 127-164 (1997).</li><li>Foffani, G., Chapin, J. K., Moxon, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computational+Role+of+Large+Receptive+Fields+in+the+Primary+Somatosensory+Cortex.">Computational Role of Large Receptive Fields in the Primary Somatosensory Cortex.</a> J. Neurophysiol. 100 (1), 268-280 (2008).</li><li>Panzeri, S., Senatore, R., Montemurro, M. A., Petersen, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correcting+for+the+sampling+bias+problem+in+spike+train+information+measures.">Correcting for the sampling bias problem in spike train information measures.</a> J. Neurophysiol. 98, 1064-1072 (2007).</li><li>Storchi, R., Zippo, A. G., Caramenti, G. C., Valente, M., Biella, G. E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+Spike+Occurrence+and+Neuronal+Responsiveness+from+LFPs+in+Primary+Somatosensory+Cortex.">Predicting Spike Occurrence and Neuronal Responsiveness from LFPs in Primary Somatosensory Cortex.</a> PLoS ONE. 7 (5), (2012).</li><li>Quiroga, R. Q., Nadasdy, Z., Ben-Shaul, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsupervised+Spike+Detection+and+Sorting+with+Wavelets+and+Superparamagnetic+Clustering.">Unsupervised Spike Detection and Sorting with Wavelets and Superparamagnetic Clustering.</a> Neural Comput. 16, 1661-1687 (2004).</li><li>Deb, K., Agrawal, A., Pratab, A., Meyarivan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+elitist+non-dominated+sorting+genetic+algorithm+for+multi-objective+optimization:+NSGA-II+IEEE.">A fast elitist non-dominated sorting genetic algorithm for multi-objective optimization: NSGA-II IEEE.</a> Trans. Evol. Comput. 6 (2), 181-197 (2000).</li></ol>

著者らは、競合する経済的利益を宣言していません。

この作品は、第一に、迅速かつ空間的に点状の感覚刺激を提供することが可能新しい、シンプルで低コストのデバイスを発表した。そして、ランダム化されたペアのパルス刺激プロトコルとコンピュータ分析のセットが検証されました。全体的な目的は、触覚刺激の間電気生理学的記録におけるLFPスパイク関係を推定するための枠組みを確立することであった。 デバイ?...

信号の文脈では、インパルス応答を処理する力学系の挙動の基本的な特徴づけを提供します。 理想的なインパルス刺激が実際に達成可能ではないが、高周波変位を発生するアクチュエータ要素を使用してそれの合理的な近似値を得ることができる。光触覚振動刺激このタイプの両方の深い皮膚（ 例えば 、高速で応答する高速なパチニ小体を適応）2及び表在性受容体（ 例えば低閾値を徐々にメルケル円盤状の構造体を適応させる）2を対象とすることが知られている。 電流刺激装置、主として圧電アクチュエータは、多くの欠点ではなく、少なくとも共鳴と小さな変位で充電される。これらの欠陥を克服するために、インパルス状の刺激の代替的な実装は、垂直に鈍い先端部（ここではサボテン平滑化チップ）を用いて提案されているミッドレンジスピーカーコーンの膜中央に搭載された。これは、より大きな変位およびより広い周波数スペクトルの利点を提供する。 このような装置の効果的な適用は、依存関係をスパイクするのLFPの関連神経生理学的問題の研究であった。細かく調整されたデバイスは、周辺刺激を提供するために必要とし、これらの電気的事象間の微妙な時間的関連性のために。刺激は、「バックグラウンドノイズ」を低減し、目的の信号をシャープにするために、できるだけ迅速かつ空間的に選択しなければならなかった。この目的のために、刺激装置、および刺激配信プロトコルが共同タスクのために最適化した。本論文では、テクニックを説明し、いくつかの代表的な結果を提示する。 無作為化の対のパルスに基づいて刺激プロトコルは慣れを回避するために設計され、最適化されている。このプロトコルは、古典的なペアの利点を提供パルスをエドと刺激と神経活動の自発的な定期的なバースト間のスプリアス、ロックの可能性を減少させた。 使用してこれは、高速で信頼性の高いLFPとスパイク応答を得るために、刺激の歴史上の両方のLFPとスパイクの依存性に関連したこれらの応答の特別な機能を取り込むことができたペアリングパルスを無作為化。実際、生のLFPの応答から、3 LFPのセットが強く、平均スパイク応答と相関（LFP自体、一次導関数のLFPは、一次導関数と位相）を備えていますが、また、抽出した。 いくつかのメソッドは、LFPは3,4からのスパイクを予測するモデルに合うように提案されている。一般的に、一般的なものはまた、刺激信号からスパイク事象の予測を、最小化/最大化する目的関数を適切に選択することにより、モデルフィッティングプロセスの重要な点で構成されている。目的関数の範囲が提案されてきたがこれらのD（ 例えば相関とコヒーレンス）5はいずれも共同でスパイク応答の全体の複雑さを捉えていない。従って、多目的最適化に基づく新規なフレームワークが導入される。提案考案し、この計算のフレームワークは、それが関係をスパイク強いLFPに基づく予測モデルのセットを推定することが可能であるを使用していることを示しています。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1204">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Microstepper</td>
			<td style="width:348px;">AB Transvertex (Stockholm, Sweden)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:424px;">The microstepper used to pull down the electrode matrix</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">32 channels Cheetah System</td>
			<td style="width:348px;">Neuralynx (MT, USA)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The electrophysiological recording system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L293D h-bridge</td>
			<td style="width:348px;">RS Components (Cinisello Balsamo, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The bridge used to connect the microcontroller to the speaker</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">H21A3 Optical Interrupter Switch</td>
			<td style="width:348px;">Fairchild Semiconductor Corporation (San Jose, California)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The phototransistor used to estabilish the tip displacement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Arduino Uno</td>
			<td style="width:348px;">Arduino (Duemilanove, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The microcontroller used to deliver current pulse to the speaker</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Microelectrode Matrices GB1</td>
			<td style="width:348px;">FHC</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:348px;">Rhodia Organique Fine Ltd.</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The anaestetic used to prepare animals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Stereotaxic apparatus</td>
			<td style="width:348px;">Narishighe (Tokyo, Japan)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Sprague-Dawley male rats</td>
			<td style="width:348px;">Charles River (Calco, LC, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Gallamine thriethiodide</td>
			<td style="width:348px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The compound used to curarize the animals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Cresyl violet</td>
			<td style="width:348px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Topical antiseptics (Betadine 10%)</td>
			<td style="width:348px;">Meda Pharma (Milanm Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Heparine</td>
			<td style="width:348px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:313px;">Formaldehyde</td>
			<td style="width:348px;">Carlo Erba Reagents (Pomigliano Milanese, Milan, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple stimulatory device for evoking point-like tactile stimuli: a searchlight for lfp to spike transitions

現在の神経生理学的研究では、スパイクから局所電場電位（LFPは）までとのLFPからスパイクまで、すなわち遷移で、神経細胞への神経細胞からの信号経路を調査するための方法論の開発を目指しています。 LFPは、スパイク活性に対する複雑な依存性を有し、それらの関係はまだよく理解されている1。これらの信号の関係の解明は臨床診断（脳深部刺激用などの刺激パラダイム）のための正常および病理学的状態（ 例えば 、てんかん、パーキンソン病、慢性疼痛）の神経コーディング戦略をより深く理解するために、両方の参考になる。この目的のために、人は刺激装置、刺激パラダイムとコンピュータ分析に関連する技術的な問題を解決することがあります。そのため、カスタムメイドの刺激装置は、機械的な共振で発生しないだけでなく、空間と時間で調節刺激を提供するために開発されました。その後、例示のように、信頼性のLFPスパイク関係のセットを抽出した。 デバイスの性能は、共同で、ラット一次体性感覚皮質から、適用される刺激に対する応答をスパイクとLFP、細胞外記録を調べた。その後、多目的最適化戦略によって、のLFPに基づいて、スパイク発生の予測モデルを推定した。 このパラダイムの適用は、装置が適切に共通の圧電アクチュエータを上回る高周波触覚刺激を送達するために適していることを示している。デバイスの有効性を証明するものとして、以下の結果が発表されました：1）LFP応答のタイミングと信頼性は、十分にスパイク応答を一致させる、2）のLFPは、刺激の歴史に敏感なだけでなく、平均応答をキャプチャするだけでなく、スパイク活性の試行間の変動と、最後に、3）LFP信号を用いることにより、範囲をoを推定することが可能であるFスパイク活動のさまざまな側面をキャプチャ予測モデル。

先端遠足特長提案された刺激的なデバイスの力学的性質を特徴づけるために、一連の実験を設定した。シリコンフォトトランジスタに結合された赤外発光ダイオードをガリウムヒ素で構成され、特定のデバイスは、先端の変位、変位持続時間及び可能な変位の遅延を評価した。この光遮断スイッチを用いて、我々は、発光ダイオード穴（高さ= 1mm）の刺激装置の端に先端を?...

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A Simple Stimulatory Device for Evoking Point-like Tactile Stimuli: A Searchlight for LFP to Spike Transitions

光力学的末梢刺激に適した刺激をスパイクするために局所電場電位（LFPは）から複雑な移行を解明するためには、建設された。アプリケーションとして、体性感覚皮質から記録されたスパイク活動は多目的最適化戦略により分析した。結果は、提案刺激装置は、ミリ波·ミリの精度で触覚刺激を提供することができたことを証明した。

点状の触覚刺激を思い起こさせるための簡単​​な刺激性デバイス：トランジションスパイクLFP用サーチライト

Current neurophysiological research has the aim to develop methodologies to investigate the signal route from neuron to neuron, namely in the transitions ...

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9.8K ビュー.  National Research Council. 光力学的末梢刺激に適した刺激をスパイクするために局所電場電位（LFPは）から複雑な移行を解明するためには、建設された。アプリケーションとして、体性感覚皮質から記録されたスパイク活動は多目的最適化戦略により分析した。結果は、提案刺激装置は、ミリ波·ミリの精度で触覚刺激を提供することができたことを証明した。 

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A Simple Composite Phenotype Scoring System for Evaluating Mouse Models of Cerebellar Ataxia

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebella ataxia. It is derived from previously published phenotype assessments in several disease models, including spinocerebellar ataxias, Huntington s disease and spinobulbar muscular atrophy. Measures include hind limb clasping, ledge test, gait and kyphosis. Each measure is recorded on a scale of 0-3, with a combined total of 0-12 for all four measures. The results effectively discriminate between affected and non-affected individuals, while also quantifying the temporal progression of neurodegenerative disease phenotypes. Measures may be analyzed individually or combined into a composite phenotype score for greater statistical power. The ideal combination of the four described measures will depend upon the disorder in question. We present an example of the protocol used to assess disease severity in a transgenic mouse model of spinocerebellar ataxia type 7 (SCA7).
Albert R. La Spada and Gwenn A. Garden contributed to this manuscript equally.

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebellar ataxia. Measures include hind limb clasping, ledge test, gait and kyphosis. This protocol effectively discriminates between affected and non-affected individuals, and detects the progression of affected individuals over time.

小脳性運動失調のマウスモデルを評価するための単純な複合表現型のスコアリングシステム

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebella ataxia. It is derived from previously ...

神経科学

The Vermicelli and Capellini Handling Tests: Simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended upon this work to develop a simple quantitative measure of forepaw dexterity that is sensitive to lateralized impairments and age-dependent changes. Rodents learn skillful forepaw and digit movements to manage thin pasta pieces, which they eagerly consume. We have previously described methods for quantifying vermicelli handling in rats and showed that the measures are very sensitive to forelimb impairments resulting from unilateral ischemic lesions, middle cerebral artery occlusions and unilateral striatal dopamine depletion [Allred, R.P., Adkins, D.L., Woodlee, M.T., Husbands, L.C., Maldonado M.A., Kane, J.R., Schallert, T. &amp; Jones, T.A. The Vermicelli Handling Test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats. J. Neurosci. Methods 170, 229-244 (2008)]. Here we present a more detailed protocol for this test in rats and compare it with a newly developed version for mice, the Capellini Handling Test. Rats and mice are videotaped while handling short lengths of uncooked vermicelli or capellini pasta, respectively, with a camera positioned to optimize the view of paw movements. Slow motion video playback allows for the identification of forepaw adjustments, defined as any distinct removal and replacement of the paw, or of any number of digits, on the pasta piece after eating commences. Forepaw adjustments per piece are averaged over trials per each testing session. Repeated testing permits sensitive quantitative analysis of changes in forepaw dexterity over time. Protocols for pre-testing habituation and handling practice, as well as procedures for characterizing atypical handling patterns, are described. Because rats and mice perform the pasta handling tests slightly differently, species-specific differences in administration and scoring of these tests are highlighted. All animal use was in accordance with protocols approved by the University of Texas at Austin Animal Care and Use Committee.

The Vermicelli and Capellini Handling Tests of forepaw dexterity take advantage of the natural inclination of rodents to manipulate food items using skillful forepaw and digit movements. Animals are videotaped while handling short strands of uncooked dry pasta. Slow motion video playback allows for the quantification of forepaw adjustments.

春雨とカッペリーニの処理試験：ラットとマウスの器用な前足の機能の簡単な定量的指標

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

NeuroStar TMSデバイス：うつ病の治療薬としてFDA承認されたプロトコルを実施

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

A Simple Way to Measure Ethanol Sensitivity in Flies

Low doses of ethanol cause flies to become hyperactive, while high doses are sedating. The sensitivity to ethanol-induced sedation of a given fly strain is correlated with that strain s ethanol preference, and therefore sedation is a highly relevant measure to study the genetics of alcohol responses and drinking. We demonstrate a simple way to expose flies to ethanol and measure its intoxicating effects. The assay we describe can determine acute sensitivity, as well as ethanol tolerance induced by repeat exposure. It does not require a technically involved setup, and can therefore be applied in any laboratory with basic fly culture tools.

A simple assay to measure the sedating effects of ethanol on Drosophila flies, based on the loss of righting reflex, is described.

ハエでエタノールの感度を測定するために簡単

Low doses of ethanol cause flies to become hyperactive, while high doses are sedating. The sensitivity to ethanol-induced sedation of a given fly strain ...

Ex utero Electroporation and Whole Hemisphere Explants: A Simple Experimental Method for Studies of Early Cortical Development

Cortical development involves complex interactions between neurons and non-neuronal elements including precursor cells, blood vessels, meninges and associated extracellular matrix. Because they provide a suitable organotypic environment, cortical slice explants are often used to investigate those interactions that control neuronal differentiation and development. Although beneficial, the slice explant model can suffer from drawbacks including aberrant cellular lamination and migration. Here we report a whole cerebral hemisphere explant system for studies of early cortical development that is easier to prepare than cortical slices and shows consistent organotypic migration and lamination. In this model system, early lamination and migration patterns proceed normally for a period of two days in vitro, including the period of preplate splitting, during which prospective cortical layer six forms. We then developed an ex utero electroporation (EUEP) approach that achieves ~80% success in targeting GFP expression to neurons developing in the dorsal medial cortex.
The whole hemisphere explant model makes early cortical development accessible for electroporation, pharmacological intervention and live imaging approaches. This method avoids the survival surgery required of in utero electroporation (IUEP) approaches while improving both transfection and areal targeting consistency. This method will facilitate experimental studies of neuronal proliferation, migration and differentiation.

Ex utero Electroporation and Whole Hemisphere Explants: A Simple Experimental Method for Studies of Early Cortical Development

This protocol describes an improved explant procedure that involves ex utero electroporation, dissection and culture of entire cerebral hemispheres from the embryonic mouse. The preparation facilitates pharmacological studies and assays of gene function during early cortical development.

exの子宮内エレクトロポレーションと全半球植：早期皮質の発達についての研究のための簡単な実験方法

Cortical development involves complex interactions between neurons and non-neuronal elements including precursor cells, blood vessels, meninges and ...

Visualizing the Effects of a Positive Early Experience, Tactile Stimulation, on Dendritic Morphology and Synaptic Connectivity with Golgi-Cox Staining

To generate longer-term changes in behavior, experiences must be producing stable changes in neuronal morphology and synaptic connectivity. Tactile stimulation is a positive early experience that mimics maternal licking and grooming in the rat. Exposing rat pups to this positive experience can be completed easily and cost-effectively by using highly accessible materials such as a household duster. Using a cross-litter design, pups are either stroked or left undisturbed, for 15 min, three times per day throughout the perinatal period. To measure the neuroplastic changes related to this positive early experience, Golgi-Cox staining of brain tissue is utilized. Owing to the fact that Golgi-Cox impregnation stains a discrete number of neurons rather than all of the cells, staining of the rodent brain with Golgi-Cox solution permits the visualization of entire neuronal elements, including the cell body, dendrites, axons, and dendritic spines. The staining procedure is carried out over several days and requires that the researcher pay close attention to detail. However, once staining is completed, the entire brain has been impregnated and can be preserved indefinitely for ongoing analysis. Therefore, Golgi-Cox staining is a valuable resource for studying experience-dependent plasticity.

This paper describes the procedures for tactile stimulation of rat pups and subsequent Golgi-Cox staining of neuronal morphology. Tactile stimulation is a positive experience that is administered in the perinatal period by stroking pups with a household duster. Golgi-cox staining is a reliable procedure permitting the visualization of entire neurons.

ゴルジコックス染色で樹状形態とシナプス接続に関するポジティブ初期の経験、触覚刺激の効果を可視化する

To generate longer-term changes in behavior, experiences must be producing stable changes in neuronal morphology and synaptic connectivity. Tactile ...

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response is a vision-based, reflexive behavior that has been observed in all vertebrates tested. Tadpole eyes are small so the tail flip response was used as alternative measure, which requires a trained technician to record the subtle response. We developed an alternative behavior assay based on the fact that tadpoles prefer to swim on the white side of a tank when placed in a tank with both black and white sides. The assay presented here is an inexpensive, simple alternative that creates a response that is easily measured. The setup consists of a tripod, webcam and nested testing tanks, readily available in most Xenopus laboratories. This article includes a movie showing the behavior of tadpoles, before and after severing the optic nerve. In order to test the function of one eye, we also include representative results of a tadpole in which each eye underwent retinal axotomy on consecutive days. Future studies could develop an automated version of this assay for testing the vision of many tadpoles at once.

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

Xenopus laevis tadpoles prefer swimming on the white side of a black/white tank. This behavior is guided by their vision. Based on this behavior, we present a simple assay to test the visual function of tadpoles.

テスト視機能のための簡単​​な行動アッセイ<em&gt;アフリカツメガエル</em

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response ...

A Simple Alternative to Stereotactic Injection for Brain Specific Knockdown of miRNA

MicroRNAs (miRNAs) are key regulators of gene expression. In the brain, vital processes like neurodevelopment and neuronal functions depend on the correct expression of microRNAs. Perturbation of microRNAs in the brain can be used to model neurodegenerative diseases by modulating neuronal cell death. Currently, stereotactic injection is used to deliver miRNA knockdown agents to specific location in the brain. Here, we discuss strategies to design antagomirs against miRNA with locked nucleotide modifications (LNA). Subsequently describe a method for brain specific delivery of antagomirs, uniformly across different regions of the brain. This method is simple and widely applicable since it overcomes the surgery, associated injury and limitation of local delivery in stereotactic injections. We prepared a complex of neurotropic, cell-penetrating peptide Rabies Virus Glycoprotein (RVG) with antagomir against miRNA-29 and injected through tail vein, to specifically deliver in the brain. The antagomir design incorporated features that allow specific targeting of the miRNA and formation of non-covalent complexes with the peptide. The knock-down of the miRNA in neuronal cells, resulted in apoptotic cell death and associated behavioural defects. Thus, the method can be used for acute models of neuro-degeneration through the perturbation of miRNAs.

MicroRNAs play crucial roles in the brain and are potential targets for modeling neuro-degeneration. However, perturbing miRNA levels is challenging due to the short length of miRNA and inaccessibility of the brain tissue. This video presents a method for antagomir design and brain specific delivery using a neuropeptide in mice.

miRNAの脳特異的ノックダウンのための定位注射への単純な代替

MicroRNAs (miRNAs) are key regulators of gene expression.  In the brain, vital processes like neurodevelopment and neuronal functions depend on the ...

A Simple Flight Mill for the Study of Tethered Flight in Insects

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have shown that flight mills are valuable tools for the experimental study of insect flight behavior, allowing researchers to examine how factors such as age, host plants, or population source can influence an insects' propensity to disperse. Flight mills allow researchers to measure components of flight such as speed and distance flown. Lack of detailed information about how to build such a device can make their construction appear to be prohibitively complex. We present a simple and relatively inexpensive flight mill for the study of tethered flight in insects. Experimental insects can be tethered with non-toxic adhesives and revolve around an axis by means of a very low friction magnetic bearing. The mill is designed for the study of flight in controlled conditions as it can be used inside an incubator or environmental chamber. The strongest points are the very simple electronic circuitry, the design that allows sixteen insects to fly simultaneously allowing the collection and analysis of a large number of samples in a short time and the potential to use the device in a very limited workspace. This design is extremely flexible, and we have adjusted the mill to accommodate different species of insects of various sizes.

Flight in insects is influenced by a number of factors and the propensity to disperse is an important variable in understanding insect ecology and biological control strategies. We describe the construction and use of a simple, relatively inexpensive, and flexible flight mill for measuring parameters of tethered flight in insects.

昆虫における係留飛行の研究のための簡単​​なフライトミル

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have ...

A Simple Approach to Induce Experimental Autoimmune Neuritis in C57BL/6 Mice for Functional and Neuropathological Assessments

Experimental autoimmune neuritis (EAN) is a well-appreciated experimental model of autoimmune peripheral demyelinating diseases. EAN disease is induced by immunizing mice with neurogenic peptides to direct an inflammatory attack toward components of the peripheral nervous system (PNS). Recent advances have enabled the induction of EAN in the relatively resistant C57BL/6 mouse line using myelin protein zero (P0)106-125 or P0180-199 peptides delivered in adjuvant combined with the injection of pertussis toxin. The ability to induce EAN in the C57BL/6 strain allows for the use of the numerous genetic tools that exist on this mouse background, and thus allows the sophisticated study of disease pathogenesis and interrogation of the mechanistic action of novel therapeutics in combination with transgenic approaches. In this study, we demonstrate a simple approach to successfully induce EAN using the P0180-199 peptide in C57BL/6 mice. We also outline a protocol for the assessment of functional deficits that occur in this model, accompanied by an array of neuropathological features. Thus, this model is a powerful experimental model to study the pathogenesis of human peripheral demyelinating neuropathies, and to determine the efficacy of potential therapies that aim to promote myelin repair and protect against nerve damage in autoimmune neuritis.

This report outlines a simple approach to successfully induce experimental autoimmune neuritis (EAN) using the myelin protein zero (P0)180-199 peptide in combination with Freund&#39;s complete adjuvant and pertussis toxin. We present a sophisticated paradigm capable of accurately assessing the extent of functional deficits and neuropathology that occur in this EAN.

機能と神経病理学的評価の c57bl/6 マウスの実験的自己免疫性視神経炎を誘導するための単純なアプローチ

Experimental autoimmune neuritis (EAN) is a well-appreciated experimental model of autoimmune peripheral demyelinating diseases. EAN disease is induced by ...

点状の触覚刺激を思い起こさせるための簡単​​な刺激性デバイス：トランジションスパイクLFP用サーチライト

点状の触覚刺激を思い起こさせるための簡単な刺激性デバイス：トランジションスパイクLFP用サーチライト