Name: simultaneous fmri and electrophysiology in the rodent brain
Uploaded: 2010-08-19T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain at JoVE.com

Het werk werd ondersteund door de NIH een R21NS057718-01.

1. Dit is een niet-survival chirurgie. De eerste stap is de implantatie van de elektroden. In dit voorbeeld wordt elektroden worden geïmplanteerd in de voorpoot regio&#39;s van de primaire somatosensorische cortex van beide hemisferen. <ol><li> Verdoven van de rat (mannelijke SD-rat, 200-300 g) met 2% isofluraan en vast op zijn plaats op een chirurgische stereotactische systeem. Voor het begin van de operatie, ervoor te zorgen dat het dier is goed verdoofd en vertoont geen reactie op een teen knijpen. Verwijder de ...

<ol>
	<li>Gruetter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatic,+localized+in+vivo+adjustment+of+all+first-+and+second-order+shim+coils.">Automatic, localized in vivo adjustment of all first- and second-order shim coils.</a> Magn Reson Med. 29 (6), 804-804 (1993).</li><li>Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiological+investigation+of+the+basis+of+the+fMRI+signal.">Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal.</a> Nature. 412 (6843), 150-150 (2001).</li><li>Nir, Y., Fisch, L., Mukamel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coupling+between+neuronal+firing+rate,+gamma+LFP,+and+BOLD+fMRI+is+related+to+interneuronal+correlations.">Coupling between neuronal firing rate, gamma LFP, and BOLD fMRI is related to interneuronal correlations.</a> Curr Biol. 17 (15), 1275-1275 (2007).</li></ol>

Zowel elektrofysiologische opname en BOLD fMRI worden afzonderlijk goed ontwikkelde technieken. Echter, gelijktijdig opnemen en beeldvorming is het gevolg van de onderlinge interferentie twee van de twee modaliteiten uitdagend. Hier bieden wij een mogelijke oplossing voor gecombineerde experimenten in het knaagdier. De gewijzigde methode van elektrode implantatie minimaliseert invloed op de beeldkwaliteit, en het artefact verwijderen voor de elektrische opnames nodig is om het geluid veroorzaakt door beeldacq...

simultaneous fmri and electrophysiology in the rodent brain

Om te onderzoeken van de neurale basis van de bloedoxygenatie niveau afhankelijk (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI)-signaal, hebben we een knaagdier model waarin de functionele MRI-gegevens en<em&gt; In vivo</em&gt; Intracorticale opname kan gelijktijdig worden uitgevoerd. De combinatie van MRI en elektrische opname is technisch een uitdaging, omdat de elektroden worden gebruikt voor het opnemen van een verstoring van de MRI-beelden en de MRI-acquisitie induceert ruis in de elektrische opname. Om het onderlinge interferentie van de twee modaliteiten, werden glazen micro-elektroden in plaats van metaal worden gebruikt en een ruisverwijdering algoritme is geïmplementeerd voor de elektrofysiologie gegevens. In onze studies werden twee micro-elektroden geïmplanteerd in de bilaterale apart primaire somatosensorische cortex (SI) van de rat en vaste plaats. Een coronale slice voor de elektrode tips werd geselecteerd voor functionele MRI. Elektrode assen en fixatie posities werden niet opgenomen in het beeld slice om beeldvorming artefacten te vermijden. De verwijderde hoofdhuid werd vervangen met tandpasta om de gevoeligheid mismatch te verminderen en te voorkomen dat Gibbs rinkelen artefacten in de beelden. Het artefact structuur geïnduceerd in de elektrische opnames van de snel-switching magnetische velden tijdens beeldacquisitie werd gekenmerkt door het gemiddelde van alle cycli scans voor elke run. Het geluid structuur tijdens beeldvorming werd vervolgens afgetrokken van originele opnames. De denoised tijd cursussen werden vervolgens gebruikt voor verdere analyse in combinatie met de fMRI data. Als voorbeeld, was de gelijktijdige aankoop gebruikt om de relatie tussen de spontane fMRI BOLD signalen en band-beperkte intracorticale elektrische activiteit te bepalen. Gelijktijdig fMRI en elektrofysiologische opname in het knaagdier zal een platform voor vele interessante toepassingen in de neurowetenschappen in aanvulling op het ophelderen van de relatie tussen de fMRI BOLD signaal en neuronale activiteit.

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain at JoVE.com

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

We hebben een methode ontwikkeld voor gelijktijdige functionele magnetische resonantie imaging en elektrofysiologische opname in het knaagdieren hersenen, een platform te bieden voor het onderzoek van de relatie tussen de neurale activiteit en het bloed zuurstof niveau afhankelijk (BOLD) MRI-signaal.

Gelijktijdig fMRI en elektrofysiologie bij knaagdieren 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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze

Ontwerp en Bouw van een kosteneffectieve Headstage voor Simultaneous neurale stimulatie en opnemen in het Water Maze

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial ...

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

De combinatie van Transcranial Magnetic Stimulation en fMRI om de standaard-modus Netwerk Onderzoek

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

Co-analyse van hersenstructuur en functie met behulp van fMRI en Diffusie-gewogen beeldvorming

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Simultaneous Electroencephalography, Real-time Measurement of Lactate Concentration and Optogenetic Manipulation of Neuronal Activity in the Rodent Cerebral Cortex

Gelijktijdig Elektro, Real-time meting van lactaatconcentratie en Optogenetic Manipulatie van neuronale activiteit in de Rodent Cerebral Cortex

Although the brain represents less than 5% of the body  by mass, it utilizes approximately one quarter of the glucose used by the body  at rest1. The ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

Deep Brain Stimulation met gelijktijdige fMRI in Knaagdieren

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo optogenetische Stimulatie van de knaagdieren centrale zenuwstelsel

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Micro-injections of Inhibitory Agents in the Rodent Brain

Gelijktijdig Elektrofysiologische opname en Micro-injecties van remmende middelen in de knaagdierhersenen

Here we describe a method for the construction of a single-use &#8220;injectrode&#8221; using commercially accessible and affordable parts. A probing ...

Personalized Needles for Microinjections in the Rodent Brain

Gepersonaliseerde naalden voor Microinjections in de hersenen knaagdier

Microinjections have been used for a long time for the delivery of drugs or toxins within specific brain areas and, more recently, they have been used to ...

Evaluation of Synapse Density in Hippocampal Rodent Brain Slices

Evaluatie van SYNAPS dichtheid in Hippocampal knaagdier hersenen plakjes

In the brain, synapses are specialized junctions between neurons, determining the strength and spread of neuronal signaling. The number of synapses is ...

Simultaneous Cryosectioning of Multiple Rodent Brains

Gelijktijdige Cryosectioning van meerdere knaagdier hersenen

Histology and immunohistochemistry are routine methods of analysis to visualize microscopic anatomy and localize proteins within biological tissue. In ...