This research was supported by funds to FD. MM was supported by an IGERT Fellowship under National Science Foundation Grant No. 0903622. The authors wish to thank the Dolcos Lab members for assistance with data collection and preparation.

1。扁桃体<ol><li> AMYの前方スライス<ol><li>前頭葉と側頭葉の間に白質接続が連続して30見える閾の島が最初に表示されるAMYの最初のスライスを特定します。冠状図では、エイミーの下外側の境界線として、角バンドルを使用しています。 </li><li> AMYの出現のためのランドマークとして視交叉の位置を確認します。周囲のuncusからその初期のスライスでAMYを区別するために、軸方向とサジタルビューを使用します。嗅内エリア32を除外するために、軸方向ビューでエイミーの周りの白質路に従ってください。 </li><li>後方に移動し、前交連エイミーは、その典型的な形状で表示されている両半球28、全体で連続である第1のスライスを識別します。 semianular sulcuの眼底から仮想線、superomedialボーダーとして嗅内溝を使用してAMYを反時計回りにトレーストレース31を完了するために戻って嗅内溝にinferomedial境にAMYの劣る先端、外側縁などの一時的なステムとの白質に沿ってS。 </li></ol></li><li> AMYの後スライス<ol><li>このレベルで、エイミーとHCの両方が同じスライス（S）で表示されていることに注意してください。 </li><li>まだ冠状ビューで、鉤状回、突起および横方向（心室が存在しない場合、または白板）構造が側脳室36の時間的なホーンの内側延長よりも優れているAMYの最後のスライスを識別HCの頭の。正確で一貫性のあるトレースの矢状および軸方向のビューを確認してください。 </li><li>島の劣った円形の溝の底からも淡蒼球と被殻の灰白質と区別AMY 31の上縁として視索に仮想線を描画します。 </li><li>に沿ってたどるsuperomedial境に半月状回と鉤状回32を除外します。側脳室の下角と横描写のための一時的なステムを使用してください。 </li></ol></li><li>前後方向にAMYの連続した​​スライス<ol><li>体系的に上記の関連するガイドラインを使用したAMYスライスごとにトレースします。 AMYの前方部分には、最前方のスライスと同じ境界を使用します。逆に、エイミーの後方部分で、最も後方のスライスと同じ境界を使用しています。 </li><li>定義し、さらにAMYの境界線を調整を助けるために、軸方向とサジタルビューを採用し続けています。 </li></ol></li></ol> 2。海馬<ol><li> HCのローカライズ<ol><li>側脳室の時間的なホーンエイミーの下外側の境界線に沿って表示されたときに、HCのトレースを開始。側脳室の時間的なホーンが前のスライス上に既に存在している場合は、その目に注意してくださいHCのE発症、その後、側脳室が拡大しsuperolaterallyストレッチの時間的なホーンによって示されている。 </li><li>側脳室31の三角にinferomedialその最後の出現とHCのトレースを終了します。常にHCや国境をローカライズ支援するための代替ビューを利用している。 </li></ol></li><li> HCのボーダーの定義<ol><li>一時的なホーンに対して横方向のHCを描く。側脳室の時間的なホーンが十分に知覚でない場合には、それを示すために、セグメンテーションからボクセルの1行を除外します。 </li><li>下方、PHGからのHCを分離するために、心室腔に角度バンドル（またはその延長線）を使用します。上縁として采と一緒に白板を使用してください。全体で同じ定義を使用して、HCをトレースします。 </li><li>さらに、それは内側PHGの白質バンドル、上方整列と国境を接するようにセグメンテーションに鉤状回を含めるuncusの曲線と、およびHC 37から主に水平に延びている。 calcarineの溝が介入するまで後方にトレース、これらの定義を維持する。 </li></ol></li><li> HCの注目に部門<ol><li>頭、胴体、および尾：HCは3つのセグメントに分割することができることに留意されたい。 </li><li> HCテールの外観を示すために、通常、脳弓の下腿の出現と一致する、サイズのHC本体にHCヘッドからの移行、および迅速な昇順と拡大をマークするUNCAL頂点の外観を使用してください23,30,38。 </li></ol></li><li>以下の構造をトレースする際に特に注意してください。 <ol><li>セグメンテーションにおける事後uncusが含まれています。 </li><li>これは低解像度の画像で可能ではないかもしれないが、冠状スライス上のセグメンテーションから白板上の脈絡叢を省略します。 </li><li> Cの尾の混入を避けるために、二つの別のビューを参照してください。audateおよびHCテールの優れた側面の視床枕。 </li><li>最初はそれが肝蛭·シネレアによって海馬尾から分離されている脳弓の下腿のレベルでその出現を記録することによって束状回の混入を避け、より多くのことは後方calcarineの溝32よりも優れて灰白質になる。 </li></ol></li></ol><img alt="図2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig2highres.jpg" width="400" /> 図2。 脳内での実際の位置を示す、本プロトコルを用いてトレースさMTL、その主構造体間の相対位置を表す矢状スライス、 即ち、AMY（赤）、HC（青）、PRC（イエロー） ERC（ピンク）、およびPHC（緑）。 3。海馬傍回<ol><li> PHGの注目に部門<ol><li>尚、PHGのCA前方PHG（ すなわち 、PRCおよびERC）、および後方PHG（ すなわち 、PHC）：nは二つの主要なセグメントに分割する。 </li><li>前眼部において、PRCは、ERCより前に表示され、そのコース全体を通して横方向にそれに隣接することに注意してください。 </li><li> ERCが消えた後、中国はPHGにその場所を包摂し、3ミリメートルのために継続することに注意してください。 </li><li>このセグメントを超えて、PHCが終わり30までPHGの幅を引き継ぐ後部PHGをトレース。 </li></ol></li><li> PHGの前方スライス<ol><li> CS 25,39の出現と中国の最初のスライスを定義します。シュワルベの2脳回が存在する場合、ERCの開始前に、CSの左右のバンクの内側縁から横シュワルベの回の眼底、または内側1のそれに中国をトレースするかの中間点この回25,39が存在しない場合にtemporopolar面背側。 </li><li> ERC 5ミリメートルのAをトレースを開始nterior 40,41島閾へ。 </li><li> AMYが表示された後、優れた端部40、及び半円溝の底のように内側temporopolar溝の底を使用して、ERCをトレースし続ける、あるいは半円溝がある場合は、角の束の延長線が心室空洞を満たしている点25見分けがつかない。それは直接、心室腔または軟膜表面を満たすために下方に延びていることに注意してください。 </li><li>中国とERCの境界をスライスするスライスとは異なる場合があります。 <ol><li> CSは（≥1.5センチメートル） の深されると、その横の銀行25の中間点に、この溝の内側銀行の内側縁からPRCをトレースします。 </li><li> 定期的な CS（1〜センチ深さ）との例では、溝25の横方向の土手の内側の端に担保溝の内側銀行の中間点から領域としてPRCをトレースします。 </li><li>と&lt;EM&gt;浅いCS（&lt;1 cm）は、紡錘状回25のクラウンの中間点に、この溝の底からPRCをトレースします。 </li></ol></li><li> CSが中断されたとき、通常UNCAL頂点のレベルで、その眼底から出てくる小さな回により、横方向溝25の底にPRCをトレースする。投資収益率の目標に応じて白質が含まれるか、除外します。 </li><li> 1.5ミリメートルのUNCAL頂点までの後方、または42 intralimbicus状回が終了するまで、ERCをトレースします。 </li><li>後者の定義は、4.5ミリメートルのUNCAL頂点までの後方、または42 intralimbicus状回が終了するまで、引き続き適用され、その終了後に、ERCの場所を占めるように内側に中国のトレースを拡張します。中国はその後PHC 25,30で置換されている。 </li></ol></li><li> PHGの後スライス<ol><li> Tに4ミリメートルの後部まで、中国の最後にスライス後部にPHCをトレースし始める彼は、HCテール32の端。文献からの代替定義は議論の項に記載されている。もう一度、目標に応じて白質を含めたり除外。 </li><li> ERCの消失した後、中国の後方部分に記載したのと同じ方法を使用してPHCを描く。それが表示されたら、また上縁として基底結節の白質を使用しています。溝30の下縁にsuperomedially PHCを制限calcarineの溝の登場まで、この方法でトレースを継続する。 </li><li>ミニ溝は、セグメンテーションに含め、calcarineの溝の出現の前に表示されますが、calcarineの溝からそれを区別するには慎重でなければなりません。 </li></ol></li></ol>

The authors have no conflicts of interest to declare.

従来、手動セグメンテーションは、多くの研究者によってゴールドスタンダードと考えられてきた。それにもかかわらず、個々の構造の正確な描写は、MTL構造の高度に可変形態学によって複雑、かつ、周囲の神経組織と非神経領域に対するこれらの構造の通常弱いのMR​​Iコントラストによってされています。歴史的に、いくつかのMTL構造についての文献に矛盾する記述があった。 40,41?...

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.
The references were updated from:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D. &amp; Smith, E. E. Neuroimaging studies of working memory: a meta-analysis. Cognitive, Affective &amp; Behavioral Neuroscience. 3(4), 255-274 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>Scheltens, Ph, et al. Atrophyofmedialtemporallobeson MRIin 'probable' Alzheimer's disease and normal ageing: diagnostic value and neuropsychological correlates. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 55(10), 967-972, (1992).</li>
</ol>
to:
<ol start="10">
<li>Wager, T. D., Phan, K. L., Liberzon, I., &amp; Taylor, S. F. Valence, gender, and lateralization of functional brain anatomy in emotion: a meta-analysis of findings from neuroimaging. Neuroimage. 19 (3), 513-31, doi:10.1016/S1053-8119(03)00078-8 (2003).</li>
</ol>
<ol start="14">
<li>de Leon, M. J. et al. Imaging and CSF studies in the preclinical diagnosis of Alzheimer's disease. Annals of the New York Academy of Sciences. 1097, 114-145, doi:10.1196/annals.1379.012 (2007).</li>
</ol>
Table 1 had its legend updated from:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has underestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and Intracranial volume (ICV). For this subject, ICV = 1446616.73 mm3.
to:
Table 1. Representative volumetric results of the bilateral AMY and the HC of a single subject, from manual tracing using the present protocol and automatic segmentation. Automatic segmentation has misestimated the volume of each of the four structures compared. Corrected volume was calculated as the ratio between Voxel volume and ICV. For this subject, ICV = 1599482.11 mm3. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50991/50991table1.jpg" target="_blank">Please click here to view a larger version of this figure.</a>

A correction was made to <a href="/video/50991">A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures</a>. Table 1 and its legend were updated. References 10 and 14 were also updated.

Erratum: A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

内側側頭葉（MTL）は、感覚情報1の最高レベルの統合の推定面積は、対象となる分析を頻繁に対象となっている。例えば、海馬および関連する海馬傍領域は広範囲にメモリの研究2-5に研究されている。また、扁桃体の役割は頻繁に感情処理と感情認知の相互作用6-11調べる研究に強調されている。近年、様々なMTL領域は、12のトレイト人格には個人差にこれらと他の脳領域の構造と機能をリンク人格神経科学の新たな分野で注目されている。 MTL構造の解剖学的構造および機能を評価する特定の構造および機能の異常が、異なるMTL構造において起こり得る変性疾患の診断を容易にする上で重要であることができる。例えば、アルツハイマー病（AD）、有意A嗅内皮質および海馬のトロフィーは、13,14観察することができ、および海馬の萎縮は、AD 15に軽度認知障害からの移行を予測することができます。自動分割アルゴリズムは、最近皮質および皮質下構造をセグメント化するために人気となっているが、任意のツールと​​同様に、これらのプログラムは、必然的に、場合によってはエラーが発生した。このような場合には研究者が知識とMTL構造の解剖学的な境界線を認識するためのガイドラインの両方を装備する必要があります。現存文献における傾向は、海馬16〜19に集中する傾向が多くのプロトコルで、個々のMTLの部分領域を16〜21を対象としてきました。 MTLのトレースに利用可能な公開されたガイドラインのほとんどとは異なり、本プロトコルは、すべてのMTLサブ領域の明確な定位を可能にガイドラインの包括的なセットを提供します。以下MTL構造のトレースガイドラインが説明されています。扁桃体（AMY）、海馬（HC）、鼻周囲皮質（PRC）、嗅内皮質（ERC）、および海馬傍皮質（PHC）。 AMYおよびHCが最初にトレースされ、その後、海馬傍回（PHG）構造が続いている。一般的な用語のHCは HC適切、鉤状回、そしてuncus 22〜24の後区を含むHC形成、を参照するために、ここで使用されていることに注意してください。また、PHG二つのセグメント、前方部分と後方部分に分けることができることに留意されたい。 PHGの前方部分内に、さらに外側および内側前部皮質領域がそれぞれ、PRCおよびERCに対応PHG、に分けることができる。 PHC、PHGの後方部分の皮質領域は、適切な海馬皮質に対応しています。簡略化の理由から、我々は、後方PHGを指すためにPRCおよびERCは、外側及び内側前部PHGを指すために用語を使用し、PHC説明する。 segme各構造用ntationはanterior-posterior/rostro-caudalで[冠状面でスライスごと実行される実際のトレースが続いている他の関連のランドマークと一緒に、前方および後方の境界線の大まかな位置特定で始まる方向。全ての場合において、矢状および軸方向セクションは、密接に解剖学的ランドマークの境界および局在化を補助するために監視される。 そのようなトレースガイドラインの必要性は、自動および手動セグメンテーションプロトコルの出力との間の可能な差異を表示する図面に示されている。現在の視覚的な形式でMTL構造の全てを記載するプロトコルの利点は、境界線の定義に影響を与えることができる解剖学的構造（ 例えば、側副溝[CS]深さ）の変化は、周囲の解剖学的構造（ 例えばによる文脈で説明することができることである、中国とERC内側と外側の境界線は、CS 25の深さに応じて位置が異なる</sアップ&gt;）。これは、単一または別々の構造をトレースして、我々の知る限り、このような視覚的に総合的なガイドラインが存在しない未経験トレーサーまたは経験豊富なトレーサーに明らかか理解できないかもしれません。 この議定書は、以前の調査は、構造磁気共鳴（MR）イメージングにおける最近の開発によって許可され、より高解像度の脳画像に適応し、感情26のメモリ増強効果にMTLのサブ領域からの差動貢献を特定する際に、MTLのトレースに使用する指針の明示的な表示である。トレースは3T MRスキャナを使用して、健康なボランティア（女性、24歳）から得たスキャンで示されている。 AC-PCへの取り込み角と平行して、解剖学的画像は3D MPRAGE（ボクセルサイズ= 1×0.5×0.5ミリメートル、TE = 2.26ミリ秒;; FOV = 256×256ミリメートル、TR = 1800ミリ秒）として取得された。画像データは、例えば、斜め方向など異なる取り込み角度で取得された場合、データがあるべきでREG解剖学的ランドマークの説明が適切に翻訳するように、AC-PCに対して平行または垂直の向きにridded。画像は、マニュアルトレース用のセグメント化ソフトウェア27にNIFTI形式や入力に翻訳されました。現在のプロトコルで使用されるスキャンデータは、治験審査委員会により承認された研究の一部であり、書面による同意を提供し、ボランティアとして回収した。 これらの構造18-22,28-31のための様々な個別のトレーシング·プロトコルから、だけでなく、解剖学的な分析とアトラス23,32,33から情報を描画することにより、この議定書は、現存する文献の不整合に対処するガイドラインの包括的なセットを提供します。添付映像資料によって補完、この作業は、MTL構造をより明確に理解を促進し、MTLのトレースの主な方法として、あるいはsupplementaのいずれかとして、手動分割を採用する中で、今後の研究の興味をかき立てることが期待されている自動分割へRY法。 MTLの解剖学的構造を理解するための、正確で直感的、かつ便利なガイドを提供することにより、このプロトコルは、研究者が一部だけMTL構造が具体的な分析対象とされている場合でも、その隣接構造と比較して、すべてのMTLの小領域の位置を特定するのに役立ちます。これはローカライズ精度が向上しますだけでなく、トレーサーがMTLに可能性が高い形態学的変化、例に情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。これらのガイドラインは、健康的なグループで、体積の分析と脳異常検出だけでなく、機能的、解剖学的、およびtractographic分析のための手順をローカライズなど、MTLの構造的および/または機能的MRIの調査を伴う研究に適用することができます。本プロトコルは、主要な解剖学的標識は、比較的保存されている場合、（萎縮例えば 、患者）の患者のためにMTL構造のセグメンテーションを通知するために使用することができる。臨床対象のトレースS &#39;のデータが萎縮および/または解剖学的変化の重症度に応じて、追加の時間と労力がかかることがあります。 これは、ROIを定義する際に脳回と皮質の違いを考慮することが重要である。皮質が問題だ灰色に言及しているが、解剖学的に、ここ状回は、白質と灰白質の両方を指す。 ROIの使用目的に応じて、セグメンテーションは、白質を含むか、それを除外することがあります。 私たちは、一度に連続して実行されるトレース、下部構造によって下部構造、一方の半球をお勧めします。特定のソフトウェアパッケージ34は、後続のスライス、プロセスを高速化機能の上に貼り付ける1スライス上に概説され、国境をトレースすることができます。それは、必要に応じて（解剖学的ランドマークを検出する際に、 例えば ）双方間の一貫性をチェックするために、反対側の半球を参照するためには、常にお勧めします。 2半球内の同じ構造の別の方法として、並列トレースsが行うこともできる。にかかわらず、プロセスが完了すると、トレースが、順次または並列であるかどうかに、トレーサーは最終結果を再確認し、必要に応じて調整を行い、両半球および複数の平面図を参照する必要があります。トレーサーの経験と撮影データの解像度に応じて、健常者データのためのMTLの手動セグメント化は、8〜10時間以上から、初心者トレーサーの場合、3〜4時間後に、取り込むことができる経験豊富な1例。 <img alt="図1" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/50991/50991fig1highres.jpg" width="400" /> 現在のプロトコルを使用して、トレースされた中央構造線の図1。の3Dの概要、ここに示された構造は、AMY（赤）、HC（青）、中国（黄）、ERC（ピンク）、およびPHC（緑）である。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="836">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ITK-SNAP</td>
			<td>ITK-SNAP Team at University of Pennsylvania and University of Utah</td>
			<td>ITK-SNAP v2.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FSL</td>
			<td>Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain (FMRIB) Analysis Group</td>
			<td>FSL v4.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">3T Siemens Trio MR Scanner</td>
			<td>Siemens</td>
			<td>3T Trio</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a comprehensive protocol for manual segmentation of the medial temporal lobe structures

扁桃体、海馬、および関連する海馬領域（鼻周囲、 嗅内、適切な海馬）：本稿では内側側頭葉（MTL）を含む脳領域のセットを手動でトレースするための包括的なプロトコルについて説明します。利用可能な他のほとんどのトレースプロトコルとは異なり、通常は特定のMTL領域（ 例えば 、扁桃体および/ ​​または海馬）に焦点を当て、現在のトレースガイドラインが採択した統合的な視点は、すべてのMTLサブ領域を明確に局所化することができます。現存トレースプロトコルが別々に様々なMTL構造、組織学的レポート、および脳の地図帳をターゲットとし、説明の映像資料の補​​数を含む、さまざまなソースからの情報を統合することによって、本プロトコルは、理解のために、正確で直感的、かつ便利なガイドを提供していますMTLの解剖学。このようなトレースガイドラインの必要性また、自動と手動のセグメンテーションプロトコル間の可能性の違いを示すことで強調されている。この知識は問わず、健康と臨床グループで、だけでなく、構造的なMRIの調査に関連する研究だけでなく、構造的·機能的な共局在し、解剖学的に定義されたROIからのfMRI信号抽出に向かって適用することができます。

手動および自動セグメント間の可能な違いの実例 AMY、HC、PRC、ERC及びPHCの手動セグメンテーションの3Dモデルを図1に示されており、セグメント化のサジタル断面が図2に示されている。手動と自動との間の可能な極端な違いを説明する目的のためにトレーシングは、誤った自動化されたセグメント化を担当者対象からAMYのスライスは...

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A Comprehensive Protocol for Manual Segmentation of the Medial Temporal Lobe Structures

The present work provides a comprehensive set of guidelines for manually tracing the medial temporal lobe (MTL) structures. This protocol can be applied to research involving structural and/or combined structural-functional magnetic resonance imaging (MRI) investigations of the MTL, in both healthy and clinical groups.

内側側頭葉構造の手動分割のための総合的なプロトコル

The present paper describes a comprehensive protocol for manual tracing of the set of brain regions comprising the medial temporal lobe (MTL): amygdala, ...

a-comprehensive-protocol-for-manual-segmentation-medial-temporal-lobe

Research

JoVE Journal

Neuroscience

20.1K ビュー.  University of Illinois Urbana-Champaign. The present work provides a comprehensive set of guidelines for manually tracing the medial temporal lobe (MTL) structures. This protocol can be applied to research involving structural and/or combined structural-functional magnetic resonance imaging (MRI) investigations of the MTL, in both healthy and clinical groups.

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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 ...

神経科学

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory bulb1-5. Olfactory information in the external world is transmitted to the antennal lobe by olfactory sensory neurons (OSNs), which segregate to distinct regions of neuropil called glomeruli according to the specific olfactory receptor they express. Here, OSN axons synapse with both local interneurons (LNs), whose processes can innervate many different glomeruli, and projection neurons (PNs), which convey olfactory information to higher olfactory brain regions.
Optical imaging of the activity of OSNs, LNs and PNs in the antennal lobe - traditionally using synthetic calcium indicators (e.g. calcium green, FURA-2) or voltage-sensitive dyes (e.g. RH414) - has long been an important technique to understand how olfactory stimuli are represented as spatial and temporal patterns of glomerular activity in many species of insects6-10. Development of genetically-encoded neural activity reporters, such as the fluorescent calcium indicators G-CaMP11,12 and Cameleon13, the bioluminescent calcium indicator GFP-aequorin14,15, or a reporter of synaptic transmission, synapto-pHluorin16 has made the olfactory system of the fruitfly, Drosophila melanogaster, particularly accessible to neurophysiological imaging, complementing its comprehensively-described molecular, electrophysiological and neuroanatomical properties2,4,17. These reporters can be selectively expressed via binary transcriptional control systems (e.g. GAL4/UAS18, LexA/LexAop19,20, Q system21) in defined populations of neurons within the olfactory circuitry to dissect with high spatial and temporal resolution how odor-evoked neural activity is represented, modulated and transformed22-24.
Here we describe the preparation and analysis methods to measure odor-evoked responses in the Drosophila antennal lobe using G-CaMP25-27. The animal preparation is minimally invasive and can be adapted to imaging using wide-field fluorescence, confocal and two-photon microscopes.

Calcium Imaging of Odor-evoked Responses in the Drosophila Antennal Lobe

We describe an established technique to measure and analyze odor-evoked calcium responses in the antennal lobe of living Drosophila melanogaster.

の臭気誘発応答のカルシウムイメージングショウジョウバエ触角葉

The antennal lobe is the primary olfactory center in the insect brain and represents the anatomical and functional equivalent of the vertebrate olfactory ...

Preparation of Parasagittal Slices for the Investigation of Dorsal-ventral Organization of the Rodent Medial Entorhinal Cortex

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of membrane ion channels that determine how they respond to synaptic inputs. However, the relationship between these cellular properties and neuronal function in behaving animals is not well understood. One approach to this problem is to investigate topographically organized neural circuits in which the position of individual neurons maps onto information they encode or computations they carry out1. Experiments using this approach suggest principles for tuning of synaptic responses underlying information encoding in sensory and cognitive circuits2,3.
The topographical organization of spatial representations along the dorsal-ventral axis of the medial entorhinal cortex (MEC) provides an opportunity to establish relationships between cellular mechanisms and computations important for spatial cognition. Neurons in layer II of the rodent MEC encode location using grid-like firing fields4-6. For neurons found at dorsal positions in the MEC the distance between the individual firing fields that form a grid is on the order of 30 cm, whereas for neurons at progressively more ventral positions this distance increases to greater than 1 m. Several studies have revealed cellular properties of neurons in layer II of the MEC that, like the spacing between grid firing fields, also differ according to their dorsal-ventral position, suggesting that these cellular properties are important for spatial computation2,7-10.
Here we describe procedures for preparation and electrophysiological recording from brain slices that maintain the dorsal-ventral extent of the MEC enabling investigation of the topographical organization of biophysical and anatomical properties of MEC neurons. The dorsal-ventral position of identified neurons relative to anatomical landmarks is difficult to establish accurately with protocols that use horizontal slices of MEC7,8,11,12, as it is difficult to establish reference points for the exact dorsal-ventral location of the slice. The procedures we describe enable accurate and consistent measurement of location of recorded cells along the dorsal-ventral axis of the MEC as well as visualization of molecular gradients2,10. The procedures have been developed for use with adult mice (&gt; 28 days) and have been successfully employed with mice up to 1.5 years old. With adjustments they could be used with younger mice or other rodent species. A standardized system of preparation and measurement will aid systematic investigation of the cellular and microcircuit properties of this area.

We describe procedures for preparation and electrophysiological recording from brain slices that maintain the dorsal-ventral axis of the medial entorhinal cortex (MEC). Because neural encoding of location follows a dorsal-ventral organization within the MEC, these procedures facilitate investigation of cellular mechanisms important for navigation and memory.

げっ歯類の内側嗅内皮質の背腹軸機構の調査のための矢状スライスの作成

Computation in the brain relies on neurons responding appropriately to their synaptic inputs. Neurons differ in their complement and distribution of ...

Manual Drainage of the Zebrafish Embryonic Brain Ventricles

Cerebrospinal fluid (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is present during early vertebrate embryonic development and persists throughout life. Adult CSF is thought to cushion the brain, remove waste, and carry secreted molecules1,2. In the adult and older embryo, the majority of CSF is made by the choroid plexus, a series of highly vascularized secretory regions located adjacent to the brain ventricles3-5. In zebrafish, the choroid plexus is fully formed at 144 hours post fertilization (hpf)6. Prior to this, in both zebrafish and other vertebrate embryos including mouse, a significant amount of embryonic CSF (eCSF) is present . These data and studies in chick suggest that the neuroepithelium is secretory early in development and may be the major source of eCSF prior to choroid plexus development7.
eCSF contains about three times more protein than adult CSF, suggesting that it may have an important role during development8,9. Studies in chick and mouse demonstrate that secreted factors in the eCSF, fluid pressure, or a combination of these, are important for neurogenesis, gene expression, cell proliferation, and cell survival in the neuroepithelium10-20. Proteomic analyses of human, rat, mouse, and chick eCSF have identified many proteins that may be necessary for CSF function. These include extracellular matrix components, apolipoproteins, osmotic pressure regulating proteins, and proteins involved in cell death and proliferation21-24. However, the complex functions of the eCSF are largely unknown.
We have developed a method for removing eCSF from zebrafish brain ventricles, thus allowing for identification of eCSF components and for analysis of the eCSF requirement during development. Although more eCSF can be collected from other vertebrate systems with larger embryos, eCSF can be collected from the earliest stages of zebrafish development, and under genetic or environmental conditions that lead to abnormal brain ventricle volume or morphology. Removal and collection of eCSF allows for mass spectrometric analysis, investigation of eCSF function, and reintroduction of select factors into the ventricles to assay their function. Thus the accessibility of the early zebrafish embryo allows for detailed analysis of eCSF function during development.

We present a method to collect cerebrospinal fluid (CSF) and to create a system which lacks CSF within the embryonic zebrafish brain ventricular system. This allows for further examination of CSF composition and its requirement during embryonic brain development.

ゼブラフィッシュ胚の脳室の手動排水

Cerebrospinal fluid  (CSF) is a protein rich fluid contained within the brain ventricles. It is  present during early vertebrate embryonic development and ...

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

All organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is especially important in insects, which use their olfactory systems to respond to, and discriminate amongst, complex odor stimuli. These odors elicit behaviors that mediate processes such as reproduction and habitat selection1-3. Additionally, chemical sensing by insects mediates behaviors that are highly significant for agriculture and human health, including pollination4-6, herbivory of food crops7, and transmission of disease8,9. Identification of olfactory signals and their role in insect behavior is thus important for understanding both ecological processes and human food resources and well-being.
	To date, the identification of volatiles that drive insect behavior has been difficult and often tedious. Current techniques include gas chromatography-coupled electroantennogram recording (GC-EAG), and gas chromatography-coupled single sensillum recordings (GC-SSR)10-12. These techniques proved to be vital in the identification of bioactive compounds. We have developed a method that uses gas chromatography coupled to multi-channel electrophysiological recordings (termed 'GCMR') from neurons in the antennal lobe (AL; the insect's primary olfactory center)13,14. This state-of-the-art technique allows us to probe how odor information is represented in the insect brain. Moreover, because neural responses to odors at this level of olfactory processing are highly sensitive owing to the degree of convergence of the antenna's receptor neurons into AL neurons, AL recordings will allow the detection of active constituents of natural odors efficiently and with high sensitivity. Here we describe GCMR and give an example of its use.
	Several general steps are involved in the detection of bioactive volatiles and insect response. Volatiles first need to be collected from sources of interest (in this example we use flowers from the genus Mimulus (Phyrmaceae)) and characterized as needed using standard GC-MS techniques14-16. Insects are prepared for study using minimal dissection, after which a recording electrode is inserted into the antennal lobe and multi-channel neural recording begins. Post-processing of the neural data then reveals which particular odorants cause significant neural responses by the insect nervous system.
	Although the example we present here is specific to pollination studies, GCMR can be expanded to a wide range of study organisms and volatile sources. For instance, this method can be used in the identification of odorants attracting or repelling vector insects and crop pests. Moreover, GCMR can also be used to identify attractants for beneficial insects, such as pollinators. The technique may be expanded to non-insect subjects as well.

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings GCMR in the Insect Antennal Lobe

Olfactory cues mediate many different behaviors in insects, and are often complex mixtures comprised of tens to hundreds of volatile compounds. Using gas chromatography with multi-channel recording in the insect antennal lobe, we describe a method for the identification of bioactive compounds.

昆虫の触角葉でガスクロマトグラフィー - マルチユニットレコーディング（GCMR）を使用して、嗅覚揮発性物質の同定

All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has been heavily studied. While many imaging studies treat the hippocampus as a single unitary neuroanatomical structure, it is, in fact, composed of several subfields that have a complex three-dimensional geometry. As such, it is known that these subfields perform specialized functions and are differentially affected through the course of different disease states. Magnetic resonance (MR) imaging can be used as a powerful tool to interrogate the morphology of the hippocampus and its subfields. Many groups use advanced imaging software and hardware (&#62;3T) to image the subfields; however this type of technology may not be readily available in most research and clinical imaging centers. To address this need, this manuscript provides a detailed step-by-step protocol for segmenting the full anterior-posterior length of the hippocampus and its subfields: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus (DG), strata radiatum/lacunosum/moleculare (SR/SL/SM), and subiculum. This protocol has been applied to five subjects (3F, 2M; age 29-57, avg. 37). Protocol reliability is assessed by resegmenting either the right or left hippocampus of each subject and computing the overlap using the Dice&#39;s kappa metric. Mean Dice&#39;s kappa (range) across the five subjects are: whole hippocampus, 0.91 (0.90-0.92); CA1, 0.78 (0.77-0.79); CA2/CA3, 0.64 (0.56-0.73); CA4/dentate gyrus, 0.83 (0.81-0.85); strata radiatum/lacunosum/moleculare, 0.71 (0.68-0.73); and subiculum 0.75 (0.72-0.78). The segmentation protocol presented here provides other laboratories with a reliable method to study the hippocampus and hippocampal subfields in vivo using commonly available MR tools.

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The goal of this manuscript is to study the hippocampus and hippocampal subfields using MRI. The manuscript describes a protocol for segmenting the hippocampus and five hippocampal substructures: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus, strata radiatum/lacunosum/moleculare, and subiculum.

高解像度<em&gt;インビボ</em&gt; 3T磁気共鳴画像を用いたヒト海馬サブフィールドのためのマニュアルセグメンテーションプロトコル

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

A Simple One-step Dissection Protocol for Whole-mount Preparation of Adult Drosophila Brains

There is an increasing interest in using Drosophila to model human brain degenerative diseases, map neuronal circuitries in adult brains, and study the molecular and cellular basis of higher brain functions. A whole-mount preparation of adult brains with well-preserved morphology is critical for such whole brain-based studies, but can be technically challenging and time-consuming. This protocol describes an easy-to-learn, one-step dissection approach of an adult fly head in less than 10 s, while keeping the intact brain attached to the rest of the body to facilitate subsequent processing steps. The procedure helps remove most of the eye and tracheal tissues normally associated with the brain that can interfere with the later imaging step, and also places less demand on the quality of the dissecting forceps. Additionally, we describe a simple method that allows convenient flipping of the mounted brain samples on a coverslip, which is important for imaging both sides of the brains with similar signal intensity and quality. As an example of the protocol, we present an analysis of dopaminergic (DA) neurons in adult brains of WT (w1118) flies. The high efficacy of the dissection method makes it particularly useful for large-scale adult brain-based studies in Drosophila.

A Simple One-step Dissection Protocol for Whole-mount Preparation of Adult Drosophila Brains

The adult Drosophila brain is a valuable system for studying neuronal circuitry, higher brain functions, and complex disorders. An efficient method to dissect whole brain tissue from the small fly head will facilitate brain-based studies. Here we describe a simple, one-step dissection protocol of adult brains with well-preserved morphology.

大人のホールマウントの準備のためのシンプルなワンステップ解剖プロトコル<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;ブレインズ

There is an increasing interest in using Drosophila to model human brain degenerative diseases, map neuronal circuitries in adult brains, and study the ...

Exposure of the Pig CNS for Histological Analysis: A Manual for Decapitation, Skull Opening, and Brain Removal

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to non-human primates. The large brain size of the pig allows the use of conventional clinical brain imagers and the direct use and testing of neurosurgical procedures and equipment from the human clinic. Further macroscopic and histological analysis, however, requires postmortem exposure of the pig central nervous system (CNS) and subsequent brain removal. This is not an easy task, as the pig CNS is encapsulated by a thick, bony skull and spinal column. The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and the pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

The goal of this paper and instructional video is to describe how to expose and remove the postmortem pig brain and pituitary gland in an intact state, suitable for subsequent macroscopic and histological analysis.

組織学的分析のための豚CNSの露出：斬首、スカルオープニングのためのマニュアル、および脳の取り外し

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in neurocognitive disorders. Despite the popularization of prepulse inhibition (PPI) in recent years, many current protocols promote using a percent of control measure, thereby precluding the assessment of temporal processing. The present study used cross-modal PPI and gap prepulse inhibition (gap-PPI) to demonstrate the benefits of employing a range of interstimulus intervals (ISIs) to delineate effects of sensory modality, psychostimulant exposure, and age. Assessment of sensory modality, psychostimulant exposure, and age reveals the utility of an approach varying the interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function, including increases (sharper curve inflections) or decreases (flattening of the response amplitude curve) in startle amplitude. Additionally, shifts in peak response inhibition, suggestive of a differential sensitivity to the manipulation of ISI, are often revealed. Thus, the systematic manipulation of ISI affords a critical opportunity to evaluate temporal processing, which may reveal the underlying neural mechanisms involved in neurocognitive disorders.

Temporal processing, a preattentive process, may underlie deficits in higher-level cognitive processes, including attention, commonly observed in neurocognitive disorders. Using prepulse inhibition as an exemplar paradigm, we present a protocol for manipulating interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function to provide an assessment of temporal processing.

刺激間隔の齧歯動物の一時的な処理の評価のための力

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Stochastic Noise Application for the Assessment of Medial Vestibular Nucleus Neuron Sensitivity In Vitro

Galvanic vestibular stimulation (GVS) has been shown to improve balance measures in individuals with balance or vestibular impairments. This is proposed to be due to the stochastic resonance (SR) phenomenon, which is defined as application of a low-level/subthreshold stimulus to a non-linear system to increase detection of weaker signals. However, it is still unknown how SR exhibits its positive effects on human balance. This is one of the first demonstrations of the effects of sinusoidal and stochastic noise on individual neurons. Using whole-cell patch clamp electrophysiology, sinusoidal and stochastic noise can be applied directly to individual neurons in the medial vestibular nucleus (MVN) of C57BL/6 mice. Here we demonstrate how to determine the threshold of MVN neurons in order to ensure the sinusoidal and stochastic stimuli are subthreshold and from this, determine the effects that each type of noise has on MVN neuronal gain. We show that subthreshold sinusoidal and stochastic noise can modulate the sensitivity of individual neurons in the MVN without affecting basal firing rates.

Galvanic vestibular stimulation in humans exhibits improvements in vestibular function. However, it is unknown how these effects occur. Here, we describe how to apply sinusoidal and stochastic electrical noise and evaluate appropriate stimulus amplitudes in individual medial vestibular nucleus neurons in the C57BL/6 mouse.

インビトロにおける中間前庭核感受性の評価のための確率的ノイズアプリケーション

Galvanic vestibular stimulation (GVS) has been shown to improve balance measures in individuals with balance or vestibular impairments. This is proposed ...