Bu araştırma kısmen Knight Campus Lisans Bursiyerleri programının ve Phil ve Penny Knight Vakfı'nın cömert finansmanıyla mümkün olmuştur.

Burada detaylandırılan tüm yöntemler IRB protokolüne ve onayına uygun olarak gerçekleştirilmiştir (Oregon Üniversitesi IRB protokol numarası 10182017.017). Tüm deneklerden bilgilendirilmiş onam alındı.
1. Aparata ulaşma
<ol><li>Büyük bir grafik tableti masaüstüne düz bir şekilde yerleştirin.</li>
	<li>Görev monitörü 6-8'i tabletin üstünde, ekran yukarı bakacak şekilde paralel olarak konumlandırmak için ayarlanabilir bir 80-20 alüminyum çerçeve kullanın (bir plan için burayı kontrol edin: https://github.com/greenhouselab/Reach_TMS ve Ek Şekil 1). NOT: Bu kurulum, katılımcıların tablet boyunca uzanmalarına ve görev monitöründe sunulan hedefleri edinmelerine olanak tanırken, ulaşan kollarının vizyonunu engeller.</li>
	<li>Kim ve ark.3'te açıklanan kurulumu referans olarak kullanın.</li>
</ol>2. Makine arayüzleri
<ol><li>Tableti bir USB bağlantı noktası üzerinden bilgisayara bağlayın. Görev monitörünü HDMI bağlantı noktası üzerinden bilgisayara bağlayın. Arka TMS portunu bir DB-9 kablosuyla bilgisayara bağlayın.</li>
	<li>EMG sistemini PCI-6220 kartı DAQ ile bilgisayara bağlayın. Fotodiyotu bir BNC kablosuyla EMG sistemine bağlayın.</li>
</ol>3. Fotodiyot sensörü
<ol><li>BNC kablosuna bir fotodiyot sensörü takın. Fotodiyot sensörünü, bandla görev monitörünün sağ üst köşesine, sensör ekrana bakacak şekilde 1 cm uzağa ≤ sabitleyin. NOT: Bu, görev monitöründe bağımsız bir giriş kanalında analog veri olarak sunulan uyaranların zamanlamasını kaydeder.</li>
</ol>4. Yazılım
<ol><li>Veri toplama donanımıyla arayüz oluşturmak üzere MATLAB 2018 için VETA Toolbox26'yı (https://github.com/greenhouselab/Veta) indirin.</li>
	<li>Deneysel parametrelerin kontrolü ve tablet ile arayüz oluşturmak için geliştirilen erişim görev kodunu (https://github.com/greenhouselab/Reach_TMS) indirin.</li>
</ol>5. Katılımcı taraması ve bilgilendirilmiş onam
<ol><li>TMS'ye kontrendikasyonlar için konuyu tarayın. Dışlama kriterleri arasında kişisel veya ailevi nöbet, baş ağrısı, beyin travması, bayılma, kronik stres veya anksiyete, uyku sorunları ve herhangi bir nöroaktif ilaç öyküsü bulunur. Ek dışlama kriterleri, beyindeki veya kafatasındaki herhangi bir metal implantı ve testten önceki 24 saat içinde herhangi bir eğlence amaçlı uyuşturucu veya alkol kullanımını içerir. Dahil etme kriterleri sağ elini kullanma ve 18 ila 35 yaş arasındaki yaşları içeriyordu.</li>
	<li>Prosedürün ve ilgili risklerin yazılı bir açıklamasını sağlayın ve katılımcının sahip olabileceği diğer soruları açıklığa kavuşturun.</li>
	<li>Katılımcılardan bilgilendirilmiş onam alın.</li>
</ol>6. Konu kurulumu
<ol><li>Nesneyi tablete bakan rahat bir sandalyeye yerleştirin. Dizlerin, bacaklar masanın altındayken 90° 'ye kadar büküldüğünden emin olun.</li>
	<li>Cildi hazırlayın ve EMG elektrotlarını yerleştirin.<ol><li>TMS nabzı tarafından üretilen elektrik artefaktlarını tespit etmek için sağ ilk dorsal interossei (FDI), ekstansör carpi radialis ve anterior deltoid kasların bulunduğu yerde cildi nazikçe aşındırmak için ince taneli zımpara kağıdı ve boynun tabanındaki C4 belirginliğini kullanın. NOT: Kas kayıt siteleri kullanıcı ihtiyaçlarına göre uyarlanabilir.</li>
		<li>Temizlemek için her aşınmış bölgeyi elektrot bölgesi başına bir kez alkol hazırlama pedi ile sürün.</li>
		<li>Her bölgeye bir EMG elektrodu yerleştirin. Elektrotların kas liflerine dik olarak çalıştığından emin olun. Zemin elektrodunu sağ dirseğin kemikli belirginliğine yerleştirin.</li>
		<li>Her elektrodu tıbbi bantla sabitleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>EMG kaydının kalitesini kontrol edin. Tüm EMG izlerini görselleştirmek ve eserlerden arındırılmış olduklarından emin olmak için VETA araç kutusunu kullanın. EMG izleri gürültülüyse, zeminin düzgün yerleştirildiğinden ve tüm elektrotların ciltle doğru temas ettiğinden emin olun.</li>
</ol>7. Transkraniyal manyetik stimülasyon
<ol><li>TMS makinesini açın.</li>
	<li>Sol M1'in uyarılmasıyla sağ FDI kasının TMS sıcak noktasını bulun.<ol><li>Bobini ~5 cm yanal ve başın köşesine 2 cm önde, orta hattan ~ 45 ° uzağa doğru yerleştirin.</li>
		<li>TMS darbelerini her 4 saniyede bir uygulayın ve bobini anterior-posterior ve medial-lateral düzlemde yaklaşık 5 mm'lik artışlarla yeniden konumlandırın.</li>
		<li>%30 maksimum uyarıcı çıkışından başlayarak, MEP'ler gözlemlenene kadar TMS yoğunluğunu kademeli olarak %2'lik artışlarla artırın.</li>
		<li>MEP'lerin darbelerin çoğunluğunda (~% 75) mümkün olan en düşük uyarıcı yoğunluğunda güvenilir bir şekilde elde edilebileceği optimum konum belirlendikten sonra, 10 darbeden beşinde >50 μV'luk bir tepeden tepeye genliğe sahip MEP'ler üreten yoğunluk seviyesini bularak dinlenme motor eşiğini (RMT) belirleyin.</li>
		<li>Bobinin çevresi boyunca katılımcının kafasına nazikçe ince yansıtıcı bant şeritleri yerleştirerek pozisyonu işaretleyin. Bobini manuel olarak tutarak veya desteklemek için bir stand kullanarak bobin konumlandırmasını koruyun.</li>
	</ol></li>
</ol>8. Görev kurulumuna ulaşma
<ol><li>Rahat bir güç kavrama duruşunu kolaylaştırmak için katılımcının sağ eline Velcro eldiven takın.</li>
	<li>Kalemi eldivene takın ve deneğe ulaşma hareketleri arasında elini rahat tutmasını tavsiye edin.</li>
	<li>Aşağıdaki gibi görev talimatlarını iletin: İmleci ekranın altındaki ana konuma getirin. İki hedef konumdan birinde bir ipucu göreceksiniz. Hedef renkle dolduğunda, hedefe mümkün olduğunca hızlı ve doğru bir şekilde ulaşın. Ardından ana pozisyona dönün. Ev konumlarının, ipuçlarının ve hedeflerin konumlarını belirtin (Şekil 1A).</li>
	<li>Katılımcıya, kalemle hedefleri mümkün olduğunca hızlı ve doğru bir şekilde dilimlemesi için koçluk yapın. Katılımcının kol hareketleri vizyonunu gizlemek ve görev monitörünün görünürlüğünü artırmak için görev odasındaki ışıkları kapatın.</li>
</ol>9. Görev tasarımı
<ol><li>Matlab 2018'de Psychtoolbox 3.0 ile görsel uyaran sunumunu kontrol edin (Ek Kodlama Dosyası 1).</li>
	<li>Mevcut verileri eşleştirmek için aşağıdaki parametreleri kullanın: 20 alıştırma denemesi; 270 test denemesi; Test çalışmalarının 4/5'inde TMS; TMS ya hazırlık ipucu başlangıcı (başlangıç TMS) ile çakışır ya da zorunlu ipucundan (gecikme TMS) 100 ms önce eşit sıklıkta çakışır; Toplam denemelerin 1 / 10'u, zorunlu ipucunun görünmediği yakalama denemeleridir; ev konumu, çalışma alanının alt ortasına yerleştirilmiş 2 cm yarıçaplı bir dairedir; 1 cm yarıçaplı iki dairesel hedef, orta hattan +45° ve -45° uzakta ana konumdan 15 cm uzağa konumlandırılmıştır.</li>
	<li>Olay sırasını ve sürelerini şu şekilde ayarlayın: 900 ms'de hazırlık ipucu ve 900 ms'de zorunlu ipucu.</li>
</ol>10. TMS yönetimi
<ol><li>VETA araç kutusu TMS'yi aynı anda yönetir ve EMG https://github.com/greenhouselab/Veta kaydeder.</li>
	<li>TMS darbelerinin zamanlamasını, seçilen davranışsal olaylarla (yani, hazırlık ipucunun başlangıcı veya hedef başlangıçtan 100 ms öncesi) çakışması için VETA araç kutusu ile kontrol edin.</li>
	<li>TMS'yi analiz için yeterli sayıda MEP sağlamak için yeterli sıklıkta teslim edin. NOT: Yazıldığı gibi, görev kodu, toplam denemelerin 4/5'inde bir TMS darbesi ya temel MEP'leri ortaya çıkarmak için hazırlık ipucunun başlangıcında ya da gecikmiş MEP'leri ortaya çıkarmak için zorunlu ipucundan 100 ms önce bir TMS darbesi verecektir. Parametreler kullanıcı ihtiyaçlarına göre kodda ayarlanabilir. TMS'siz denemeler, TMS'nin yokluğunda davranışsal performansı değerlendirmek için kullanılabilir. Bu, TMS'nin performans üzerindeki olası etkisini belirlemek için yararlıdır.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Georgopoulos, A. P., Kalaska, J. F., Caminiti, R., Massey, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+relations+between+the+direction+of+two-dimensional+arm+movements+and+cell+discharge+in+primate+motor+cortex.">On the relations between the direction of two-dimensional arm movements and cell discharge in primate motor cortex.</a> The Journal of Neuroscience. 2 (11), 1527-1537 (1982).</li><li>Georgopoulous, A. P., Schwartz, A. B., Kettner, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+population+coding+of+movement+direction.">Neuronal population coding of movement direction.</a> Science. 233 (4771), 1416-1419 (1986).</li><li>Kim, H. E., Morehead, J. R., Parvin, D. E., Moazzezi, R., Ivry, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invariant+errors+reveal+limitations+in+motor+correction+rather+than+constraints+on+error+sensitivity.">Invariant errors reveal limitations in motor correction rather than constraints on error sensitivity.</a> Communications Biology. 1, 19 (2018).</li><li>Huberdeau, D. M., Krakauer, J. W., Haith, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dual-process+decomposition+in+human+sensorimotor+adaptation.">Dual-process decomposition in human sensorimotor adaptation.</a> Current Opinion in Neurobiology. 33, 71-77 (2015).</li><li>Shadmehr, R., Smith, M. A., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Error+correction,+sensory+prediction,+and+adaptation+in+motor+control.">Error correction, sensory prediction, and adaptation in motor control.</a> Annual Review of Neuroscience. 33 (1), 89-108 (2010).</li><li>Filimon, F., Nelson, J. D., Hagler, D. J., Sereno, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+cortical+representations+for+reaching:+Mirror+neurons+for+execution,+observation,+and+imagery.">Human cortical representations for reaching: Mirror neurons for execution, observation, and imagery.</a> NeuroImage. 37 (4), 1315-1328 (2007).</li><li>Hammon, P. S., Makeig, S., Poizner, H., Todorov, E., de Sa, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+reaching+targets+from+human+EEG.">Predicting reaching targets from human EEG.</a> IEEE Signal Processing Magazine. 25 (1), 69-77 (2008).</li><li>Busan, P., 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=Effect+of+transcranial+magnetic+stimulation+(TMS)+on+parietal+and+premotor+cortex+during+planning+of+reaching+movements.">Effect of transcranial magnetic stimulation (TMS) on parietal and premotor cortex during planning of reaching movements.</a> PloS One. 4 (2), 4621 (2009).</li><li>Busan, P., 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=Transcranial+magnetic+stimulation+and+preparation+of+visually-guided+reaching+movements.">Transcranial magnetic stimulation and preparation of visually-guided reaching movements.</a> Frontiers in Neuroengineering. 5, 18 (2012).</li><li>Lega, C., 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=The+topography+of+visually+guided+grasping+in+the+premotor+cortex:+a+dense-transcranial+magnetic+stimulation+(TMS)+mapping+study.">The topography of visually guided grasping in the premotor cortex: a dense-transcranial magnetic stimulation (TMS) mapping study.</a> The Journal of Neuroscience. 40 (35), 6790-6800 (2020).</li><li>Marigold, D. S., Lajoie, K., Heed, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=No+effect+of+triple-pulse+TMS+medial+to+intraparietal+sulcus+on+online+correction+for+target+perturbations+during+goal-directed+hand+and+foot+reaches.">No effect of triple-pulse TMS medial to intraparietal sulcus on online correction for target perturbations during goal-directed hand and foot reaches.</a> PloS One. 14 (10), 0223986 (2019).</li><li>Savoie, F. -. A., Dallaire-Jean, L., Thenault, F., Whittingstall, K., Bernier, P. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-pulse+TMS+over+the+parietal+cortex+does+not+impair+sensorimotor+perturbation-induced+changes+in+motor+commands.">Single-pulse TMS over the parietal cortex does not impair sensorimotor perturbation-induced changes in motor commands.</a> eNeuro. 7 (2), (2020).</li><li>Taga, M., 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=Motor+adaptation+and+internal+model+formation+in+a+robot-mediated+forcefield.">Motor adaptation and internal model formation in a robot-mediated forcefield.</a> Psychoradiology. 1 (2), 73-87 (2021).</li><li>Vesia, M., 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=Human+dorsomedial+parieto-motor+circuit+specifies+grasp+during+the+planning+of+goal-directed+hand+actions.">Human dorsomedial parieto-motor circuit specifies grasp during the planning of goal-directed hand actions.</a> Cortex. 92, 175-186 (2017).</li><li>Bestmann, S., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+uses+and+interpretations+of+the+motor-evoked+potential+for+understanding+behaviour.">The uses and interpretations of the motor-evoked potential for understanding behaviour.</a> Experimental Brain Research. 233 (3), 679-689 (2015).</li><li>Rossini, P. M., 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=Non-invasive+electrical+and+magnetic+stimulation+of+the+brain,+spinal+cord,+roots+and+peripheral+nerves:+Basic+principles+and+procedures+for+routine+clinical+and+research+application.+An+updated+report+from+an+I.F.C.N.+Committee.">Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee.</a> Clinical Neurophysiology. 126 (6), 1071-1110 (2015).</li><li>Rothwell, J. C., Thompson, P. D., Boyd, S., Marsden, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+of+the+human+motor+cortex+through+the+scalp.">Stimulation of the human motor cortex through the scalp.</a> Experimental Physiology. 76 (2), 159-200 (1991).</li><li>Bestmann, S., Duque, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+magnetic+stimulation:+decomposing+the+processes+underlying+action+preparation.">Transcranial magnetic stimulation: decomposing the processes underlying action preparation.</a> The Neuroscientist. 22 (4), 392-405 (2016).</li><li>Kim, H. E., Avraham, G., Ivry, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+psychology+of+reaching:+action+selection,+movement+implementation,+and+sensorimotor+learning.">The psychology of reaching: action selection, movement implementation, and sensorimotor learning.</a> Annual Review of Psychology. 72 (1), 61-95 (2021).</li><li>McDougle, S. D., Bond, K. M., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Explicit+and+implicit+processes+constitute+the+fast+and+slow+processes+of+sensorimotor+learning.">Explicit and implicit processes constitute the fast and slow processes of sensorimotor learning.</a> The Journal of Neuroscience. 35 (26), 9568-9579 (2015).</li><li>McDougle, S. D., Bond, K. M., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implications+of+plan-based+generalization+in+sensorimotor+adaptation.">Implications of plan-based generalization in sensorimotor adaptation.</a> Journal of Neurophysiology. 118 (1), 383-393 (2017).</li><li>McDougle, S. D., Ivry, R. B., Taylor, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taking+aim+at+the+cognitive+side+of+learning+in+sensorimotor+adaptation+tasks.">Taking aim at the cognitive side of learning in sensorimotor adaptation tasks.</a> Trends in Cognitive Sciences. 20 (7), 535-544 (2016).</li><li>Morehead, J. R., Qasim, S. E., Crossley, M. J., Ivry, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Savings+upon+re-aiming+in+visuomotor+adaptation.">Savings upon re-aiming in visuomotor adaptation.</a> The Journal of Neuroscience. 35 (42), 14386-14396 (2015).</li><li>Taylor, J. A., Krakauer, J. W., Ivry, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Explicit+and+implicit+contributions+to+learning+in+a+sensorimotor+adaptation+task.">Explicit and implicit contributions to learning in a sensorimotor adaptation task.</a> The Journal of Neuroscience. 34 (8), 3023-3032 (2014).</li><li>Tsay, J. S., Kim, H. E., Parvin, D. E., Stover, A. R., Ivry, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+in+proprioception+predict+the+extent+of+implicit+sensorimotor+adaptation.">Individual differences in proprioception predict the extent of implicit sensorimotor adaptation.</a> Journal of Neurophysiology. 125 (4), 1307-1321 (2021).</li><li>Jackson, N., Greenhouse, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VETA:+An+open-source+matlab-based+toolbox+for+the+collection+and+analysis+of+electromyography+combined+with+transcranial+magnetic+stimulation.">VETA: An open-source matlab-based toolbox for the collection and analysis of electromyography combined with transcranial magnetic stimulation.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 975 (2019).</li><li>Goldsworthy, M. R., Hordacre, B., Ridding, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimum+number+of+trials+required+for+within-+and+between-session+reliability+of+TMS+measures+of+corticospinal+excitability.">Minimum number of trials required for within- and between-session reliability of TMS measures of corticospinal excitability.</a> Neuroscience. 320, 205-209 (2016).</li><li>Koch, G., 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=Functional+interplay+between+posterior+parietal+and+ipsilateral+motor+cortex+revealed+by+twin-coil+transcranial+magnetic+stimulation+during+reach+planning+toward+contralateral+space.">Functional interplay between posterior parietal and ipsilateral motor cortex revealed by twin-coil transcranial magnetic stimulation during reach planning toward contralateral space.</a> The Journal of Neuroscience. 28 (23), 5944-5953 (2008).</li><li>Goldenkoff, E. R., Mashni, A., Michon, K. J., Lavis, H., Vesia, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+and+manipulating+functionally+specific+neural+pathways+in+the+human+motor+system+with+transcranial+magnetic+stimulation.">Measuring and manipulating functionally specific neural pathways in the human motor system with transcranial magnetic stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (156), e60706 (2020).</li></ol>

Tüm yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder

Yukarıda özetlenen yöntemler, davranışlara ulaşma bağlamında motor hazırlığı incelemek için yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Ulaşmak, motor kontrol ve öğrenme çalışmasında popüler bir model görevi temsil etse de, davranışa ulaşma ile ilişkili CS dinamiklerini tam olarak değerlendirmeye ihtiyaç vardır. TMS, ulaşma sırasında ayrı zaman noktalarında CS aktivitesini yakalamak için invaziv olmayan, geçici olarak hassas bir yöntem sunar. Burada açıklanan yaklaşım, iki ...

Hedefe yönelik erişim, insanların dış çevreyle etkileşime girmesini ve manipüle etmesini sağlayan temel bir motor davranıştır. Motor fizyolojisi, psikoloji ve sinirbilim alanlarına ulaşma çalışması, çeşitli metodolojileri içeren zengin ve kapsamlı literatür üretmiştir. Ulaşmanın erken çalışmaları, tek nöronlar düzeyinde nöral aktiviteyi araştırmak için insan olmayan primatlarda doğrudan nöral kayıtlar kullandı 1,2. Daha yeni çalışmalar, motor öğrenmenin doğasını keşfetmek ve kontroletmek için sensorimotor adaptasyonu kullanan davranışsal paradigmaları kullanarak ulaşmayı araştırmıştır 3,4,5. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme ve elektroensefalografi ile birleştirilen bu tür davranışsal görevler, insanlarda ulaşma sırasında tüm beyin aktivitesini ölçebilir 6,7. Diğer çalışmalar, erişim hazırlama ve yürütmenin çeşitli özelliklerini araştırmak için çevrimiçi TMS'yi uygulamıştır 8,9,10,11,12,13,14. Bununla birlikte, TMS ile ulaşmanın davranışsal değerlendirmesini birleştiren açık kaynaklı ve esnek bir yaklaşıma ihtiyaç vardır. TMS'yi davranışsal protokollerle birleştirmenin faydası çok iyi kurulmuş olsa da15, burada TMS'nin uygulanmasını açık kaynaklı bir yaklaşım kullanarak ulaşma bağlamında özel olarak inceliyoruz. Bu, bu yöntem kombinasyonunu kullanarak yayın yapan diğer grupların, araçlarını doğrudan çoğaltmayı yasaklayan hazır hale getirmedikleri için yenidir. Bu açık kaynaklı yaklaşım çoğaltmayı, veri paylaşımını ve çok siteli çalışma olasılığını kolaylaştırır. Ek olarak, başkaları benzer araçlarla yeni araştırma sorularını takip etmek isterlerse, açık kaynak kodu, kolayca uyarlanabildiği için inovasyon için bir fırlatma rampası görevi görebilir.
TMS, motor sistemini hassas bir şekilde kontrol edilen zaman noktalarında16 problamak için invaziv olmayan bir araç sunar. Birincil motor korteks (M1) üzerine uygulandığında, TMS hedeflenen bir kasın elektromiyogramında ölçülebilir bir sapma ortaya çıkarabilir. Motor uyarılmış potansiyel (MEP) olarak bilinen bu voltaj dalgasının genliği, kortikospinal (CS) yolun anlık uyarılabilirlik durumunun bir indeksini sağlar - CS yolu17 üzerindeki tüm uyarıcı ve inhibitör etkilerin bir analoğu. TMS, içsel CS uyarılabilirliğinin güvenilir bir denek içi ölçümünü sağlamanın yanı sıra, CS aktivitesi ve davranış arasındaki ilişkileri geçici olarak kesin bir şekilde araştırmak için diğer davranışsal veya kinematik metriklerle birleştirilebilir. Birçok çalışma, motor sistemle ilgili çeşitli soruları ele almak için TMS ve elektromiyografinin (EMG) bir kombinasyonunu kullanmıştır, özellikle de bu yöntem kombinasyonu, MEP'leri çok çeşitli davranışsal koşullar altında araştırmayı mümkünkıldığından15. Bunun özellikle yararlı olduğu kanıtlanan bir alan, çoğunlukla tek eklemli hareketlerin incelenmesi yoluyla eylem hazırlığı çalışmasıdır18. Bununla birlikte, natüralist çok eklemli hareketlere ulaşma gibi TMS çalışmaları nispeten daha azdır.
Mevcut amaç, davranışsal kinematik, çevrimiçi tek darbeli TMS uygulaması ve birden fazla kastan eşzamanlı EMG kaydını içeren gecikmeli bir yanıt ulaşma görevi tasarlamaktı. Görev, yatay olarak yönlendirilmiş bir monitör kullanarak çevrimiçi görsel geri bildirimle iki boyutlu bir noktadan noktaya ulaşma paradigması içerir, böylece görsel geri bildirim eşleşmeleri erişim yörüngelerine ulaşır (yani, gerçek geri bildirim sırasında 1: 1 ilişki ve görsel geri bildirim ile hareket arasında dönüşüm olmaz). Mevcut tasarım ayrıca visuomotor pertürbasyonlu bir dizi deneme içerir. Verilen örnekte bu, imleç geri bildiriminde 20° dönme kaymasıdır. Önceki çalışmalar, sensorimotor adaptasyon 19,20,21,22,23,24,25 ile ilişkili mekanizmalar ve hesaplamalar hakkındaki soruları ele almak için benzer bir erişim paradigması kullanmıştır. Ayrıca, bu yaklaşım, çevrimiçi motor öğrenimi sırasında motor sistemi uyarılabilirlik dinamiklerini hassas zaman noktalarında değerlendirmeyi mümkün kılar.
Ulaşmanın öğrenme/adaptasyonu araştırmak için verimli bir davranış olduğu kanıtlandığından, bu davranış bağlamında CS uyarılabilirliğini değerlendirmek, bu davranışlarda yer alan nöral substratlara ışık tutmak için muazzam bir potansiyele sahiptir. Bunlar, insan dışı primat araştırmalarında tespit edildiği gibi, lokal inhibitör etkileri, ayar özelliklerindeki değişiklikleri, nöral olayların zamanlamasını vb. İçerebilir. Bununla birlikte, bu özelliklerin insanlarda ve klinik popülasyonlarda ölçülmesi daha zor olmuştur. Nöral dinamikler, insanlarda açık hareketin yokluğunda, kombine TMS ve EMG yaklaşımı kullanılarak (yani, hareketin hazırlanması veya istirahat halinde) de araştırılabilir.
Sunulan araçlar açık kaynaklıdır ve kod kolayca uyarlanabilir. Bu yeni paradigma, erişim hareketlerinin hazırlanması, yürütülmesi, sonlandırılması ve uyarlanmasında yer alan mekanizmalar hakkında önemli bilgiler üretecektir. Dahası, bu yöntem kombinasyonu, elektrofizyoloji ile insanlarda davranışa ulaşma arasındaki ilişkileri ortaya çıkarma potansiyeline sahiptir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Port Native PCI Express&#160;</td>
			<td>StarTech.com</td>
			<td>RS232 Card with 16950 UART&#160;</td>
			<td>Must be compatible with desktop computer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adjustable 80-20 aluminum frame</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol prep pads</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>EMG preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bagnoli Bipolar Electrodes</td>
			<td>Delsys</td>
			<td>DE 2.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bagnoli Reference Electrode</td>
			<td>Delsys</td>
			<td>USX2000</td>
			<td>2&#8221; (5cm) Round</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bagnoli-8 EMG System</td>
			<td>Delsys</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chair</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer monitor for EMG/TMS</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desk</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desktop Computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td>xps 8930</td>
			<td>RAM: 16 GB, Storage: 1TB, Graphics: 1060 6GB&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMG electrodes</td>
			<td>Delsys</td>
			<td>Sensor Adhesive Interface</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine grain sandpaper</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>EMG preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphics tablet</td>
			<td>Wacom</td>
			<td>Intuos-4 XL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handle of paint roller</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>to be used as stylus handle, hollowed out center must be large enough for stylus to sit securely inside&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical tape</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>To secure EMG electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCI-6220 card DAQ</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td></td>
			<td>To interface EMG system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode Sensor</td>
			<td>Vishay</td>
			<td>BPW21R</td>
			<td>To record timing of task events into EMG trace.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rear TMS port</td>
			<td>Magstim</td>
			<td></td>
			<td>Included with TMS machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Right-handed polyethylene glove</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>Cut out thumb and index finger of glove to expose FDI muscle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensory Adhesive Interface, 2-slot</td>
			<td>Delsys</td>
			<td>SC-F01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stylus</td>
			<td>Wacom</td>
			<td>Intuos-4 grip pen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tablet-to-Computer USB cable&#160;</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>Included in Tablet purchase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Task Monitor</td>
			<td>Asus</td>
			<td>VG248</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS coil</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>D70 Remote Coil</td>
			<td>7cm diameter, figure-of-eight coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS machine</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>200-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS-to-Computer DB9 cable</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>Connects to PCIe Serial Card</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Velcro</td>
			<td>any</td>
			<td></td>
			<td>To be placed on glove and stylus handle</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing corticospinal excitability during goal-directed reaching behavior

Ulaşmak, motor fizyoloji ve sinirbilim araştırmalarında yaygın olarak çalışılan bir davranıştır. Erişim, çeşitli davranışsal manipülasyonlar kullanılarak incelenmiş olsa da, erişim planlaması, yürütme ve kontrolünde yer alan sinirsel süreçlerin anlaşılmasında önemli boşluklar vardır. Burada açıklanan yeni yaklaşım, iki boyutlu bir ulaşma görevini, transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) ve çoklu kaslardan eşzamanlı elektromiyografi (EMG) kaydı ile birleştirir. Bu yöntem, ulaşan hareketlerin ortaya çıkması sırasında kesin zaman noktalarında kortikospinal aktivitenin noninvaziv tespitine izin verir. Örnek görev kodu, orta çizgiden 45° uzakta görüntülenen iki olası hedefe sahip gecikmeli yanıt ± görevi içerir. Tek darbeli TMS, görev denemelerinin çoğunda, hazırlık ipucunun başlangıcında (başlangıç) veya zorunlu ipucundan (gecikme) 100 ms önce teslim edilir. Bu örnek tasarım, erişim hazırlığı sırasında kortikospinal uyarılabilirlikteki değişiklikleri araştırmak için uygundur. Örnek kod ayrıca, erişim hazırlığı sırasında adaptasyonun kortikospinal uyarılabilirlik üzerindeki etkilerini araştırmak için bir visuomotor pertürbasyon (yani, ± 20 ° 'lik imleç rotasyonu) içerir. Görev parametreleri ve TMS dağıtımı, ulaşma davranışı sırasında motor sistemin durumu hakkındaki belirli hipotezleri ele almak için ayarlanabilir. İlk uygulamada, TMS denemelerinin% 83'ünde motor uyarılmış potansiyeller (MEP'ler) başarıyla elde edildi ve tüm denemelerde erişim yörüngeleri kaydedildi.

Açıklanan yöntemlerin başarılı bir şekilde uygulanması, tablet verilerinin kaydedilmesini, EMG izlerini ve MEP'lerin güvenilir bir şekilde çıkarılmasını içerir. TMS ile yapılan 270 test denemesini içeren bir deney, çalışmaların 4 / 5'inde (216 deneme) gerçekleştirildi.
Veriler, 25 ± 10 yaşları arasındaki 16 katılımcıdan (sekiz kadın; sekiz erkek) toplandı ve bunların hepsi sağ elini kullandığını bildirdi. Görsel pertürbasyonun davranışsal performans ?...

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Corticospinal Excitability During Goal-Directed Reaching Behavior at JoVE.com

Assessing Corticospinal Excitability During Goal-Directed Reaching Behavior

Ulaşmak, insanların çevre ile etkileşime girmesini sağlayan temel bir beceridir. Birçok çalışma, çeşitli metodolojiler kullanarak ulaşma davranışını karakterize etmeyi amaçlamıştır. Bu makale, görev performansına ulaşırken insanlarda kortikospinal uyarılabilirlik durumunu değerlendirmek için transkraniyal manyetik stimülasyonun açık kaynaklı bir uygulamasını sunmaktadır.

Hedefe Yönelik Ulaşma Davranışı Sırasında Kortikospinal Uyarılabilirliğin Değerlendirilmesi

Reaching is a widely studied behavior in motor physiology and neuroscience research. While reaching has been examined using a variety of behavioral ...

assessing-corticospinal-excitability-during-goal-directed-reaching

Research

JoVE Journal

Neuroscience

1.6K Görüntüleme.  University of Oregon. Ulaşmak, insanların çevre ile etkileşime girmesini sağlayan temel bir beceridir. Birçok çalışma, çeşitli metodolojiler kullanarak ulaşma davranışını karakterize etmeyi amaçlamıştır. Bu makale, görev performansına ulaşırken insanlarda kortikospinal uyarılabilirlik durumunu değerlendirmek için transkraniyal manyetik stimülasyonun açık kaynaklı bir uygulamasını sunmaktadır.

Video: Assessing Corticospinal Excitability During Goal-Directed Reaching Behavior

Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae

The sense of smell is essential for insects to find foods, mates, predators, and oviposition sites3. Insect olfactory sensory neurons (OSNs) are enclosed in sensory hairs called sensilla, which cover the surface of olfactory organs. The surface of each sensillum is covered with tiny pores, through which odorants pass and dissolve in a fluid called sensillum lymph, which bathes the sensory dendrites of the OSNs housed in a given sensillum. The OSN dendrites express odorant receptor (OR) proteins, which in insects function as odor-gated ion channels4, 5. The interaction of odorants with ORs either increases or decreases the basal firing rate of the OSN. This neuronal activity in the form of action potentials embodies the first representation of the quality, intensity, and temporal characteristics of the odorant6, 7.
Given the easy access to these sensory hairs, it is possible to perform extracellular recordings from single OSNs by introducing a recording electrode into the sensillum lymph, while the reference electrode is placed in the lymph of the eye or body of the insect. In Drosophila, sensilla house between one and four OSNs, but each OSN typically displays a characteristic spike amplitude. Spike sorting techniques make it possible to assign spiking responses to individual OSNs. This single sensillum recording (SSR) technique monitors the difference in potential between the sensillum lymph and the reference electrode as electrical spikes that are generated by the receptor activity on OSNs1, 2, 8. Changes in the number of spikes in response to the odorant represent the cellular basis of odor coding in insects. Here, we describe the preparation method currently used in our lab to perform SSR on Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae, and show representative traces induced by the odorants in a sensillum-specific manner.

Single Sensillum Recordings in the Insects Drosophila melanogaster and Anopheles gambiae

Electrophysiological responses of olfactory sensory neurons to odorants can be measured in insects using single sensillum recordings. In this video article we will demonstrate how to perform single sensillum recordings in the antennae of the vinegar fly (Drosophila melanogaster) and the maxillary palps of the malaria mosquito (Anopheles gambiae).

Böcekler Tek Sensillum Kayıtlar Drosophila melanogaster Ve Anofel gambiae</em

The sense of smell is essential for insects to find foods, mates, predators, and oviposition sites3. Insect olfactory sensory neurons (OSNs) are enclosed ...

Nörobilim

T-maze Forced Alternation and Left-right Discrimination Tasks for Assessing Working and Reference Memory in Mice

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in rodents. In our laboratory, we evaluated the two types of memory in more than 30 strains of genetically engineered mice using the automated version of this apparatus. Here, we present the modified T-maze apparatus operated by a computer with a video-tracking system and our protocols in a movie format. The T-maze apparatus consists of runways partitioned off by sliding doors that can automatically open downward, each with a start box, a T-shaped alley, two boxes with automatic pellet dispensers at one side of the box, and two L-shaped alleys. Each L-shaped alley is connected to the start box so that mice can return to the start box, which excludes the effects of experimenter handling on mouse behavior. This apparatus also has an advantage that in vivo microdialysis, in vivo electrophysiology, and optogenetics techniques can be performed during T-maze performance because the doors are designed to go down into the floor. In this movie article, we describe T-maze tasks using the automated apparatus and the T-maze performance of &alpha;-CaMKII+/- mice, which are reported to show working memory deficits in the eight-arm radial maze task. Our data indicated that &alpha;-CaMKII+/- mice showed a working memory deficit, but no impairment of reference memory, and are consistent with previous findings using the eight-arm radial maze task, which supports the validity of our protocol. In addition, our data indicate that mutants tended to exhibit reversal learning deficits, suggesting that &alpha;-CaMKII deficiency causes reduced behavioral flexibility. Thus, the T-maze test using the modified automatic apparatus is useful for assessing working and reference memory and behavioral flexibility in mice.

This article presents the protocol of T-maze tests using a modified automated apparatus for assessing the learning and memory functions in mice.

T-labirent Zorla Değişim ve Çalışma ve Fareler Referans Bellek değerlendirilmesi için sağ-sol Ayrımcılık Görevler

Forced alternation and left-right discrimination tasks using the T-maze have been widely used to assess working and reference memory, respectively, in ...

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy produces symptoms of numbness and paraesthesia in the limbs and may progress to difficulties with fine motor skills and walking, leading to functional impairment. In addition to producing troubling symptoms, chemotherapy-induced neuropathy may limit treatment success leading to dose reduction or early cessation of treatment. Neuropathic symptoms may persist long-term, leaving permanent nerve damage in patients with an otherwise good prognosis3. As chemotherapy is utilised more often as a preventative measure, and survival rates increase, the importance of long-lasting and significant neurotoxicity will increase.
There are no established neuroprotective or treatment options and a lack of sensitive assessment methods. Appropriate assessment of neurotoxicity will be critical as a prognostic factor and as suitable endpoints for future trials of neuroprotective agents. Current methods to assess the severity of chemotherapy-induced neuropathy utilise clinician-based grading scales which have been demonstrated to lack sensitivity to change and inter-observer objectivity4. Conventional nerve conduction studies provide information about compound action potential amplitude and conduction velocity, which are relatively non-specific measures and do not provide insight into ion channel function or resting membrane potential. Accordingly, prior studies have demonstrated that conventional nerve conduction studies are not sensitive to early change in chemotherapy-induced neurotoxicity4-6. In comparison, nerve excitability studies utilize threshold tracking techniques which have been developed to enable assessment of ion channels, pumps and exchangers in vivo in large myelinated human axons7-9.
Nerve excitability techniques have been established as a tool to examine the development and severity of chemotherapy-induced neurotoxicity10-13. Comprising a number of excitability parameters, nerve excitability studies can be used to assess acute neurotoxicity arising immediately following infusion and the development of chronic, cumulative neurotoxicity. Nerve excitability techniques are feasible in the clinical setting, with each test requiring only 5 -10 minutes to complete. Nerve excitability equipment is readily commercially available, and a portable system has been devised so that patients can be tested in situ in the infusion centre setting. In addition, these techniques can be adapted for use in multiple chemotherapies.
In patients treated with the chemotherapy oxaliplatin, primarily utilised for colorectal cancer, nerve excitability techniques provide a method to identify patients at-risk for neurotoxicity prior to the onset of chronic neuropathy. Nerve excitability studies have revealed the development of an acute Na+ channelopathy in motor and sensory axons10-13. Importantly, patients who demonstrated changes in excitability in early treatment were subsequently more likely to develop moderate to severe neurotoxicity11. However, across treatment, striking longitudinal changes were identified only in sensory axons which were able to predict clinical neurological outcome in 80% of patients10. These changes demonstrated a different pattern to those seen acutely following oxaliplatin infusion, and most likely reflect the development of significant axonal damage and membrane potential change in sensory nerves which develops longitudinally during oxaliplatin treatment10. Significant abnormalities developed during early treatment, prior to any reduction in conventional measures of nerve function, suggesting that excitability parameters may provide a sensitive biomarker.

This abstract describes a novel method to assess the development of neurotoxicity in patients receiving chemotherapy treatment. While conventional assessment methods are limited in their ability to detect early changes in nerve function, nerve excitability techniques provide early identification of patients at risk of severe neurotoxicity and insight into pathophysiology.

Kemoterapiye bağlı Nörotoksisite Sinir Eksitabilite Değerlendirme

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Selective Tracing of Auditory Fibers in the Avian Embryonic Vestibulocochlear Nerve

The embryonic chick is a widely used model for the study of peripheral and central ganglion cell projections. In the auditory system, selective labeling of auditory axons within the VIIIth cranial nerve would enhance the study of central auditory circuit development. This approach is challenging because multiple sensory organs of the inner ear contribute to the VIIIth nerve 1. Moreover, markers that reliably distinguish auditory versus vestibular groups of axons within the avian VIIIth nerve have yet to be identified. Auditory and vestibular pathways cannot be distinguished functionally in early embryos, as sensory-evoked responses are not present before the circuits are formed. Centrally projecting VIIIth nerve axons have been traced in some studies, but auditory axon labeling was accompanied by labeling from other VIIIth nerve components 2,3. Here, we describe a method for anterograde tracing from the acoustic ganglion to selectively label auditory axons within the developing VIIIth nerve. First, after partial dissection of the anterior cephalic region of an 8-day chick embryo immersed in oxygenated artificial cerebrospinal fluid, the cochlear duct is identified by anatomical landmarks. Next, a fine pulled glass micropipette is positioned to inject a small amount of rhodamine dextran amine into the duct and adjacent deep region where the acoustic ganglion cells are located. Within thirty minutes following the injection, auditory axons are traced centrally into the hindbrain and can later be visualized following histologic preparation. This method provides a useful tool for developmental studies of peripheral to central auditory circuit formation.

Here we describe a microdissection technique followed by fluorescent dye injection into the acoustic ganglion of early chick embryos for selective tracing of auditory axon fibers in the nerve and hindbrain.

Kuş Embriyonik vestibülokoklear sinir İşitsel Elyaf seçici Aydınger

The embryonic chick is a widely used model for the study of peripheral and central ganglion cell projections. In the auditory system, selective labeling ...

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

Studies in the mammalian neocortex have enabled unprecedented resolution of cortical structure, activity, and response to neurodegenerative insults by repeated, time-lapse in vivo imaging in live rodents. These studies were made possible by straightforward surgical procedures, which enabled optical access for a prolonged period of time without repeat surgical procedures. In contrast, analogous studies of the spinal cord have been previously limited to only a few imaging sessions, each of which required an invasive surgery. As previously described, we have developed a spinal chamber that enables continuous optical access for upwards of 8 weeks, preserves mechanical stability of the spinal column, is easily stabilized externally during imaging, and requires only a single surgery. Here, the design of the spinal chamber with its associated surgical implements is reviewed and the surgical procedure is demonstrated in detail. Briefly, this video will demonstrate the preparation of the surgical area and mouse for surgery, exposure of the spinal vertebra and appropriate tissue debridement, the delivery of the implant and vertebral clamping, the completion of the chamber, the removal of the delivery system, sealing of the skin, and finally, post-operative care. The procedure for chronic in vivo imaging using nonlinear microscopy will also be demonstrated. Finally, outcomes, limitations, typical variability, and a guide for troubleshooting are discussed.

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

In this video, we describe a procedure for implanting a chronic optical imaging chamber over the dorsal spinal cord of a live mouse. The chamber, surgical procedure, and chronic imaging are reviewed and demonstrated.

Boyuna için bir Spinal Odası implantasyon için bir Prosedürü<em&gt; İn Vivo</em&gt; Fare Omurilik Görüntüleme

Studies in the mammalian neocortex have enabled unprecedented resolution of cortical structure, activity, and response to neurodegenerative insults by ...

Assays to Detect UV-reflecting Structures and Determine their Importance in Mate Preference using the Sailfin Molly Poecilia latipinna

Many organisms use cues and signals beyond human sensitivity during social interactions. It is important to take into account how organisms perceive their worlds when trying to understand their behavior and ecology. Sensitivity to the ultraviolet spectrum (UV; 300 - 400 nm) is found across multiple genera of birds, fish, reptiles, amphibians, and even mammals. This protocol describes a technique for examining organisms for the presence of UV-reflecting structures and a method for testing whether these cues are used as social signals in the context of mate choice. A spectrophotometer is used to detect the presence of UV reflectance and variation in reflective intensity between individuals and sexes. An example of this technique is presented in which a dichotomous mate choice test exposes sexually receptive individuals to opposite sex individuals whose visual appearance can be manipulated by filters that either transmit full spectrum or block UV wavelengths. This system allowed for the determination that female, but not male, sailfin mollies (Poecilia latipinna) were using UV markings as part of their mating decisions. These types of studies serve to expand our knowledge of the range of organisms that utilize UV and provide insight into how UV plays a role in their lives.

Assays to Detect UV-reflecting Structures and Determine their Importance in Mate Preference using the Sailfin Molly Poecilia latipinna

This protocol outlines the use of spectrophotometry to detect ultraviolet-reflecting structures on organisms (in this example, the sailfin molly Poecilia latipinna) and describes dichotomous choice tests for fish that allow inferences to be made on the role of ultraviolet cues during mate selection.

Tahliller UV yansıtan Yapıları Algılama ve Sailfin Molly kullanarak Mate Tercihi kendi Önemi belirleme<em&gt; Poecilia latipinna</em

Many organisms use cues and signals beyond human sensitivity during social interactions. It is important to take into account how organisms perceive their ...

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

The nervous system is composed of an enormous range of distinct neuronal types. These neuronal subpopulations are characterized by, among other features, their distinct dendritic morphologies, their specific patterns of axonal connectivity, and their selective firing responses. The molecular and cellular mechanisms responsible for these aspects of differentiation during development are still poorly understood.
Here, we describe combined protocols for labeling and characterizing the structural connectivity and excitability of cortical neurons. Modification of the in utero electroporation (IUE) protocol allows the labeling of a sparse population of neurons. This, in turn, enables the identification and tracking of the dendrites and axons of individual neurons, the precise characterization of the laminar location of axonal projections, and morphometric analysis. IUE can also be used to investigate changes in the excitability of wild-type (WT) or genetically modified neurons by combining it with whole-cell recording from acute slices of electroporated brains. These two techniques contribute to a better understanding of the coupling of structural and functional connectivity and of the molecular mechanisms controlling neuronal diversity during development. These developmental processes have important implications on axonal wiring, the functional diversity of neurons, and the biology of cognitive disorders.

In Utero Electroporation Approaches to Study the Excitability of Neuronal Subpopulations and Single-cell Connectivity

This manuscript provides protocols that use in utero electroporation (IUE) to describe the structural connectivity of neurons at the single-cell level and the excitability of fluorescently labeled neurons. Histology is used to characterize dendritic and axonal projections. Whole-cell recording in acute slices is used to investigate excitability.

Rahimde Elektroporasyon Nöronal alt popülasyonlar heyecanlanma ve Tek hücreli Bağlantı Eğitim Yaklaşımları

The nervous system is composed of an enormous range of distinct neuronal types. These neuronal subpopulations are characterized by, among other features, ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and latency detect chronic axon loss and demyelination, respectively. Axonal excitability techniques &#34;by threshold tracking&#34; expand upon these measures by providing information regarding the activity of ion channels, pumps and exchangers that relate to acute function and may precede degenerative events. As such, the use of axonal excitability in animal models of neurological disorders may provide a useful in vivo measure to assess novel therapeutic interventions. Here we describe an experimental setup for multiple measures of motor axonal excitability techniques in the rat ulnar nerve.
The animals are anesthetized with isoflurane and carefully monitored to ensure constant and adequate depth of anesthesia. Body temperature, respiration rate, heart rate and saturation of oxygen in the blood are continuously monitored. Axonal excitability studies are performed using percutaneous stimulation of the ulnar nerve and recording from the hypothenar muscles of the forelimb paw. With correct electrode placement, a clear compound muscle action potential that increases in amplitude with increasing stimulus intensity is recorded. An automated program is then utilized to deliver a series of electrical pulses which generate 5 specific excitability measures in the following sequence: stimulus response behavior, strength duration time constant, threshold electrotonus, current-threshold relationship and the recovery cycle.
Data presented here indicate that these measures are repeatable and show similarity between left and right ulnar nerves when assessed on the same day. A limitation of these techniques in this setting is the effect of dose and time under anesthesia. Careful monitoring and recording of these variables should be undertaken for consideration at the time of analysis.

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Axonal excitability techniques provide a powerful tool to examine pathophysiology and biophysical changes that precede irreversible degenerative events. This manuscript demonstrates the use of these techniques on the ulnar nerve of anesthetized rats.

Vivo Aksonal uyarılabilirlik test ile sıçan Ulnar sinirin Elektrofizyolojik ölçüm

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Operant Protocols for Assessing the Cost-benefit Analysis During Reinforced Decision Making by Rodents

Reinforcement-guided decision making is the ability to choose between competing courses of action based on the relative value of the benefits and their consequences. This process is integral to the normal human behavior and has been shown to be disrupted by neurological and psychiatric disorders such as addiction, schizophrenia, and depression. Rodents have long been used to uncover the neurobiology of human cognition. To this end, several behavioral tasks have been developed; however, most are non-automated and are labor-intensive. The recent development of the open-source microcontroller has enabled researchers to automate operant-based tasks for assessing a variety of cognitive tasks, standardizing the stimulus presentation, improving the data recording and consequently, improving the research output. Here, we describe an automated delay-based reinforcement-guided decision-making task, using an operant T-maze controlled by custom-written software programs. Using these decision-making tasks, we show the changes in the local field potential activities in the anterior cingulate cortex of a rat whilst it performs a delay-based cost-and-benefit decision-making task.

A cost-benefit analysis is a weighing-scale approach that the brain performs during the course of decision making. Here, we propose a protocol to train rats on an operant-based decision-making paradigm where rats choose higher rewards at the expense of waiting for 15 s to receive them.

Kemirgenler tarafından güçlendirilmiş karar verme sırasında maliyet-fayda analizi değerlendirmek için operant protokolleri

Reinforcement-guided decision making is the ability to choose between competing courses of action based on the relative value of the benefits and their ...

Generation of 3-D Collagen-based Hydrogels to Analyze Axonal Growth and Behavior During Nervous System Development

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is centered on culturing small pieces of embryonic or early postnatal rodent brains inside a 3-D hydrogel formed by the rat tail tendon-derived type I collagen with specific porosity. Tissue pieces are cultured inside the hydrogel and confronted to specific brain fragments or genetically-modified cell aggregates to produce and secrete molecules suitable for creating a gradient inside the porous matrix. The steps of this protocol are simple and reproducible but include critical steps to be considered carefully during its development. Moreover, the behavior of growing axons can be monitored and analyzed directly using a phase-contrast microscope or mono/multiphoton fluorescence microscope after fixation by immunocytochemical methods.

Here, we provide a method for analyzing the behavior of growing axons in 3D matrices, mimicking their natural development.

Sinir sistemi gelişimi sırasında axonal büyüme ve davranışı analiz etmek için 3-b kollajen bazlı hydrogels üretimi

This protocol uses natural type I collagen to generate three-dimensional (3-D) hydrogel for monitoring and analyzing the axonal growth. The protocol is ...