Name: design and construction of a cost effective headstage for simultaneous neural stimulation and recording in the water maze
Uploaded: 2010-10-13T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze at JoVE.com

<p class="jove_content"> Wir möchten Justin Riceberg für die technische Unterstützung bei der Prüfung der headstage anzuerkennen. Diese Arbeit wurde teilweise durch National Institutes of Health Grants MH65658, MH073689 und F30 AG034003-01A1, und der Mount Sinai School of Medicine unterstützt. </p>

<p class="jove_title"> 1. Headstage Design und Herstellung Übersicht </p><p class="jove_content"> Ein ausgefülltes headstage Vorverstärker-System besteht aus den folgenden Komponenten: </p><ol><li> Ein Computer entwickelt integrierte Platine mit vier Kanälen von Aufnahme-und zwei Kanäle der Stimulation. </li><li> Elektroden, die die Aufnahmen und Stimulationskanäle mit den entsprechenden Anschlüssen auf die Tiere den Kopf Bühne Relais. </li><li> Eine Leine Kabel und Schnittstelle, leitet die Ableitung und Stimulation Kanäle zu einem Sc...

<ol>
	<li>Morris, R. G., Garrud, P., Rawlins, J. N., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Place+navigation+impaired+in+rats+with+hippocampal+lesions.">Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions.</a> <em style='font-style: italic'>Nature</em>. <b>297</b>, 681-683 (1982).</li><li>Rolston, J. D., Gross, R. E., Potter, S. 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+low-cost+multielectrode+system+for+data+acquisition+enabling+real-time+closed-loop+processing+with+rapid+recovery+from+stimulation+artifacts.+Front.">A low-cost multielectrode system for data acquisition enabling real-time closed-loop processing with rapid recovery from stimulation artifacts. Front.</a> <em style='font-style: italic'>Neuroengineering</em>. <b>2</b>, 12-12 (2009).</li><li>Fee, M. S., Leonardo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+motorized+microdrive+and+commutator+system+for+chronic+neural+recording+in+small+animals.">Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals.</a> <em style='font-style: italic'>J. Neurosci. Methods</em>. <b>112</b>, 83-94 (2001).</li><li>Shirvalkar, P. R., Rapp, P. R., Shapiro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bidirectional+changes+to+hippocampal+theta+gamma+oscillations+predict+memory+for+recent+spatial+episodes.">Bidirectional changes to hippocampal theta gamma oscillations predict memory for recent spatial episodes.</a> <em style='font-style: italic'>Proc Natl Acad Sci U S A</em>. <b>107</b> (15), 7054-709 (2010).</li></ol>

<p class="jove_content"> Wasser Labyrinth auf Verhaltensänderungen Aufgaben bieten effektive Werkzeuge, um Tiere zu kognitiven Fähigkeiten und Darstellungen in Echtzeit <sup>1-Sonde.</sup> Die Verwendung von leichten und kostengünstigen headstage Vorverstärker ist besonders kritisch in Verhaltenstherapie Neurophysiologie Anwendungen, bei denen das Wasser Labyrinth. Da entweicht das kalte Wasser bietet die intrinsische Motivation für die Tiere in dieser Aufgaben kann ihr Verhalten in wiederholten Versuchen, ohne die Schwierigkeiten zu motiv...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Custom designed Integrated Circuit Board</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ExpressPCB.com</td>
<td>Custom</td>
<td>2 layer double sided PCB</td>
</tr>
<tr>
<td>Surface mount Resistors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Mouser Electronics</td>
<td>RK73B1JTTDD156J</td>
<td>1/10 W, 15 M Ohm 0603, Thick film</td>
</tr>
<tr>
<td>SMD Capacitors </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Newark Electronics</td>
<td>0402YD104KAT2A</td>
<td>0.1 uF (0402)</td>
</tr>
<tr>
<td>SMD Operational Amplifier (quad FET)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Mouser Electronics</td>
<td>595-TLC2274AIPW</td>
<td>Quad FET - low noise</td>
</tr>
<tr>
<td>9 pin ABS socket</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ginder Scientific</td>
<td>GS09SKT-220</td>
<td>For animal connection</td>
</tr>
<tr>
<td>9-pin ABS Plug</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ginder Scientific</td>
<td>GS09PLG-220</td>
<td>To be implanted in animal</td>
</tr>
<tr>
<td>Black Delrin Ring Nut</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ginder Scientific</td>
<td>GS09BDN-220</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Black Delrin Cap Nut</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ginder Scientific</td>
<td>GS09BDC-220</td>
<td>For protecting animal's implant</td>
</tr>
<tr>
<td>Amphenol pins (male)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ginder Scientific</td>
<td>220-P02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Amphenol pins (female)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ginder Scientific</td>
<td>220-S02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>5-minute epoxy</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Devcon Inc.</td>
<td>S-208 / 20845</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Poster Tack Putty</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Elmer's</td>
<td>026000015318</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Rosin Core Solder</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Radio Shack</td>
<td>64-009</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Soldering Iron </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Weller</td>
<td>Pyropen WSTA6</td>
<td>(adjustable heat)</td>
</tr>
<tr>
<td>Metal tweezers</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>Size 5</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Parafilm sheets</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>American National Can</td>
<td>Parafilm 4" x 250'</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Magnet wire</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Belden</td>
<td>8052</td>
<td>Enamel Coated</td>
</tr>
<tr>
<td>Ammeter/ Multimeter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fluke Mfg Co.</td>
<td>77 Multimeter</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Millmax Double Row Headers</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Millmax / Mouser</td>
<td>575 - 002101</td>
<td>0.05"</td>
</tr>
<tr>
<td>Solder Wick</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Chemtronics</td>
<td>7-10L</td>
<td>0.75 in.</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>
	

design and construction of a cost effective headstage for simultaneous neural stimulation and recording in the water maze

<p class="jove_content"> Headstage Vorverstärker und Quelle Anhänger werden üblicherweise verwendet, um neuronale Aktivität in der Verhaltensforschung Neurophysiologie Experimenten zu studieren. Verfügbaren kommerziellen Produkte sind oft teuer und nicht leicht angepasst, und nicht Tauchpumpe. Hier beschreiben wir eine Methode zur Planung und Errichtung einer maßgeschneiderten, integrierten Schaltkreis headstage zur gleichzeitigen 4-Kanal-neuronale Aufnahme und 2-Kanal-Simulation an wachen, sich verhaltenden Tier. Die headstage ist das Ergebnis eines freien, kommerziell erhältlichen CAD-type-Design-Paket, und kann leicht modifiziert werden, um verschiedene Skalen (zB Kanäle hinzufügen) unterzubringen. Eine angepasste Platine ist mit Hilfe Surface Mount Widerstände, Kondensatoren und Operationsverstärkern, die Einheit zu gewinnen Source-Folger-Schaltung zu bauen. Die headstage ist wasserdicht mit einer Kombination von Epoxidharz, Parafilm und ein synthetischer Kautschuk putty gemacht. Wir haben dieses Gerät verwendet, um lokale Feldpotenziale aufzeichnen und stimulieren verschiedene Hirnregionen gleichzeitig über unabhängige Kanäle in Ratten schwimmen in einem Wasser-Labyrinth. Die Gesamtkosten belaufen sich auf &lt;$ 30/unit und können leicht hergestellt werden. </p>

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

<p class="jove_content">Wir präsentieren eine Low-Cost-Methode zu entwerfen und zu konstruieren ein Licht headstage Vorverstärker mit gleichzeitiger neuronalen Ableitung und Stimulation Fähigkeit. Dieses Gerät kann für den Einsatz abgedichtet werden in schwimmenden Tieren.</p>

Planung und Bau eines kostengünstigen Headstage für Simultaneous Neural Stimulation und Aufnahme in the Water Maze

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer&#39;s Disease Model Mice

Morris Water Maze Test for Learning and Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice

Morris Water Maze-Test für Lern-und Gedächtnisstörungen bei Alzheimer-Modell Mäuse

The Morris Water Maze (MWM) was first established by neuroscientist Richard G. Morris in 1981 in order to test hippocampal-dependent learning, including ...

Forschung

Neurowissenschaften

Preparation of an Awake Mouse for Recording Neural Responses and Injecting Tracers

Die Erstellung eines Awake Mausklick für Aufnahme neuronalen Antworten und Einspeisen von Tracer

It is well known that anesthesia alters neural response properties in various regions of the brain.13.  In the auditory system, fundamental response ...

Optical Recording of Suprathreshold Neural Activity with Single-cell and Single-spike Resolution

Optische Aufnahme überschwellige neuronale Aktivität mit Single-Cell-und Single-Spike Auflösung

Signaling of information in the vertebrate central nervous system is often carried by populations of neurons rather than individual neurons. Also ...

Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals

Konstruktion und Montage eines Ultra-light Motorisierte Microdrive für chronische Neural Recordings in Kleintiere

The ability to chronically record from populations of neurons in freely behaving animals has proven an invaluable tool for dissecting the function of ...

Whole Cell Patch Clamp for Investigating the Mechanisms of Infrared Neural Stimulation

Whole Cell Patch-Clamp für erforschen die Mechanismen der Infrarot Neural Stimulation

It has been  demonstrated in recent years that pulsed, infrared laser light can be used to  elicit electrical responses in neural tissue, independent of ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in ...

A Method for Systematic Electrochemical and Electrophysiological Evaluation of Neural Recording Electrodes

Eine Methode zur systematischen Elektrochemische und elektrophysiologische Bewertung der Neural Aufzeichnungselektroden

New materials and designs for neural implants are typically tested separately, with a demonstration of performance but without reference to other implant ...

Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications

Die Herstellung von High-Kontakt-Dichte, Flach-Interface Nerve Elektroden für die Aufnahme und Stimulation Anwendungen

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic ...

Time-dependent Increase in the Network Response to the Stimulation of Neuronal Cell Cultures on Micro-electrode Arrays

Zeitabhängige Erhöhung der Netzwerkreaktion auf die Stimulation von neuronalen Zellkulturen auf Mikroelektroden-Arrays

Micro-electrode arrays (MEAs) can be used to investigate drug toxicity, design paradigms for next-generation personalized medicine, and study network ...

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

Gleichzeitige Aufnahmen der kortikalen lokales Feld Potentiale, Elektrokardiogramm, Elektromyogramm und Atemrhythmus aus einem frei beweglichen Ratte

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