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

Il lavoro è stato sostenuto da NIH 1 R21NS057718-01.

1. Si tratta di un intervento chirurgico non-sopravvivenza. Il primo passo è l&#39;impianto degli elettrodi. In questo esempio, gli elettrodi saranno impiantati nelle regioni zampa di corteccia somatosensoriale primaria di entrambi gli emisferi. <ol><li> Anestetizzare il topo (maschio ratto SD, 200-300 g) con 2% isoflurano e fissare in posizione su un sistema stereotassico chirurgico. Prima di iniziare l&#39;intervento chirurgico, in modo che l&#39;animale è ben anestetizzato e non mostra alcuna risposta ad un piz...

<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>

Entrambe le registrazioni elettrofisiologiche e fMRI BOLD separatamente ben sviluppato tecniche. Tuttavia, allo stesso tempo di registrazione e di imaging è impegnativo a causa delle interferenze reciproche 2 delle due modalità. Qui forniamo una possibile soluzione per esperimenti combinati nel roditore. Il metodo modificato di impianto dell&#39;elettrodo riduce al minimo l&#39;influenza sulla qualità dell&#39;immagine, e la rimozione degli artefatti per le registrazioni elettrica sia necessaria per rimuov...

simultaneous fmri and electrophysiology in the rodent brain

Per esaminare le basi neurali del livello di ossigenazione del sangue dipendente (BOLD), risonanza magnetica (MRI) del segnale, abbiamo sviluppato un modello di roditore in cui dati di risonanza magnetica funzionale e<em&gt; In vivo</emRegistrazione&gt; intracorticale possono essere eseguite contemporaneamente. La combinazione di registrazione risonanza magnetica ed elettrica è tecnicamente impegnativo, perché gli elettrodi utilizzati per la registrazione di distorcere le immagini MRI e l&#39;acquisizione MRI induce rumore nella registrazione elettrica. Per ridurre al minimo l&#39;interferenza reciproca delle due modalità, microelettrodi di vetro sono stati utilizzati invece che in metallo e un algoritmo di rimozione del rumore è stato implementato per i dati di elettrofisiologia. Nei nostri studi, due microelettrodi impiantati sono stati separatamente negli accordi bilaterali corteccia somatosensoriale primaria (SI) del ratto e fissato in posizione. Una fetta coronale che copre le punte degli elettrodi è stato selezionato per la risonanza magnetica funzionale. Alberi di elettrodi e le posizioni di fissaggio non sono stati inclusi nella porzione di immagine per evitare artefatti di imaging. Il cuoio capelluto rimosso è stato sostituito con un dentifricio per ridurre la mancata corrispondenza suscettibilità ed evitare artefatti Gibbs ronzio nelle immagini. La struttura artefatto indotto nelle registrazioni elettrica dalla rapida commutazione dei campi magnetici durante l&#39;acquisizione dell&#39;immagine è stato caratterizzato da una media di tutti i cicli di scansioni per ogni esecuzione. La struttura di rumore durante l&#39;imaging è stato poi sottratto da registrazioni originali. I corsi tempo denoised sono stati poi utilizzati per ulteriori analisi, in combinazione con i dati fMRI. A titolo di esempio, la simultanea acquisizione è stata utilizzata per determinare la relazione tra i segnali spontanei fMRI BOLD e banda limitata attività intracorticale elettrica. FMRI simultanea e registrazione elettrofisiologica nei roditori fornirà una piattaforma per molte applicazioni interessanti nel campo delle neuroscienze, oltre a chiarire il rapporto tra il segnale fMRI BOLD e l&#39;attività neuronale.

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

Abbiamo sviluppato un metodo per il controllo simultaneo risonanza magnetica funzionale e la registrazione elettrofisiologica del cervello dei roditori, fornendo una piattaforma per l&#39;indagine del rapporto tra attività neurale e il livello di ossigenazione blood dipendente (BOLD) segnale RM.

FMRI simultanea ed Elettrofisiologia nel cervello roditori

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

Progettazione e Costruzione di un Headstage conveniente per simultanea Stimolazione Neurale e registrazione nel Labirinto d&#39;acqua

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

Ricerca

Neuroscienze

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

La combinazione di stimolazione magnetica transcranica e fMRI per esaminare il modo predefinito della rete

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-analisi della struttura e delle funzioni cerebrali con fMRI e Diffusion-weighted imaging

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

Elettroencefalografia simultanea, in tempo reale misura della concentrazione di lattato e la manipolazione Optogenetic di attività neuronale nella corteccia cerebrale Rodentia

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

La stimolazione cerebrale profonda con simultanea fMRI in Roditori

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 optogenetic stimolazione del sistema nervoso centrale Roditore

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

Registrazione simultanea elettrofisiologici e micro-iniezioni di agenti inibitori nel cervello del roditore

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

Personalizzato aghi per microiniezioni nel cervello del roditore

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

Valutazione di densità di sinapsi nelle fette Hippocampal del cervello del roditore

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

Cryosectioning simultanea di più cervelli roditore

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