이 연구는 미국 국립보건원(NIH)의 보조금 R01 EY030998(J.F.M., A.B. 및 S.C.)의 지원을 받았습니다. 이 방법은 Coop et al.(검토 중, 2022; https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.11.511827v2.abstract)에서 개발된 방법을 기반으로 합니다. 마모셋 관리 및 취급에 도움을 주신 Dina Graf와 Mitchell 연구소 구성원에게 감사드립니다.

마모셋의 정밀한 신경 기록을 위한 X-Y 전극 스테이지 개발

<ol>
	<li>Mansfield, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marmoset+models+commonly+used+in+biomedical+research.">Marmoset models commonly used in biomedical research.</a> Comparative Medicine. 53 (4), 383-392 (2003).</li><li>Solomon, S. G., Rosa, M. G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simpler+primate+brain:+the+visual+system+of+the+marmoset+monkey.">A simpler primate brain: the visual system of the marmoset monkey.</a> Frontiers in Neural Circuits. 8, 96 (2014).</li><li>Remington, E. D., Osmanski, M. 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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly+(3,+4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)+polymer+coatings+facilitate+smaller+neural+recording+electrodes.">Poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) polymer coatings facilitate smaller neural recording electrodes.</a> Journal of Neural Engineering. 8 (1), 014001 (2011).</li><li>Ludwig, K. A., Uram, J. D., Yang, J., Martin, D. C., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+neural+recordings+using+silicon+microelectrode+arrays+electrochemically+deposited+with+a+poly+(3,+4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)+film.">Chronic neural recordings using silicon microelectrode arrays electrochemically deposited with a poly (3, 4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) film.</a> Journal of Neural Engineering. 3 (1), 59 (2006).</li><li>Lu, T., Liang, L., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+representations+of+temporally+asymmetric+stimuli+in+the+auditory+cortex+of+awake+primates.">Neural representations of temporally asymmetric stimuli in the auditory cortex of awake primates.</a> Journal of Neurophysiology. 85 (6), 2364-2380 (2001).</li><li>Osmanski, M. S., Song, X., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+harmonic+resolvability+in+pitch+perception+in+a+vocal+nonhuman+primate,+the+common+marmoset+(Callithrix+jacchus).">The role of harmonic resolvability in pitch perception in a vocal nonhuman primate, the common marmoset (Callithrix jacchus).</a> Journal of Neuroscience. 33 (21), 9161-9168 (2013).</li><li>Nummela, S. U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychophysical+measurement+of+marmoset+acuity+and+myopia.">Psychophysical measurement of marmoset acuity and myopia.</a> Developmental Neurobiology. 77 (3), 300-313 (2017).</li><li>Paxinos, G., Watson, C., Petrides, M., Rosa, M., Tokuno, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Marmoset Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2012).</li><li>Mitchell, J. F., Reynolds, J. H., Miller, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+vision+in+marmosets:+A+model+system+for+visual+neuroscience.">Active vision in marmosets: A model system for visual neuroscience.</a> Journal of Neuroscience. 34 (4), 1183-1194 (2014).</li><li>Spitler, K. M., Gothard, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+removable+silicone+elastomer+seal+reduces+granulation+tissue+growth+and+maintains+the+sterility+of+recording+chambers+for+primate+neurophysiology.">A removable silicone elastomer seal reduces granulation tissue growth and maintains the sterility of recording chambers for primate neurophysiology.</a> Journal of Neuroscience Methods. 169 (1), 23-26 (2008).</li><li>Jun, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+integrated+silicon+probes+for+high-density+recording+of+neural+activity.">Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity.</a> Nature. 551 (7679), 232-236 (2017).</li><li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex:+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomena.">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena.</a> Physiological Reviews. 65 (1), 37-100 (1985).</li><li>Coop, S. H., Yates, J. L., Mitchell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-saccadic+neural+enhancements+in+marmoset+area+MT.">Pre-saccadic neural enhancements in marmoset area MT.</a> bioRxiv. , (2022).</li><li>Okun, M., Lak, A., Carandini, M., Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long+term+recordings+with+immobile+silicon+probes+in+the+mouse+cortex.">Long term recordings with immobile silicon probes in the mouse cortex.</a> PloS One. 11 (3), e0151180 (2016).</li></ol>

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여러 방법(예를 들어, 만성, 반만성, 급성)이 현재 비인간 영장류에서 신경생리학 실험을 수행하기 위해 이용 가능하다. 일반적인 마모셋은 크기가 작고 해부학적 랜드마크인 자이리가 없기 때문에 신경 생리학 실험에 고유한 문제를 제기합니다. 이를 위해 연구자들은 기록 대상을 식별하기 위해 관심 영역의 망막 및 튜닝 특성과 같은 신경 생리학적 랜드마크를 사용해야 합니다. 그러므로, 피질 ?...

마모셋(Callithrix jacchus)은 최근 몇 년 동안 뇌 기능을 연구하는 모델로 빠르게 인기를 얻고 있습니다. 이러한 인기의 증가는 마모셋의 매끄러운 피질의 접근성, 인간 및 다른 영장류와의 신경 기능 조직의 유사성, 작은 크기와 빠른 번식 속도1 때문입니다. 이 모델 유기체의 인기가 높아짐에 따라 마모셋 뇌에 사용하기에 적합한 신경 생리학적 기술이 급속히 발전했습니다. 전기 생리학 방법은 설치류와 영장류의 피질에서 단일 뉴런의 활동을 연구하기 위해 신경 과학에서 널리 사용되어 비교할 수 없는 시간 해상도와 위치 액세스를 제공합니다. 마모셋 원숭이가 시각 신경 과학의 모델로서 상대적으로 참신하기 때문에 깨어 있는 행동 전기 생리학 기술의 최적화는 여전히 진화하고 있습니다. 이전 연구에서는 마취 제제2에서 전기생리학을 위한 강력한 프로토콜의 확립을 보여주었으며, 초기 각성 행동 신경생리학 연구는 단일 채널 텅스텐 선택극물3의 신뢰성을 보여주었다. 최근 몇 년 동안 연구자들은 깨어 있는 신경 생리학을 위한 실리콘 기반 미세 전극 어레이의 사용을 확립했습니다4. 그러나 마모셋은 뇌 크기가 작고 해부학적 랜드마크가 없기 때문에 독특한 표적 지정 문제를 제기합니다. 이 프로토콜은 실리콘 선형 어레이를 사용하여 조직 손상을 최소화하면서 대규모 뉴런 집단을 기록할 수 있는 마모셋에 적합한 마이크로 드라이브 기록 시스템을 구성하고 사용하는 방법을 간략하게 설명합니다.
마모셋을 다루는 것은 더 큰 영장류에 비해 시각 피질의 망막 지도의 규모가 작기 때문에 도전이 됩니다. 전극을 1mm만 조금만 이동해도 맵이 크게 바뀔 수 있습니다. 더욱이, 연구자들은 시각 피질에서 더 넓은 범위의 망막 위치를 얻기 위해 기록 세션 사이의 전극 배치를 변경해야 하는 경우가 많습니다. 현재의 반만성 제제는 매일 또는 서브 밀리미터 스케일에서 특정 위치를 표적으로 삼을 수 있을 만큼 충분히 정밀하게 전극 위치를 조정할 수 없다5. 이를 염두에 두고, 제안된 마이크로 드라이브 시스템은 경량 마이크로 드라이브를 기록 챔버에 장착하고 피질 부위의 서브 밀리미터 표적화를 허용하는 X-Y 전극 스테이지를 활용합니다. 이동 가능한 X-Y 단계 구성 요소는 피질 영역을 체계적으로 횡단하기 위해 선형 어레이의 수직 및 수평 이동을 허용하며, 이는 관심 영역을 식별하는 데 필요합니다(망막도 및 튜닝 특성을 통해 ). 녹화 세션 전반에 걸쳐 연구원은 X-Y 스테이지를 수동으로 조정하여 해당 영역 내에서 대상 부위를 이동할 수도 있습니다. 이는 쉬운 전극 표적화 메커니즘을 갖지 않는 반만성 기록 제제를 사용하는 대체 기술에 비해 주요 이점입니다.
마이크로 드라이브는 피질로 낮추기 위해 다양한 실리콘 어레이를 장착할 수 있는 다목적 도구입니다. 이 프로토콜에서는 200μm 간격으로 두 개의 32채널 선형 어레이가 있는 맞춤형 프로브를 사용하여 피질 깊이에 걸쳐 있는 층류 회로를 조사했습니다. 신경 회로를 조사하는 대부분의 방법은 일반적으로 대뇌 피질의 모든 층에 걸쳐 평균화된 전위 또는 단일 단위를 샘플링합니다. 그러나 최근의 연구는 대뇌 피질의 층류 미세회로(cortical laminar microcircuits)6에 대한 흥미로운 발견을 밝혀냈다. 마이크로 드라이브를 활용하여 연구원들은 층류 프로브를 사용하고 기록 깊이를 미세 조정하여 모든 레이어에서 포괄적인 샘플링을 보장할 수 있습니다.
이 시스템은 상업적으로 이용 가능한 구성 요소로 구성할 수 있으며 다양한 실험 기술 또는 프로브에 맞게 쉽게 수정할 수 있습니다. 이 준비의 주요 장점은 밀리미터 미만의 정밀도로 X-Y 기록 위치를 변경하고 피질 내에서 기록의 깊이를 제어할 수 있다는 것입니다. 이 프로토콜은 X-Y 스테이지 마이크로 드라이브 및 신경 생리학 기록 기술을 구성하기 위한 단계별 지침을 제공합니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1/4 Hp burr drill bit</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>Cat# 43035A32</td>
			<td>Carbide Bur with 1/4&#34; Shank Diameter, Rounded Cylinder Head, trade Number SC-1, single Cut(https://www.mcmaster.com/products/bur-bits/burs-7/?s=1%2F4%22+bur+bits)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1x1mm Crist Grid</td>
			<td>Crist Instruments</td>
			<td>1 mm x 1 mm Grid</td>
			<td>https://www.cristinstrument.com/products/implant-intro/grids</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>91% isopropyl alcohol</td>
			<td>Medline</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.medline.com/product/Medline-Isopropyl-Rubbing-Alcohol/Bulk-Alcohol/Z05-PF03807?question=91%25%20isopropyl%20alcohol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acquisition Board</td>
			<td>Open-Ephys</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://open-ephys.org/acquisition-system/eux9baf6a5s8tid06hk1mw5aafjdz1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacitracin Ointment</td>
			<td>Medline: Cosette Pharmaceuticals Inc</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.medline.com/product/Bacitracin-Ointment/Antibiotics/Z05-PF86957?question=bacitr</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt straight Forceps</td>
			<td>Medline</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.medline.com/category/Central-Sterile/Surgical-Instruments/Forceps/Z05-CA16_02_20/products</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone wax</td>
			<td>Medline</td>
			<td>ETHW31G</td>
			<td>https://www.medline.com/product/Ethicon-Bone-Wax/Bone-Wax/Z05-PF61528?question=bonewax</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C&#38;B Metabond Quick Adhesive Cement System</td>
			<td>Parkell, Inc.</td>
			<td>SKU: S380</td>
			<td>https://www.parkell.com/C-B-Metabond-Quick-Adhesive-Cement-System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clavamox</td>
			<td>MWI Animal Health</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Contact lens solution</td>
			<td>Bausch and lomb</td>
			<td></td>
			<td>Various sources available</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Custom Printed 3D printed parts</td>
			<td>ProtoLab</td>
			<td></td>
			<td>https://marmolab.bcs.rochester.edu/resources.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DB25-G2 25 Pin Male Plug Port Signal Connector</td>
			<td>Various Sources</td>
			<td>DB25-G2 25</td>
			<td>DB25-G2 25 Pin Male Plug Port Signal 2 Row Terminal Breakout Board Screw Nut Connector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diamond saw attachement for dremmel</td>
			<td>Dremmel</td>
			<td>545 Diamond Wheel</td>
			<td>https://www.dremel.com/us/en/p/545-26150545ab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitizing Head-stages</td>
			<td>Intan</td>
			<td>RHD 32channel (Part #C3314)</td>
			<td>https://intantech.com/RHD_headstages.html?tabSelect=RHD32ch&#38;yPos=120.80 
			000305175781</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDOT</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Product # 483028</td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/483028</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helping Hands</td>
			<td>Harbor Freight</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.harborfreight.com/helping-hands-60501.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hook Electrical Clips</td>
			<td>Various Sources</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Hook test Cable wires</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Interface Cables (RHD 3-ft (0.9 m) ultra thin SPI cable)</td>
			<td>Intan</td>
			<td>&#160;Part #C3213</td>
			<td>https://intantech.com/RHD_SPI_cables.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab jack</td>
			<td>Various Sources</td>
			<td>N/A</td>
			<td>https://www.amazon.com/Stainless-Steel-Scissor-Stand-Platform/dp/B07T8FM85H/ref=asc_df_B07T8FM85H/?tag=&#38;linkCode=df0&#38;hvadid=366343 
			827267&#38;hvpos=&#38;hvnetw=g&#38;hvrand 
			=2036619536500717246&#38;hvpone 
			=&#38;hvptwo=&#38;hvqmt=&#38;hvdev=c&#38;hv 
			dvcmdl=&#38;hvlocint=&#38;hvlocphy=900 
			5674&#38;hvtargid=pla-795933567991&#38; 
			ref=&#38;adgrpid=71496544770&#38;th=1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam</td>
			<td>MWI Animal Health</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-drive</td>
			<td>Crist Instrument</td>
			<td>3-NRMD</td>
			<td>https://www.cristinstrument.com/products/microdrives/miniature-microdrive-3-nrmd</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-channel linear silicon arrays with 64 channel connector</td>
			<td>NeuroNexus</td>
			<td>A1x32-5mm-25-177</td>
			<td>https://www.neuronexus.com/products/electrode-arrays/up-to-10-mm-depth/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoZ Omentics Adapter- 32 Channel</td>
			<td>NeuraLynx</td>
			<td>ADPT-NZ-N2T-32</td>
			<td>https://neuralynx.com/hardware/adpt-nz-n2t-32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoZ System</td>
			<td>Plexon</td>
			<td>NanoZ Impedence Tester</td>
			<td>https://plexon.com/products/nanoz-impedance-tester/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Narishige Micromanipulator</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>Stereotaxic Micromanipulator</td>
			<td>https://usa.narishige-group.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open-Ephys GUI</td>
			<td>Open-Ephys</td>
			<td></td>
			<td>https://open-ephys.org/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyimide Tubing (OD(in): 0.021 / ID(in) 0.018 )</td>
			<td>Various Sources (Chamfr)</td>
			<td>Chamfr Cat#HPC01895</td>
			<td>https://chamfr.com/sellers/teleflex-medical-oem-llc/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primate Chair</td>
			<td>Custom made by University of Rochester Machine Shop</td>
			<td>Designs online</td>
			<td>https://marmolab.bcs.rochester.edu/resources.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(sodium 4-styrenesulfonate) (PSS)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>Product # 243051</td>
			<td>https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/243051</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RHD USB Interface board</td>
			<td>Intan</td>
			<td>RHD2000 Evaluation Board Version 1.0</td>
			<td>https://intantech.com/RHD_USB_interface_board.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silastic gel</td>
			<td>World Precision Instuments</td>
			<td># KWIK-SIL</td>
			<td>Low Toxicity Silicone Adhesive ((https://www.wpiinc.com/kwik-sil-low-toxicity-silicone-adhesive)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slow release buprenorphine</td>
			<td>Compounding Pharmacy</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel wire 36 gauge</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>Cat# 6517K11</td>
			<td>Round Bend-and-Stay Multipurpose 304 Stainless Steel Wire, Matte Finish, 1-Foot Long, 0.008&#34; Diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stanley 6-Piece Precision Screwdriver Set</td>
			<td>Stanley</td>
			<td>1.4mm flathead screwdriver</td>
			<td>https://www.amazon.com/Stanley-Tools-6-Piece-Precision-Screwdriver/dp/B076621ZGC/ref=sr_1_3?crid=237VSK5FNFP9N&#38;keywords= 
			stanley+66-052&#38;qid=1672764369&#38;sprefix= 
			stanley+66-052%2Caps%2C90&#38;sr=8-3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Screws</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>type 00 stainless steel hex screws and 1/8&#8221; in length</td>
			<td>https://www.mcmaster.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Tube</td>
			<td>McMaster &#38; Carr</td>
			<td>28 gauge stainless steel tubing</td>
			<td>https://www.mcmaster.com/tubing/multipurpose-304-stainless-steel-6/id~0-055/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superglue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>SuperGlue Gel Control</td>
			<td>https://www.loctiteproducts.com/en/products/fix/super-glue/loctite_super_gluegelcontrol.html</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophysiology of laminar cortical activity in the common marmoset

마모셋 원숭이는 매끄러운 피질 표면으로 인해 층류 피질 회로를 검사하는 데 이상적인 모델을 제공하며, 이는 선형 배열로 기록을 용이하게 합니다. 마모셋은 다른 영장류와 유사한 신경 기능 조직과 기록 및 이미징에 대한 기술적 이점으로 인해 최근 인기를 얻고 있습니다. 그러나 이 모델의 신경 생리학은 크기가 작고 해부학적 랜드마크인 자이리가 없기 때문에 몇 가지 고유한 문제를 제기합니다. 연구원들은 맞춤형 마이크로 드라이브를 사용하여 선형 어레이 배치를 밀리미터 미만의 정밀도로 조작하고 녹화일 동안 동일한 망막국소 목표 위치에서 안정적으로 기록할 수 있습니다. 이 프로토콜은 마이크로 드라이브 포지셔닝 시스템의 단계별 구성과 실리콘 선형 전극 어레이를 사용한 신경 생리학적 기록 기술을 설명합니다. 기록 세션 전반에 걸쳐 전극 배치를 정밀하게 제어함으로써 연구원은 피질을 쉽게 가로질러 망막 조직과 기록된 뉴런의 조정 특성을 기반으로 관심 영역을 식별할 수 있습니다. 또한, 이 층류 어레이 전극 시스템을 사용하여 전류 소스 밀도 분석(CSD)을 적용하여 개별 뉴런의 기록 깊이를 결정할 수 있습니다. 이 프로토콜은 또한 어레이의 여러 채널에 걸쳐 있는 Kilosort에서 분리된 스파이크 파형을 포함하여 층류 기록의 예를 보여줍니다.

The common marmoset (Callithrix jacchus) has quickly grown in popularity as a model to study brain function in recent years. This growing popularity is due to the accessibility of the marmoset&#39;s smooth cortex, the similarities in neural functional organization with humans and other primates, and the small size and fast breeding rate1. As this model organism has grown in popularity, there has been rapid development in the neurophysiological techniques suited for use in the marmoset brain. Electrophysiology methods are widely used in neuroscience to study the activity of single neurons in the cortex of both rodents and primates, resulting in unparalleled temporal resolution and location access. Due to the relative novelty of the marmoset monkey as a model of visual neuroscience, the optimization of awake-behaving electrophysiology techniques is still evolving. Previous studies have shown the establishment of robust protocols for electrophysiology in anesthetized preparations2, and early awake-behaving neurophysiology studies have shown the reliability of single-channel tungsten electodes3. In recent years, researchers have established the use of silicon-based microelectrode arrays for awake-behaving neurophysiology4. However, the marmoset poses unique targeting challenges due to its small brain size and lack of anatomical landmarks. This protocol outlines how to construct and use a micro-drive recording system suitable for the marmoset that allows for the recording of large populations of neurons with silicon linear arrays while producing minimal tissue damage.
Working with the marmoset poses a challenge due to the smaller scale of the retinotopic maps in the visual cortex as compared to larger primates. A slight shift of the electrodes by just 1 mm can result in significant changes in the maps. Moreover, researchers often need to alter the placement of the electrodes between the recording sessions to obtain a broader range of retinotopic positions in the visual cortex. Current semi-chronic preparations do not allow for the adjustment of the electrode positioning daily or with enough precision to target specific locations at sub-millimeter scales5. With this in mind, the proposed micro-drive system utilizes an X-Y electrode stage that mounts a lightweight micro-drive to a recording chamber and allows for the sub-millimeter targeting of cortical sites. The moveable X-Y stage components allow for vertical and horizontal movement of the linear array in order to traverse the cortical areas systematically, which is required to identify areas of interest (via retinotopy and tuning properties). Across recording sessions, researchers can also manually adjust the X-Y stage to shift the targeted sites within the area. This is a key advantage over alternative techniques using semi-chronic recording preparations, which do not have easy electrode targeting mechanisms.
The micro-drive is a versatile tool that enables the attachment of various silicon arrays to be mounted for lowering into the cortex. In this protocol, a custom probe with two 32-channel linear arrays spaced 200 &#181;m apart was used for the investigation of laminar circuits spanning the cortical depth. Most methods for probing the neural circuitry typically sample the electrical potentials or single units averaged across all the layers of the cerebral cortex. However, recent research has revealed intriguing findings about cortical laminar microcircuits6. By utilizing the micro-drive, researchers can use laminar probes and make fine adjustments to the recording depth to ensure comprehensive sampling across all the layers.
This system can be constructed with commercially available components and is easily modified for different experimental techniques or probes. The key advantages of this preparation are the ability to change the X-Y recording position with sub-millimeter precision and to control the depth of the recording within the cortex. This protocol presents step-by-step instructions for constructing the X-Y stage micro-drive and neurophysiology recording techniques.

저자 스포트라이트: 마모셋의 정확한 전극 위치 지정을 위한 마이크로 드라이브 시스템 최적화

Electrophysiology of Laminar Cortical Activity in the Common Marmoset

The common marmoset poses unique challenges for neurophysiology due to its small size and lack of gyre as anatomical landmarks. A slight shift of the electrode by just a millimeter can result in significant changes in the retinotopy map. The proposed micro drive system utilizes an XY electrode stage that allows for vertical and horizontal movement on a sub millimeter scale.Due to the relative novelty of the marmoset monkey as a model for visual neuron sign, awake behaving electrophysiology techniques are still evolving. Current preparations often use semi chronic probes that do not allow access for the positioning mechanisms. This protocol demonstrates a lightweight micro drive for useful linear array recordings, which allow flexible positioning across sessions to map out retinotopy within the chamber.Long-term cortical damage can be avoided in the preparation when used correctly with the secure drive, slow penetration of tissue, and avoidance of major blood vessels. Additionally, the use of silastic in the craniotomies to avoid infections has been optimized in this technique.

이 프로토콜은 X-Y 전극 스테이지(그림 1)를 구축하는 방법을 설명하며, 이를 통해 밀리미터 미만의 부위를 타겟팅하고 별도의 기록 세션에서 안정적인 포지셔닝을 유지할 수 있습니다. X-Y 포지셔닝의 신뢰성은 그림 6에 나와 있으며, 일주일 간격으로 수행된 두 개의 녹음 세션에서 평균 RF 위치가 70.8% 겹치는 것으로 나타났습니다(그림 6A...

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맞춤형으로 제작된 마이크로 드라이브는 선형 실리콘 어레이를 사용하여 피질 기록 부위를 밀리미터 미만으로 타겟팅할 수 있습니다.

The marmoset monkey provides an ideal model for examining laminar cortical circuits due to its smooth cortical surface, which facilitates recordings with ...

일반적인 마모셋은 크기가 작고 해부학적 랜드마크로서의 환류가 없기 때문에 신경 생리학에 독특한 도전을 제기합니다. 전극이 1밀리미터만 어긋나도 망막도 큰 변화가 일어날 수 있습니다. 제안된 마이크로 드라이브 시스템은 밀리미터 미만 스케일에서 수직 및 수평 이동을 허용하는 XY 전극 스테이지를 사용합니다.마모셋 원숭이가 시각 뉴런 신호의 모델로서 상대적으로 참신하기 때문에 깨어 있는 행동 전기 생리학 기술은 여전히 진화하고 있습니다. 현재 준비는 종종 포지셔닝 메커니즘에 대한 접근을 허용하지 않는 반 만성 프로브를 사용합니다. 이 프로토콜은 유용한 선형 어레이 기록을 위한 경량 마이크로 드라이브를 보여주며, 이를 통해 세션 전반에 걸쳐 유연한 위치 지정을 통해 챔버 내 망막의 토피를 매핑할 수 있습니다.장기적인 피질 손상은 안전한 드라이브, 느린 조직 침투 및 주요 혈관 회피와 함께 올바르게 사용할 때 준비에서 피할 수 있습니다. 또한 감염을 피하기 위해 개두술에서 실라스틱을 사용하는 것이 이 기술에서 최적화되었습니다.

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668 조회수.  University of Rochester. 일반적인 마모셋은 크기가 작고 해부학적 랜드마크로서의 환류가 없기 때문에 신경 생리학에 독특한 도전을 제기합니다. 전극이 1밀리미터만 어긋나도 망막도 큰 변화가 일어날 수 있습니다. 제안된 마이크로 드라이브 시스템은 밀리미터 미만 스케일에서 수직 및 수평 이동을 허용하는 XY 전극 스테이지를 사용합니다.마모셋 원숭이가 시각 뉴런 신호의 모델로서 상대?...