이 작품은 Kaken 안녕에 의해 지원 되었다 (17 H 05939; 17 H 05551), Nakatomi 재단, 그리고 Suzuken 기념 재단.

동물 주제와 관련 된 절차의 모든 관심과 동물의 사용에 대 한 NIH 지침에 따라 수행 했다.
1. 통합 마이크로 드라이브 배열 준비
<ol><li>1,,23다른 설명으로 대뇌 피 질의 LFP 녹음에 대 한 마이크로 드라이브 어레이 만듭니다. 두고 적어도 6 금속 구멍 1.2에 설명 된 대로 bioflex 와이어에 연결 된 ECG/EMG/BR 채널로 사용 전극 인터페이스 보드 (EIB)에 엽니다.</li>
	<li>Bioflex 와이어 길이 5.0 cm. 껍질 소계 (PTFE)에서 6 조각으로 잘라 길이 ~5.0 m m.와 함께 모든 철사 조각의 양쪽의 코팅에 오픈 금속 구멍 (ECG/EMG/BR 채널) 중 하나를 와이어 조각의 각각의 한쪽 끝을 연결 합니다 EIB 골드 핀입니다.</li>
	<li>두 5.0 cm 조각으로에 나 멜 와이어 컷. EIB (그림 3참조 또한 이전 논문12,13)에 접지/참조 (g/r) 채널에이 철사의 각각의 한쪽 끝을 땜 납.</li>
	<li>ECG 전극의 준비에 대 한 bioflex 와이어 두 16 cm 조각으로 잘라. ~5.0 mm 한쪽 끝 (짧은 말)와 다른 끝 (긴 끝)에 ~ 15 mm의 길이이 철사 조각의 끝의 PTFE 코팅을 벗기다.</li>
	<li>철사의 긴 끝을 굽 힘 반지의 모양 납땜 하 여 고정을 2.0 m m의 직경을 가진 와이어 고리를 형성 합니다.</li>
	<li>EMG 전극의 준비에 대 한 bioflex 와이어 길이 8 cm. 껍질 길이 ~5.0 m m의이 철사 조각의 양쪽에서 PTFE 코팅에서 2 조각으로 잘라.</li>
	<li>. 솔더 한쪽 끝이 조각의 와이어 머리에 스테인리스 나사 (줄기 직경의 각각의 BR 전극의 준비 컷 길이 6.0 cm. 껍질 길이 ~5.0의이 철사 조각의 양쪽 끝의에 나 멜 코팅에서 2 조각으로 bioflex 와이어에 대 한 미터: 1.0 m m, 길이 줄기: 4.0 m m).</li>
	<li>접지/참조 (gr) 전극의 준비에 대 한 컷 길이 6.0 cm. 껍질 길이 ~5.0 m m.이 와이어의 양쪽 끝의에 나 멜 코팅에서 2 조각으로에 나 멜 와이어 솔더 조각의이 와이어 머리 스테인리스 st의 각의 한쪽 장 어 스크류 (줄기 직경: 1.4 m m, 줄기 길이: 3.0 m m).</li>
	<li>가스는 모든 전극 및 스테인리스 나사 소독 하 고 깨끗 한 공간에서 계속.</li>
</ol>2. 심전도/근 전도 전극의 주입
참고: 멸 균된 장갑과 압력가 악기를 사용 하 여 무 균 기법으로 모든 수술 단계를 수행 합니다. 절 개의 창조를 포함 하는 모든 단계를 하기 전에, 70% 에탄올으로 피부를 소독 하 고 외과 커튼으로 절 개를 커버.
<ol><li>마 취 수정 평면 열 패드에 그것의 뒤에 (1.0-3.0 %isoflurane 가스) 쥐. 진통제로 buprenorphine를 제공 합니다. 건조를 방지 하기 위해 쥐의 눈에 수의 연 고를 배치 합니다. Betadine를 사용 하 여 피부 표면을 청소.</li>
	<li>중간 가슴 영역에서 ~2.0 cm의 절 개를 확인 합니다. 가슴 근육을 분리 하 여 있는 근육을 노출 합니다. 있는 근육에 ECG 전극의 고리 봉합</li>
	<li>열 패드에 동물의 위를 수정 합니다. 등 쪽 목 부분에 ~1.0 cm의 절 개를 확인 합니다.</li>
	<li>가슴 절 개를 통해 피하 ECG 전극 삽입 합니다. 등 쪽 목 지역에 끝을 밀어 하 고 목 절 개에서 그들을 밖으로 당겨. 가슴 절 개 봉합</li>
	<li>각 목 절 개를 통해 ~2.0 cm의 길이를 피하 EMG 전극의 한쪽 끝을 삽입 합니다. 봉합 하 여 목 근육 EMG 전극을 해결.</li>
</ol>3. 통합 마이크로 드라이브 배열 및 BR 전극의 주입
<ol><li>Stereotaxic 장치에 쥐를 수정 합니다. 목 부분에 눈 사이 중간에 따라 머리에 ~3.0 cm의 절 개를 확인 합니다. 두개골을 노출 합니다.</li>
	<li>에 게 0.7-1.0 嗅 앞쪽 11.0 m m와 1 m m 위에 m m의 직경을 가진 두 개의 원형 craniotomies 양자 bregma 고속 드릴. 나사 줄기의 끝은 뇌 표면에 연결 될 때까지 두 BR 전극을 두개골에서 이식.</li>
	<li>양자 bregma에 0.7-1.0 담당 앞쪽 2.7 m m, 2.7 m m 위에 m m의 직경을 가진 두 개의 원형 craniotomies을 확인 합니다. 나사 줄기의 끝은 뇌 표면에 연결 될 때까지 두 g/r 전극을 두개골에서 이식.</li>
	<li>큰 craniotomy 주변 지역에서 6 ~ 8 직경 1.0 m m의 구멍을 확인 합니다. 앵커 나사를 이식 (줄기 직경: 1.4 m m, 줄기 길이: 3.0 m m) 두개골에.</li>
	<li>~2.0 m m m, 3.8 m 후부와 해 마의 위 2.5 m m의 직경을 가진 큰 원형 craniotomy 양자 bregma에 확인 합니다. 같은 드라이브 배열의 정 팁 큰 craniotomy 위에 있는 통합 마이크로 드라이브 배열 배치</li>
	<li>~ 100 µ L의 두 가지 솔루션, 즉정 팁과 뇌 표면 사이 간격 공간 채우십시오., (질량) 0.5% 나트륨 alginate와 염화 칼슘 (질량) 10%. 참고:이 프로세스 형성 투명 젤 ~ 5 분, 두 가지 솔루션은 두개골에 혼합 후.</li>
	<li>커버 정, BR 전극, g/r 전극, 그리고 두께 0.5 cm. 치과 시멘트 앵커 나사 조심 하지 이 단계에서 시멘트와 BR과 g/r 전극의 열린 끝을 커버.</li>
	<li>이전에 EIB에 연결 된 개별 와이어 팁 g/r, BR, EMG, ECG 전극의 열린 끝 솔더 (1.2와 1.3 단계 참조).</li>
	<li>통합 마이크로 드라이브 배열 및 모든 전극 와이어, 치과 시멘트의 하단 부분을 커버. 모든 전극 와이어는 완전히 덮여 쥐 주입 후에 그들을 밖으로 긁어 수 있도록 확인 하십시오.</li>
	<li>Sternal recumbency를 유지 하기 위해 충분 한 의식 회복 후 동물의 투명 한 유리 야 홈 cag를 반환 하 고 물과 음식에 무료 자체 유지 합니다. 수술 후, 항생제 (gentamicin)로 동물을 취급 합니다.</li>
	<li>수술 후, 매일 관찰 동물을 모니터링 합니다. 그들은 제대로, 산책 하 고는 그들은 할 하지 찍 찍 거리는 실험 마이크로 드라이브 배열에 닿을 때 확인 하십시오.</li>
</ol>4. Vivo에서 녹음
참고: 모든 신호는 증폭, 2 kHz로 샘플링 및 대역 통과 필터링된 (0.1-500 Hz) 단위 활동 (30 kHz로 샘플링 및 대역 통과 필터링된 (500-6 kHz))을 제외 하 고.
<ol><li>녹음 장치 headstage에 통합 마이크로 드라이브 배열의 EIB를 연결 합니다.</li>
	<li>수술 후 몇 주 동안 나사 여는 tetrodes 사전. 일단은 tetrodes 대상 뇌 영역에 인접 한, 안정적인 레코딩 위한 몇 일의 기간 동안 지역으로는 tetrodes를 정착.</li>
	<li>동물 녹음 실에서 자유롭게 이동 하는 동안 전기 신호를 모니터링 합니다.</li>
</ol>

<ol><li>Kloosterman, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording%3A+Drive+Fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication.</a> JoVE. (26), e1094(2009).</li>
<li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording%3A+Tetrode+Assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (26), e1098(2009).</li>
<li>Jog, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tetrode+technology%3A+advances+in+implantable+hardware%2C+neuroimaging%2C+and+data+analysis+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Tetrode technology: advances in implantable hardware, neuroimaging, and data analysis techniques.</a> J Neurosci Methods. 117 (2), 141-152 (2002).</li>
<li>Fenske, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+multilevel+in+vivo+and+in+vitro+analysis+of+heart+rate+fluctuations+in+mice+by+ECG+telemetry+and+electrophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Protoc%22%5BJournal%5D)">Comprehensive multilevel in vivo and in vitro analysis of heart rate fluctuations in mice by ECG telemetry and electrophysiology.</a> Nat Protoc. 11 (1), 61-86 (2016).</li>
<li>Rossi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+aging+on+the+specialized+conducting+system%3A+a+telemetry+ECG+study+in+rats+over+a+6+month+period%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">The effect of aging on the specialized conducting system: a telemetry ECG study in rats over a 6 month period.</a> PLoS One. 9 (11), 112697(2014).</li>
<li>Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Implantation+of+radiotelemetry+transmitters+yielding+data+on+ECG%2C+heart+rate%2C+core+body+temperature+and+activity+in+free-moving+laboratory+mice%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ECG, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice.</a> JoVE. (57), (2011).</li>
<li>Zeredo, J. L., Kumei, Y., Shibazaki, T., Yoshida, N., Toda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+biting+behavior+induced+by+acute+stress+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Res+Methods%22%5BJournal%5D)">Measuring biting behavior induced by acute stress in the rat.</a> Behav Res Methods. 41 (3), 761-764 (2009).</li>
<li>Young, G. A., Khazan, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromyographic+power+spectral+changes+associated+with+the+sleep-awake+cycle+and+with+diazepam+treatment+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Biochem+Be%22%5BJournal%5D)">Electromyographic power spectral changes associated with the sleep-awake cycle and with diazepam treatment in the rat.</a> Pharmacol Biochem Be. 19 (4), 715-718 (1983).</li>
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<li>Chaput, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Respiratory-phase-related+coding+of+olfactory+information+in+the+olfactory+bulb+of+awake+freely-breathing+rabbits%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Respiratory-phase-related coding of olfactory information in the olfactory bulb of awake freely-breathing rabbits.</a> Physiol Behav. 36 (2), 319-324 (1986).</li>
<li>Ravel, N., Pager, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Respiratory+patterning+of+the+rat+olfactory+bulb+unit+activity%3A+Nasal+versus+tracheal+breathing%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">Respiratory patterning of the rat olfactory bulb unit activity: Nasal versus tracheal breathing.</a> Neurosci Lett. 115 (2-3), 213-218 (1990).</li>
<li>Okada, S., Igata, H., Sakaguchi, T., Sasaki, T., Ikegaya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+device+for+the+simultaneous+recording+of+cerebral%2C+cardiac%2C+and+muscular+electrical+activity+in+freely+moving+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharmacol+Sci%22%5BJournal%5D)">A new device for the simultaneous recording of cerebral, cardiac, and muscular electrical activity in freely moving rodents.</a> J Pharmacol Sci. 132 (1), 105-108 (2016).</li>
<li>Sasaki, T., Nishimura, Y., Ikegaya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+Recordings+of+Central+and+Peripheral+Bioelectrical+Signals+in+a+Freely+Moving+Rodent%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Pharm+Bull%22%5BJournal%5D)">Simultaneous Recordings of Central and Peripheral Bioelectrical Signals in a Freely Moving Rodent.</a> Biol Pharm Bull. 40 (5), 711-715 (2017).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

어떻게 두뇌 변조 주변 활동 수준, 그리고 이해에 대 한 반대, 대규모 동시에 여러 신체 영역에서 전기 biosignals 캡처 방법 녹음은 필요 합니다. 수술, 및 대뇌 로컬 필드 전위, 심 박수, 근육 건축 및 사용 되는 레코딩 시스템에 향상 된 호흡 속도의 진도 모니터링을 위한 녹화 시스템을 설명 하는이 연구 뇌 조직에서 세포 외 기록입니다. 이 시스템 통합 마이크로 드라이브 배열에 단일 EIB에 두뇌와 ?...

중앙 신경 다양 한 환경 변화에 응답으로 몸 상태를 제어 하 고이 컨트롤은 일반적으로 심장 박동, 호흡 속도 및 근육 수축에 변경으로 표시 됩니다. 그러나, 몇 가지 연구는 어떻게 이러한 주변 생리 적인 요인 대뇌 피 질의 활동와 관련 된 테스트. 이 문제를 해결 하려면 전기 biosignals 중앙 및 주변 조직에서 모니터링 하는 대규모 기록 방법을 필요 하다. 대뇌 피 질에서 로컬 필드 가능성 (LFP) 신호 extracellularly 대뇌 피 질의 조직1,2,3에 삽입 된 전극에 의해 기록 됩니다. 동시에 작은 포유류, 쥐, 쥐 등의 피 질 영역에서 여러 LFP 신호를 기록 하기 위해 다양 한 연구 마이크로 드라이브 라고 하는 주문 품 전극 어셈블리의 다양 한 종류를 개발 했습니다. 기존의 마이크로 드라이브는 금속 나사 전극 (이것은 일반적으로 tetrodes), 나사 및 전극, 수용 코어 바디와 금속 구멍을 수용 하는 전기 인터페이스 보드 (EIB)의 중간 부분에 연결 된 구성 (그림 1, 그림 2및 그림 3) 전극의 열린 끝을 연결 합니다. 이 전극 어셈블리 많은 전극 주, 일의 과정을 통해 두뇌에 삽입의 깊이 제어 하는 연산자를 사용 하 고 동물 다양 한 도전을 신경 활동의 장기 만성 녹음의 실시 수 있습니다. 행동 작업입니다. 주변 장기에 하트 비트 신호 또는 심장 지역4,,56주위에 이식 되는 전극의 쌍으로 심전도 (ECGs)으로 기록 하 고 골격 근육 신호 기록 된다 근 (EMGs) 전극으로 서는 근육 조직7,,89에 삽입 됩니다. 후 각 전구의 전기 신호 및 호흡 (BR) 리듬의 관계는 단일 단위 기록10,11공부 했다. 기존의 시스템에서 다른 조직에서 이러한 신호에 의해 붙잡힌 독립적인 녹음 장치, 즉 추가 실험 시스템에 대 한 이러한 여러 디바이스를 동기화 하는 정확 하 게 하는 데 필요한는 동시 뇌-몸 신호 기록입니다. 이 시스템은이 문제를 극복 하기 위해 개발 되었다. 이 시스템에서 ECGs, EMGs, 및 호흡 리듬을 반영 하는 후 각 전구에서 전기 신호를 포함 하 여 주변 장기에서 기록 된 모든 전기적 신호는 단일 마이크로 드라이브 배열1,2에 통합 ,3, 여기는 통합 마이크로 드라이브 배열 되 나. 이 시스템 필요로 한 멀티 채널 녹음 장치, 그리고 모든 기존의 마이크로 드라이브 배열에 적용 됩니다. 이 기법의 장점은 어떤 특별 한 장치 또는 여러 장치, 기록 시간과 일치 하도록 트리거 신호 필요 하지 않습니다 및 모든 신호에의 유사한 데이터 형식으로 기록 됩니다 때문에 더 편리한 데이터 처리에 대 한 수 있습니다. 이 기술은 중앙과 주변 기관 사이 협회의 신경 생리학 상호의 이해를 도움이 됩니다. 이 종이 기술과 관련 된 절차를 설명 하 고 쥐에서 얻은 대표적인 데이터 집합을 선물 한다.

<table><tbody><tr><td>FEP Hookup Wire Stranded Stainless Steel&amp;nbsp;</td><td>Cooner Wire Company, Chatsworth, CA</td><td>AS 633</td><td>Bioflex wire</td></tr><tr><td>EIB-36-PTB</td><td>Neuralynx, Inc., Bozeman, MT</td><td>EIB-36-PTB</td><td>EIB</td></tr><tr><td>Cereplex&amp;nbsp; M</td><td>Blackrock&amp;nbsp; Microsystems, Salt Lake City, UT</td><td></td><td>Digital headstage</td></tr><tr><td>Cereplex Direct&amp;nbsp;</td><td>Blackrock&amp;nbsp; Microsystems, Salt Lake City, UT</td><td></td><td>Data acquisition system</td></tr><tr><td>UEW polyurethane magnet wire</td><td>Oyaide.com, Tokyo, Japan</td><td>UEW 0.14mm 20m&amp;nbsp;</td><td>Enamel wire</td></tr><tr><td>SD-102</td><td>Narishige, Tokyo, Japan</td><td>SD-102</td><td>High-speed drill</td></tr><tr><td>Minimo ONE SERIES ver.2</td><td>Minitor Co.,Ltd, Tokyo, Japan</td><td>C2012</td><td>High-peed drill Power Supply&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Provinice 250 mL</td><td>Shofu Inc., Kyoto, Japan</td><td>213620136</td><td>Dental cement</td></tr><tr><td>Small Animal Anesthetizer&amp;nbsp;</td><td>Biomachinery, Chiba, Japan</td><td>TK-7</td><td>Anesthetizer&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Buprenorphine hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td><td>B7536-1ML</td><td>Analgesic</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>DS Pharma Animal Health, Osaka, Japan&amp;nbsp;</td><td>Isoflu 250mL</td><td></td></tr><tr><td>Vaseline, White&amp;nbsp;</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan</td><td>224-00165&amp;nbsp;</td><td>Vet ointment&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;Sodium alginate</td><td>Nacalai tesque, Kyoto, Japan</td><td>31131-85</td><td></td></tr><tr><td>Calcium Chloride Dihydrate</td><td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan</td><td>031-00435&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel screw M1.0&amp;times;4.0&amp;nbsp;</td><td>MonotaRO, Hyogo, Japan</td><td>42617504</td><td>Stainless steel screw for BR electrodes</td></tr><tr><td>Stainless steel screw M1.4&amp;times;3.0</td><td>MonotaRO, Hyogo, Japan</td><td>42617687</td><td>Stainless steel screw for g/r electrodes and anchors</td></tr></tbody></table>

simultaneous recordings of cortical local field potentials, electrocardiogram, electromyogram, and breathing rhythm from a freely moving rat

주변 조직과 뇌의 생리 적인 역학을 모니터링 하는 것이 어떻게 뇌 컨트롤 몸 기능 및 내부 장기 리듬 동물 정서적 과제와 변화에 노출 되 면에 대 한 질문의 번호를 주소 지정을 위해 필요한 그들의 생활 환경입니다. 일반적으로 실험, 신호는 뇌와 심장 등 다른 장기에서 데이터 파일을 처리 하기 위한 여러 녹음 장치 및 다른 절차를 필요로 하는 독립적인 녹음 시스템에 의해 기록 됩니다. 이 연구는 동시에 로컬 필드 전위의 수만 포함 하 여 여러 뇌 영역, 심전도 심장 리듬을 나타내는, 나타내는 깨어 근 전기 biosignals를 감시할 수 있는 새로운 방법 설명 / 수 면 관련 근육 수축, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 신호를 호흡. 이 방법의 녹음 구성은 대뇌 피 질의 로컬 필드 잠재적인 기록 전극의 수만 수용 된다, 그리고이 전극에서 얻은 신호는 단일 통합에 대 한 기존의 마이크로 드라이브 어레이 기반 전기 보드 동물의 머리에 장착. 여기,이 녹음 시스템은 향상 주변 기관에서 신호는 전기 인터페이스 보드에 전송 됩니다. 단일 수술에서 전극 별도로 적절 한 신체 부위 및 대상 뇌 영역으로 이식 처음입니다. 모든 신호는 단일 전기 보드에 통합 될 수 있도록 모든이 전극의 열린 끝 다음 동물의 머리 위에 전기 보드의 개별 채널을 납땜 된다. 녹음 장치에 연결 하는이 보드 실험 비용 감소와 같은 데이터 파일에 모든 데이터를 처리할 수 있기 때문에 데이터 처리를 간소화 하는 단일 디바이스에 신호의 모든 컬렉션에 대 한 수 있습니다. 이 기술은 중앙과 주변 기관 사이 협회의 신경 생리학 상호의 이해를 도움이 됩니다.

이 방법은 동시에 뇌, 심장 박동, 호흡 리듬, 그리고 골격 근육 수축 (그림 1)의 신경 활동을 대표 하는 여러 기관에서 생체 전기 신호를 캡처할 수 있습니다. 그림 4 는 직사각형 상자 (25 × 40 cm2)에서 자유롭게 구하고 자유롭게 움직이는 쥐에서 대표적인 기록 데이터를 제공 합니다. 예제 데이터 집합 전형적?...

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

이 연구는 두뇌, 심전도, 근, 로컬 필드 전위의 동시 녹음 하 고 자유롭게 움직이는 쥐의 신호를 호흡 하는 방법을 소개 합니다. 이 기법을 실험 비용 절감 및 데이터 분석을 단순화, 뇌 및 말 초 기관 간의 상호 작용의 이해에 기여할 것입니다.

대뇌 피 질의 로컬 필드 전위, 심전도, 치십시오, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 리듬 호흡의 동시 녹음

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

simultaneous-recordings-cortical-local-field-potentials

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.8K 조회수.  The University of Tokyo. 이 연구는 두뇌, 심전도, 근, 로컬 필드 전위의 동시 녹음 하 고 자유롭게 움직이는 쥐의 신호를 호흡 하는 방법을 소개 합니다. 이 기법을 실험 비용 절감 및 데이터 분석을 단순화, 뇌 및 말 초 기관 간의 상호 작용의 이해에 기여할 것입니다.

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

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in which functional MRI data and in vivo intracortical recording can be performed simultaneously. The combination of MRI and electrical recording is technically challenging because the electrodes used for recording distort the MRI images and the MRI acquisition induces noise in the electrical recording. To minimize the mutual interference of the two modalities, glass microelectrodes were used rather than metal and a noise removal algorithm was implemented for the electrophysiology data. In our studies, two microelectrodes were separately implanted in bilateral primary somatosensory cortices (SI) of the rat and fixed in place. One coronal slice covering the electrode tips was selected for functional MRI. Electrode shafts and fixation positions were not included in the image slice to avoid imaging artifacts. The removed scalp was replaced with toothpaste to reduce susceptibility mismatch and prevent Gibbs ringing artifacts in the images. The artifact structure induced in the electrical recordings by the rapidly-switching magnetic fields during image acquisition was characterized by averaging all cycles of scans for each run. The noise structure during imaging was then subtracted from original recordings. The denoised time courses were then used for further analysis in combination with the fMRI data. As an example, the simultaneous acquisition was used to determine the relationship between spontaneous fMRI BOLD signals and band-limited intracortical electrical activity. Simultaneous fMRI and electrophysiological recording in the rodent will provide a platform for many exciting applications in neuroscience in addition to elucidating the relationship between the fMRI BOLD signal and neuronal activity.

We have developed a method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and electrophysiological recording in the rodent brain, providing a platform for the investigation of the relationship between neural activity and the blood oxygenation level dependent (BOLD) MRI signal.

쥐 두뇌에 동시 fMRI와 전기 생리학

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

연구

신경과학

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and human studies to investigate the cortical processing of nociceptive information. These laser-evoked brain potentials (LEPs) consist of several transient responses that are time-locked to the onset of laser stimuli. However, the functional properties of the LEP responses are still largely unknown, due to the lack of a sampling technique that can simultaneously record neural activities at the surface of the cortex (i.e., electrocorticogram [ECoG] and scalp electroencephalogram [scalp EEG]) and inside the brain (i.e., local field potential [LFP]). To address this issue, we present here an animal protocol using freely moving rats. This protocol is composed of three main procedures: (1) animal preparation and surgical procedures, (2) a simultaneous recording of ECoG and LFP in response to nociceptive laser stimuli, and (3) data analysis and feature extraction. Specifically, with the help of a 3D-printed protective shell, both ECoG and LFP electrodes implanted on the rat&#39;s skull were securely held together. During data collection, laser pulses were delivered on the rat&#39;s forepaws through gaps in the bottom of the chamber when the animal was in spontaneous stillness. Ongoing white noise was played to avoid the activation of the auditory system by the laser-generated ultrasounds. As a consequence, only nociceptive responses were selectively recorded. Using the standard analytical procedures (e.g., band-pass filtering, epoch extraction, and baseline correction) to extract stimulus-related brain responses, we obtained results showing that LEPs with a high signal-to-noise ratio were simultaneously recorded from ECoG and LFP electrodes. This methodology makes the simultaneous recording of ECoG and LFP activities possible, which provides a bridge of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, thereby facilitating the investigation of nociceptive information processing in the brain.

We developed a technique that simultaneously records both electrocorticography and local field potentials in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats. This technique helps establish a direct relationship of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, which facilitates the investigation of nociceptive information processing in the brain.

대뇌 피 질의 로컬 필드 전위 및 응답 Nociceptive 레이저 자극으로 자유롭게 이동 하는 쥐에서 Electrocorticograms의 동시 녹음

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

행동분석학

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

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

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

새로운 방법으로 자유롭게 움직이는 신생아 쥐의 뇌파 기록

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

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the neurogenesis of EEG is still very limited. Local field potentials (LFPs) recorded via a multi-laminar microelectrode can provide a more detailed account of simultaneous neural activity across different cortical layers in the neocortex, but the technique is invasive. Combining EEG and LFP measurements in a pre-clinical model can greatly enhance understanding of the neural mechanisms involved in the generation of EEG signals, and facilitate the derivation of a more realistic and biologically accurate mathematical model of EEG. A simple procedure for acquiring concurrent and co-localized EEG and multi-laminar LFP signals in the anesthetized rodent is presented here. We also investigated whether EEG signals were significantly affected by a burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode. Our results suggest that the burr hole has a negligible impact on EEG recordings.

This protocol describes a simple method for concurrent recording of co-localized electroencephalography (EEG) and multi-laminar local field potential in an anesthetized rat. A burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode is shown to produce negligible distortion of the EEG signal.

공동 화 된 Electroencephalography 및 설치류에서 로컬 필드 가능성의 동시 녹음

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

Simultaneous Electrocardiography Recording and Invasive Blood Pressure Measurement in Rats

For studies related to cardiovascular physiology or pathophysiology, blood pressure (BP) and electrocardiography are basic observational parameters. Research focusing on cardiovascular disease models, potential cardiovascular therapeutic targets or pharmaceutical agents requires assessment of systemic arterial pressure and heart rhythm changes. In situations where radio telemetry systems are not available or affordable, the technique of femoral artery cannulation is an alternative way to obtain intra-arterial pressure waveform recordings and systemic BP measurements. This technique is economical and can be performed with standard equipment in animal facilities. However, invasive arterial pressure recording requires cannulation of small arteries, which can be a challenging surgical skill. Here, we present step-by-step protocols for femoral artery cannulation procedures. Key procedures include the calibration of the data acquisition system, tissue dissection and femoral artery cannulation, and setup of the arterial cannulation system for pressure recording. Surface electrocardiography recording procedures are also included. We also present examples of BP recordings from normotensive and hypertensive rats. This protocol allows reliable direct recordings of systemic BP with simultaneous electrocardiography.

Here, we describe a setup for simultaneous recording of electrocardiography and intra-arterial blood pressure (BP) in experimental rats, which can be done with standard equipment in animal facilities and can be applied to physiological or pharmacological studies to investigate pathogenic or therapeutic mechanisms in cardiovascular medicine.

동시 심전도 기록 및 침략 적 혈액 압력 측정 쥐에

For studies related to cardiovascular physiology or pathophysiology, blood pressure (BP) and electrocardiography are basic observational parameters. ...

의학

생쥐의 운동 피질에서 세포외 전기생리학적 기록

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

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

저자 스포트라이트: 자유롭게 움직이는 마우스의 신경 활동을 연구하기 위한 다중 채널 세포외 기록의 발전 

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

자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록

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

Multisystem Monitoring of Epileptic Abnormalities in Rabbit: A Method for Simultaneous Video EEG, ECG, Capnography, and Oximetry Recording During Induced Seizures

Source: Bosinski, C., et al. <a href="https://www.jove.com/v/62256">Multi-system Monitoring for Identification of Seizures, Arrhythmias and Apnea in Conscious Restrained Rabbits.</a> J. Vis. Exp. (2021).
In this video, we demonstrate a multisystem monitoring method to evaluate neurological and cardiorespiratory abnormalities during intravenous injection of a seizure-inducing drug. The simultaneous monitoring of video EEG, ECG, oximetry, and capnography parameters helps to understand the real-time physiological changes associated with epileptic seizures.

토끼의 간질 이상에 대한 다계통 모니터링: 유도 발작 중 동시 비디오 EEG, ECG, 카프노그래피 및 산소 측정 기록 방법

Source: Bosinski, C., et al. Multi-system Monitoring for Identification of Seizures, Arrhythmias and Apnea in Conscious Restrained Rabbits. J. Vis. Exp. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

생물학

Large Animal Models

Leporine

In Vivo Electrophysiological Recordings of Brain Activities from Multiple Sites in Rats

Source: Haumesser, J. K., et al. <a href="https://app.jove.com/v/55940">Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats.</a> J. Vis. Exp.(2017).
This video demonstrates the detailed procedure for preparing an anesthetized rat for electrophysiological recordings of brain activity from multiple sites. The scalp is dissected to access the skull, and holes are drilled at precise locations to install and secure electrodes. Tungsten microwire electrodes are then inserted into the targeted location to record the data.

쥐의 여러 부위에서 뇌 활동에 대한 생체 내 전기생리학적 기록

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

대뇌 피 질의 로컬 필드 전위, 심전도, 치십시오, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 리듬 호흡의 동시 녹음

요약

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쥐 두뇌에 동시 fMRI와 전기 생리학

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자유롭게 움직이는 마우스의 다채널 세포외 기록

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