著者らはまた、微調整での自分の仕事は、このアッセイのためのクリス·バーナー、スティーブン·マッキニー、ローラ·トービン、ジェニーGilbreath、アシュリーOlley、ミーガンホッファー、そしてミーガンハイドへの感謝の意を表したいと思います。

1。個々の製造は、歩行アッセイのためのハエ<ol><li>転送は優しく、個々の空のバイアルを活用し、綿栓でバイアルをキャップで飛ぶ。ハエは、観察の前に邪魔されずに20〜30分に座ることができます。それは、これまでの研究は、無麻酔ハエ14と比較して、麻酔露出が動作を変更することができます発見したように前に行動観察時間以内にハエを麻酔しないことが重要です。 </li><li>静かにバイアルからハエをタップし、空気通路を可能にするために、小さなスリット（5ミリメートル高）直径5cmのペトリ皿のカバーの下に個々のハエを置く。下から照明し、ペトリ皿の上に取り付けられたカメラを使ってハエを観察します。 </li></ol> 2。個々の準備は、発作アッセイのためにハエ<ol><li> 2日齢の発作に敏感なハエを養う標準酵母/コーンミール/寒天培地または標準のメディアのいずれかの薬剤と直接混合。ここに提示されたデータについては、ハエは1合のどちらかを与えたfは、標準培地または標準培地1gのメトホルミン25mgの混合した。 </li><li>ハエは、個々の空のバイアルに優しいタップして、それらを転送し、綿栓でバイアル、キャップ、メディアまたはメディア+薬剤に2日間飼育した後。ハエは、観察前に20分間静置することができます。それは、これまでの研究は、無麻酔ハエ14と比較して、麻酔露出が動作を変更することができます発見したように前に行動観察時間以内にハエを麻酔しないことが重要です。 </li><li> 10秒間、最高の設定を使用してラボボルテックス上で単一のフライを含む渦個々のバイアル。直接紙の上に取り付けウェブカメラ下の白紙白いシートに固定化されたフライを置きます。 </li></ol> 3。録画<ol><li> HandyAviソフトウェアプログラムを用いて、移動またはSLA録音<a href="http://www.azcendant.com/download.htm">http://www.azcendant.com/download.htmを</a> 。このプログラムは、Webカメラを使用していますユーザ設定に基づいて画像を取り込む。 </li><li>ウィンドウが開いたら、[キャプチャ]タブの下のタイムラプス画像のオプションを選択して、キャプチャデバイスとしてWebカメラを選択します。ほとんどの実験のために640×480のビデオフレームサイズが適切である。 </li><li>圧縮のためにインテルIYUVコーデックを選択して、発作のアッセイのための0.1秒/フレームを選択するか、移動アッセイのための0.1〜0.5秒/フレームを選択します。 [詳細設定]タブでは、各キャプチャに。BMPイメージファイルを作成する]を選択し、それが（画像スタック）かかり、画像を保存するためのプログラムのフォルダを選択します。 </li><li>紙に死んだハエを配置します。ビデオの設定]ボックスをクリックして、明るい白の背景と暗いフライとの明確なコントラストが存在するようにデバイスの設定]タブの下で設定を調整します。 </li><li>録音を開始し、スタートボタンをクリックします。記録期間が終了すると、[停止]ボタンをクリックします。画像スタックは、現在選択されたフォルダにある必要があります。注意：録音する前に、必ずFOL画像スタックのために選択されたデルは空です。 </li></ol> 4。 ImageJのを使用したデータ分析<ol><li>でダウンロードすることができるオープンNIHのない画像処理ソフトImageJを、 <a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html">http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</a> 。注：で示されるようにプログラムをダウンロードすることに加えて、Multitrackerプラグインは、ダウンロードしてインストールする必要があり<a href="http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html">http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</a> 。 </li><li> [ファイル]タブをクリックし、[インポート]→[画像シーケンスを選択することにより、ImageJのに画像スタックをインポートします。 <ol><li>画像スタックが含まれているフォルダを選択し、画像のいずれかをハイライト表示し、[開く]を選択します。シーケンスのオプションダイアログボックスが開きます。数値的にソート名をクリックし、[OK]を選択し、画像スタックはImageJのにロードされます。 </li></ol></li><li>しきい値すべての画像はそれぞれ、フライた状態で、白い背景で構成されていますように、黒い点に換算。このプロセスを開始するには、画像は画像タブの下にタイプ→8ビットを選択することにより、8ビットの形式に変換します。 <ol><li>再び[イメージ]タブをクリックし、→しきい値を調整を選択します。これは、ポイントを遮断しきい値を調整することが可能なしきい値ダイアログボックスを開きます。 </li><li>余分な黒い点があるかどうか、スライスは黒い点が欠けているかどうかを確認するために、画像をスキャン。この場合、問題を軽減するために閾値を調整する。通常、しきい値は、適切な値にプログラムのデフォルトのように調整する必要はありません。 注：スタック内のすべてのスライドがハエの位置を表すだけで1黒い点があるはずです。 </li><li>しきい値ダイアログボックスで、[適用]を選択し、ダイアログボックスをマスクに変換が開きます。いずれかのオプションをクリックしますが、単純にしきい値に画像スタックを[OK]をクリックしないでください。 </li></ol></li><li>画像スタックを閾値た後、するために、プラグイン]タブでMultitrackerプラグインを選択ピクセル単位でハエの動きを測定します。オブジェクトトラッカーダイアログボックスが表示されます。 <ol><li>ダイアログボックスで指定された4つのオプションのすべてをクリックし、[OK]を選択します。 Multitrackerプラグインは、各スライスに黒い点に座標を添付し、結果ウィンドウだけでなく、ピクセル単位での総経路長は、これらのリストが表示されます。パスウィンドウはハエがかかったパスのグラフィック表示を提供します。 </li><li>結果ウィンドウからx座標とy座標のリストをコピーして、Excelスプレッドシートにデータを貼り付ける。スタック内の任意のスライドには、その中に黒い点がない場合、Multitrackerプログラムがそのスライドで停止します。この問題が発生した場合、それは問題のスライド内の黒い点のようにフライレジスタのことを確認するために4.2および再しきい値スタックの処理に戻ることが必要である。 </li></ol></li><li>白紙白いワンピースに1センチメートル離れている2ドットの別々の画像を撮影すると、パスがCMにピクセルから長変換す​​るために。 <ol><li>上記に従ってください工程（3.1-4.4.2）において、xを決定するために、yのピクセルは、2つの点の座標とセンチメートルに対応する画素の数を決定するためにこの情報を使用する。この変換係数は、cm単位の動きデータを生成するステップ5で使用される。注：これが行われると、それはすべての将来の記録のために固定カメラを保つことが重要である。カメラが移動または調整されるたびに、一cmの画素を変換するためにこの手順を繰り返す必要がある。 </li><li>身体位置および光強度/反射のわずかな変動は、画像を閾値処理するときに生成されるブラックドットのサイズと中心に影響するため、Multitrackerプラグインによって生成されるパスの長さは、動きを過大評価する。このノイズは、ハエの動きを正確に推定を得るために除去されなければならない。 </li></ol></li></ol> 5。 Excelを使用したデータ分析<ol><li> Xシリーズをインポートすることで、記録されたデータからノイズを除去、YはMultitracker PRによって生成された座標フライ分析、著者が作成したExcelのVisual Basicプログラムにogram。 （プログラムは、著者に接触させることによって提供されています。） </li><li>ミーボタンをクリックし、カットオフしきい値を選択します。 SLAの分析0.5 cm /秒のしきい値を選択するか、運動解析のための0.1〜0.3センチメートル/秒の間の値を選択します。 [OK]をクリックすると、プログラムは、速度、時間と移動距離を計算します。注意：このプログラムは、順次0.5〜1.0秒のビン内のデータを評価するためにスライディングウィンドウ解析を使用し、そのウィンドウの間に速度を算出する。ユーザー定義のカットオフ以上のものは、フライの動きとして扱われます。 </li></ol>

<ol>
	<li>Stone, B., Evans, L., Coleman, J., Kuebler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+and+pharmacological+manipulations+that+alter+metabolism+suppress+seizure-like+activity+in.">Genetic and pharmacological manipulations that alter metabolism suppress seizure-like activity in.</a> 1496, 94-103 (2013).</li><li>Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+mutants+of+Drosophila+isolated+by+countercurrent+distribution.">Behavioral mutants of Drosophila isolated by countercurrent distribution.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 58, 1112-1119 (1967).</li><li>Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+as+a+model+for+epilepsy:+bss+is+a+gain-of-function+mutation+in+the+para+sodium+channel+gene+that+leads+to+seizures.">Drosophila as a model for epilepsy: bss is a gain-of-function mutation in the para sodium channel gene that leads to seizures.</a> Genetics. , 187-534 (2011).</li><li>Hardie, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+AMP-activated+protein+kinase+in+the+metabolic+syndrome+and+in+heart+disease.">Role of AMP-activated protein kinase in the metabolic syndrome and in heart disease.</a> FEBS Lett. 582, 81-89 (2008).</li><li>Fulgencio, J. P., Kohl, C., Girard, J., Pegorier, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+metformin+on+fatty+acid+and+glucose+metabolism+in+freshly+isolated+hepatocytes+and+on+specific+gene+expression+in+cultured+hepatocytes.">Effect of metformin on fatty acid and glucose metabolism in freshly isolated hepatocytes and on specific gene expression in cultured hepatocytes.</a> Biochem. Pharma. 62, 439-446 (2001).</li></ol>

著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

ショウジョウバエにおける自発運動又は運動パターンを検査する場合には、走行距離に関する情報、移動速度および移動パターンを抽出できることが有用である。この情報を抽出するために、高価な機器は、伝統的に、多くの場合、難4,8,9ようなアッセイを使用したい小さいラボやラボ法外である使用されている。 アッセイは、ここで説明した距離を決定...

その短い寿命と使用可能な堅牢な遺伝的なツールを考えると、 キイロショウジョウバエは、様々な疾患の病因および様々な生物学的プロセスの根底にある生理学を調査するための優れたモデルシステムです。多くの場合、それは、行動遺伝的または薬理学的操作は、これらのモデル生物1,2における移動に与える影響を測定することが有利で ​​ある。 一般に二次元3-7のフライ運動を測定するために使用される様々な方法がある。これらのシステムは、同時に複数のハエの追跡をサポートすることができ、速度、記録的経路長を測定し、その場を移動に費やした時間の割合を記録することができます。彼らは移動し、ハエの動き6-9の性二形自然に対する薬物の効果を含む様々な状況での動きを研究するために使用されている。これらのシステムの主な欠点は、トラッキングsysのコストであるTEMまたは対応するソフトウェアとカメラ。場合によっては、これは数千ドルに実行することができます。コストは新たに単離された変異体の機関車のパターンを定量化、例えば、このようなシステムの限定的な使用を必要とする実験室のための特別な関心事である。 より単純な、あまりロバストな方法は、レコードの動きがフライ閉鎖チューブ10,11の中間に配置される赤外光ビーム経路を横切る回数に基づくシステムを使用することである。このようなシステムは運動と睡眠 - 覚醒サイクルに関する貴重情報を与えることができますが、彼らはその場の実際のパスをキャプチャすることができない上や見積もりの​​動きの下で可能性があるため。追加の高解像度の方法は、これらの制限12を試してみて、回避するために使用されているが、たとえば、チューブの両端にかなりの動きを示すハエなどの低運動を登録しますが飛ぶ。 単純で安価、まだgeotaxiを測定する装置を登るしているS、単一のチューブまたはチューブ2,13の一連のハエの上方への移動、。このようなシステムは安価であり、容易に走地性欠陥を識別することができるが、それらは研究者にとって興味深いであろう動きの他の多くの側面を捕捉することができない。 多くのラボでは、アップを設定し、操作が簡単で低コストの堅牢な分析システムは、 キイロショウジョウバエ株における動作の違いを特徴づけるための有利なツールになるだろう。ここでは、より少ない200ドルのために、セットアップし、ハエの移動経路、速度と持続時間についての情報を与えることができることができるアッセイを記述します。アッセイの有効性を実証するために、我々はそれを識別するために使用することができることを示すデータを提示し、発作及び薬物メトホルミン2）能力に対して感受性であるバン感受性（BS）変異体における1）自発運動欠損する一般的に発作様活性（SLA）は、iの強度を減らすために、II型糖尿病を治療するために使用されているN 2、BS変異体。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1117px;" width="1117">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="68">
			<td height="68" style="height:68px;width:251px;">Name of the Reagent/Equipment</td>
			<td style="width:152px;">Company</td>
			<td style="width:169px;">Catalog Number/Model</td>
			<td style="width:545px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">WebCam</td>
			<td>Logitech</td>
			<td>Pro900</td>
			<td>Any quality webcam will suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HandiAVI time-lapse software</td>
			<td>Azcendant software</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://www.azcendant.com/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ImageJ</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/download.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Multiracker Plug-In</td>
			<td>NIH</td>
			<td></td>
			<td>Latest version can be found at http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/index.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vortexer</td>
			<td>VWR</td>
			<td>Vortex Genie 2</td>
			<td>Most standard size vortexers such as the Vortex Genie 2 will suffice.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5cm petri dish cover</td>
			<td>LabM Limited</td>
			<td>D011</td>
			<td>Smaller or larger petri dish covers can be used for an arena in movement assay.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Light box</td>
			<td colspan="2">Built from scrap material.</td>
			<td>Illumination is used for the locomotion assay. Depending on the room lighting, it is possible to perform the assay without the light box.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a low-cost method for analyzing seizure-like activity and movement in drosophila

ビデオ追跡システムでは、 キイロショウジョウバエの動きを分析し、機関車の挙動の様々な異常を検出するために広く用いられている。これらのシステムは、行動豊富な情報を提供することができるが、これらのシステムのコストと複雑さは、多くのラボのために法外なことができます。我々は、D.メラノガスターにおける移動行動および発作の動きを測定するための低コストのアッセイを開発した。システムは、距離を移動追跡するために、安価でフリーソフトウェアの組み合わせを用いて処理することができる画像を取り込むウェブカメラを使用して、指定された時間スパンの間の移動と移動の持続時間の平均速度。このシステムの有用性を実証するために、我々は、Dのグループが3〜10倍の影響を受けやすく、発作様活性に（SLA）は、野生型のハエよりも変異体、ビッグバンの影響を受けやすい（BS）中風を、 キイロ調べた。この小説のシステムを使用して、我々は、BSムタンことを検出することができたT バン無意味な（BSS）は、野生型のハエより新奇環境における探索歩行の低いレベルを示す。加えて、システムは、一般にタイプII糖尿病を治療するために使用される薬物はメトホルミン、BS変異体におけるSLAの強度を減少させることを同定した。

ここで説明する技術は、 ショウジョウバエ BS変異体1におけるSLAの違いを分析するために以前に使用されている。ここに提示された結果を簡単にショックを受け 、BS株（EAS）、ビッグバン無意味（BSS）、およびテクニカルノックアウト（TKO）を伴う。 EAS座は、ホスファチジルエタノールアミン合成15に関与エタノールアミンキナーゼをコード?...

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A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

ウェブカメラとフリーで安価なソフトウェアプログラムの組み合わせを使用して、 キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）における機関車のパターンは速度、距離、および様々な運動活動の時間差を検出するために分析することができる。

における発作様活性を分析し、移動のための低コストの方法<em&gt;ショウジョウバエ</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

a-low-cost-method-for-analyzing-seizure-like-activity-movement

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

13.5K ビュー.  Franciscan University of Steubenville. ウェブカメラとフリーで安価なソフトウェアプログラムの組み合わせを使用して、 キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）における機関車のパターンは速度、距離、および様々な運動活動の時間差を検出するために分析することができる。 

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A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the experiments. Such parameters may be physiological response characteristics of the auditory pathway, e.g. via brainstem audiometry (BERA). But these methods allow only indirect and uncertain extrapolations about the auditory percept that corresponds to these physiological parameters. To assess the perceptual level of hearing, behavioral methods have to be used. A potential problem with the use of behavioral methods for the description of perception in animal models is the fact that most of these methods involve some kind of learning paradigm before the subjects can be behaviorally tested, e.g. animals may have to learn to press a lever in response to a sound. As these learning paradigms change perception itself 1,2 they consequently will influence any result about perception obtained with these methods and therefore have to be interpreted with caution. Exceptions are paradigms that make use of reflex responses, because here no learning paradigms have to be carried out prior to perceptual testing. One such reflex response is the acoustic startle response (ASR) that can highly reproducibly be elicited with unexpected loud sounds in na&iuml;ve animals. This ASR in turn can be influenced by preceding sounds depending on the perceptibility of this preceding stimulus: Sounds well above hearing threshold will completely inhibit the amplitude of the ASR; sounds close to threshold will only slightly inhibit the ASR. This phenomenon is called pre-pulse inhibition (PPI) 3,4, and the amount of PPI on the ASR gradually depends on the perceptibility of the pre-pulse. PPI of the ASR is therefore well suited to determine behavioral audiograms in na&iuml;ve, non-trained animals, to determine hearing impairments or even to detect possible subjective tinnitus percepts in these animals. In this paper we demonstrate the use of this method in a rodent model (cf. also ref. 5), the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus), which is a well know model species for startle response research within the normal human hearing range (e.g. 6).

A fast and inexpensive method for the behavioral determination of hearing parameters like hearing thresholds, hearing impairments or phantom perceptions (subjective tinnitus) is described. It uses pre-pulse inhibition of the acoustic startle response and can be easily implemented in a personal computer using a programmable AD/DA-converter and a piezo sensor.

げっ歯類における行動聴力検査のための低コストのセットアップ

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the ...

神経科学

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

脳卒中後のバランスリハビリテーションのための神経筋電気刺激システムで低コストのセンサーを統合ヒューマンマシンインターフェース

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies using Drosophila have contributed important breakthroughs in understanding neurological processes. Thus, with the goal of understanding the cellular and molecular basis of TBI pathologies in humans, we developed the High Impact Trauma (HIT) device to inflict closed head TBI in flies. Flies subjected to the HIT device display phenotypes consistent with human TBI such as temporary incapacitation and progressive neurodegeneration. The HIT device uses a spring-based mechanism to propel flies against the wall of a vial, causing mechanical damage to the fly brain. The device is inexpensive and easy to construct, its operation is simple and rapid, and it produces reproducible results. Consequently, the HIT device can be combined with existing experimental tools and techniques for flies to address fundamental questions about TBI that can lead to the development of diagnostics and treatments for TBI. In particular, the HIT device can be used to perform large-scale genetic screens to understand the genetic basis of TBI pathologies.

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Here we describe a method to inflict closed head traumatic brain injury (TBI) in Drosophila. This method provides a gateway to investigate the cellular and molecular mechanisms that underlie TBI pathologies using the vast array of experimental tools and techniques available for flies.

で閉鎖性頭部外傷性脳損傷を負わせる方法<em&gt;ショウジョウバエ</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the stimulation parameters (e.g., orientation, field strength, and stimulation duration) need to be examined in mice brain slice preparations. Testing and arranging the orientation of the electrode relative to the position of the mice brain slice are feasible. The present method preserves the thalamocingulate pathway to evaluate the effect of DCS on anterior cingulate cortex seizure-like activities. The results of the multichannel array recordings indicated that cathodal DCS significantly decreased the amplitude of the stimulation-evoked responses and duration of 4-aminopyridine and bicuculline-induced seizure-like activity. This study also found that cathodal DCS applications at 15 min caused long-term depression in the thalamocingulate pathway. The present study investigates the effects of DCS on thalamocingulate synaptic plasticity and acute seizure-like activities. The current procedure can test the optimal stimulation parameters including orientation, field strength, and stimulation duration in an in vitro mouse model. Also, the method can evaluate the effects of DCS on cortical seizure-like activities at both the cellular and network levels.

Studies have shown that cathodal transcranial direct-current stimulation can produce suppressive effects on drug-resistant seizures. In this study, an in vitro experimental setup was devised in which the direct-current stimulation and multielectrode array recording of seizure-like activity were evaluated in mice brain slice preparation. The direct-current stimulation parameters were evaluated.

マウス脳スライスの準備中に発作のような活動の直流刺激とマルチ電極アレイ録音

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network connectivity, are applicable to an expanding variety of questions in neuroscience. Performing these kinds of analyses in a rodent model requires higher electrode density than traditional screw electrodes can accomplish. While higher-density electroencephalographic montages for rodents exist, they are of limited availability to most researchers, are not robust enough for repeated experiments over an extended period of time, or are limited to use in anesthetized rodents.1-3 A proposed low-cost method for constructing a durable, high-count, transcranial electrode array, consisting of bilaterally implantable headpieces is investigated as a means to perform advanced electroencephalogram analyses in mice or rats.

Procedures for headpiece fabrication and surgical implantation necessary to produce high signal to noise, low-impedance electroencephalographic and electromyographic signals are presented. While the methodology is useful in both rats and mice, this manuscript focuses on the more challenging implementation for the smaller mouse skull. Freely moving mice are only tethered to cables via a common adapter during recording. One version of this electrode system that includes 26 electroencephalographic channels and 4 electromyographic channels is described below.

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

低コストかつオープンソースのリソースの使用げっ歯類モデルにおける高密度脳波取得

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the pathophysiological basis of these diseases, it is necessary to precisely characterize in which way the processing of information is disturbed between the different neuronal parts of the circuit. Using extracellular in vivo electrophysiological recordings, it is possible to accurately delineate neuronal activity within a neuronal network. The application of this method has several advantages over alternative techniques, e.g., functional magnetic resonance imaging and calcium imaging, as it allows a unique temporal and spatial resolution and does not rely on genetically engineered organisms. However, the use of extracellular in vivo recordings is limited since it is an invasive technique that cannot be universally applied. In this article, a simple and easy to use method is presented with which it is possible to simultaneously record extracellular potentials such as local field potentials and multiunit activity at multiple sites of a network. It is detailed how a precise targeting of subcortical nuclei can be achieved using a combination of stereotactic surgery and online analysis of multi-unit recordings. Thus, it is demonstrated, how a complete network such as the hyperdirect cortico-basal ganglia loop can be studied in anesthetized animals in vivo.

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

In this study, the methodology is presented on how to perform multi-site in vivo electrophysiological recordings from the hyperdirect pathway under urethane anesthesia.

急性<em&gt;インビボ</em&gt;麻酔ラットにおけるHyperdirect経路からの局所場ポテンシャルとマルチユニット活性の電気生理学的記録

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the cerebellum. IO has long been proposed to be crucial for motor control and its activity is currently considered to be at the center of many hypotheses of both motor and cognitive functions of the cerebellum. While its physiology and function have been relatively well studied on single-cell level in vitro, presently there are no reports on the organization of the IO network activity in living animals. This is largely due to the extremely challenging anatomical location of the IO, making it difficult to subject to conventional fluorescent imaging methods, where an optic path must be created through the entire brain located dorsally to the region of interest.
Here we describe an alternative method for obtaining state-of-the-art -level calcium imaging data from the IO network. The method takes advantage of the extreme ventral location of the IO and involves a surgical procedure for inserting a gradient-refractive index (GRIN) lens through the neck viscera to come into contact with the ventral surface of the calcium sensor GCaMP6s-expressing IO in anesthetized mice. A representative calcium imaging recording is shown to demonstrate the feasibility to record IO neuron activity after the surgery. While this is a non-survival surgery and the recordings must be conducted under anesthesia, it avoids damage to life-critical brainstem nuclei and allows conducting large variety of experiments investigating spatiotemporal activity patterns and input integration in the IO. This procedure with modifications could be used for recordings in other, adjacent regions of the ventral brainstem.

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

We present a protocol to expose the brainstem of adult mouse from the ventral side. By using a gradient-refractive index lens with a miniature microscope, calcium imaging can be used to examine the activity of inferior olive neural somata in vivo.

インビボ マウス劣オリーブにおけるカルシウムイメージング

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...

Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain

The molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis in response to disease or injury are not well understood. However, understanding these mechanisms is crucial for developing neural regenerative therapies. Drosophila melanogaster is a leading model for studies of neural development but historically has not been exploited to investigate adult brain regeneration. This is primarily because the adult brain exhibits very low mitotic activity. Nonetheless, penetrating traumatic brain injury (PTBI) to the adult Drosophila central brain triggers the generation of new neurons and new glia. The powerful genetic tools available in Drosophila combined with the simple but rigorous injury protocol described here now make adult Drosophila brain a robust model for neural regeneration research. Provided here are detailed instructions for (1) penetrating injuries to the adult central brain and (2) dissection, immunohistochemistry, and imaging post-injury. These protocols yield highly reproducible results and will facilitate additional studies to dissect mechanisms underlying neural regeneration.

Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain

This article provides detailed protocols for inflicting Penetrating Traumatic Brain Injury (PTBI) to adult Drosophila and examining the resulting neurogenesis.

ショウジョウバエ中枢脳における成人神経新生の刺激と分析

The molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis in response to disease or injury are not well understood. However, understanding these ...

低コストの脳波とミリサイズのコイルでマウスの脳を刺激

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, utilizing a millimeter-sized coil. Using conventional screw electrodes combined with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain. In addition, we explain how a millimeter-sized coil is produced using low-cost equipment usually found in laboratories. Practical procedures for fabricating the flexible multielectrode array substrate and the surgical implantation technique for screw electrodes are also presented, which are necessary to produce low-noise EEG signals. Although the methodology is useful for recording from the brain of any small animal, the present report focuses on electrode implementation in an anesthetized mouse skull. Furthermore, this method can be easily extended to an awake small animal that is connected with tethered cables via a common adapter and fixed with a TMS device to the head during recording.The present version of the EEG-TMS system, which can include a maximum of 32 EEG channels (a device with 16 channels is presented as an example with fewer channels) and one TMS channel device, is described. Additionally, typical results obtained by the application of the EEG-TMS system to anesthetized mice are briefly reported.

著者スポットライト:ミリサイズコイルと組み合わせた低コストの脳波記録システムによるマウス脳の経頭蓋刺激 In vivo  

A low-cost electroencephalographic recording system combined with a millimeter-sized coil is proposed to drive transcranial magnetic stimulation of the mouse brain in vivo. Using conventional screw electrodes with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain in response to transcranial magnetic stimulation.

ミリサイズのコイルと組み合わせた低コスト脳波記録システムにより、マウス脳をin vivoで経頭的に刺激する

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, ...