Name: large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents
Uploaded: 2012-03-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents at JoVE.com

Marie Curie International Outgoing Fellowship (Europäischen Union FP/2007-2013 Finanzhilfevereinbarungen # 221834 und 254780), JD McDonnell Foundation, NSF Grant SBE 0542013, National Institutes of Health Grants NS034994, National Institute of Mental Health Grants MH5467 und das Howard Hughes Medical Institute (Janelia Farm Research Campus Finanzhilfe).

1. Der Bau des Microdrive Ein bewegliches Teil, der die Elektrode und einen festen Teil, der am Schädel befestigt wird trägt: Alle Laufwerke werden aus den gleichen Grundelementen. Ein idealer Microdrive erlaubt glatt, aber lang genug, Reisen von der Elektrode in mehreren kleinen Schritten, ist robust genug, um versehentliche Bewegung der Elektrode, einfach durch den Experimentator ohne Eingriff in das Verhalten des Tieres, klein und leicht im Gewicht manipulieren zu verhindern. Als ein Erge...

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	<li>Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+network+oscillation+in+the+hippocampus.">High-frequency network oscillation in the hippocampus.</a> Science. 256, 1025-1027 (1992).</li><li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space.">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261, 1055-1058 (1993).</li><li>Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat. 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Methods. 187, 67-72 (2010).</li><li>Cerf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-line,+voluntary+control+of+human+temporal+lobe+neurons.">On-line, voluntary control of human temporal lobe neurons.</a> Nature. 467, 1104-1108 (2010).</li><li>Kohn, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+and+Analgesia+in+Laboratory+Animals.">Anesthesia and Analgesia in Laboratory Animals.</a> American College of Laboratory Animal Medicine. series, (1997).</li><li>Schjetnan, A. G. 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D., Najafi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fully+integrated+mixed-signal+neural+processor+for+implantable+multichannel+cortical+recording.">A fully integrated mixed-signal neural processor for implantable multichannel cortical recording.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 54, 1075-1088 (2007).</li><li>O'Connor, D. H., Huber, D., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reverse+engineering+the+mouse+brain.">Reverse engineering the mouse brain.</a> Nature. 461, 923-929 (2009).</li><li>Boyden, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Millisecond-timescale,+genetically+targeted+optical+control+of+neural+activity.">Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity.</a> Nat. Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).</li><li>Zhang, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circuit-breakers:+optical+technologies+for+probing+neural+signals+and+systems.">Circuit-breakers: optical technologies for probing neural signals and systems.</a> Nat. Rev. Neurosci. 8, 577-581 (2007).</li><li>Royer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-array+silicon+probes+with+integrated+optical+fibers:+light-assisted+perturbation+and+recording+of+local+neural+circuits+in+the+behaving+animal.">Multi-array silicon probes with integrated optical fibers: light-assisted perturbation and recording of local neural circuits in the behaving animal.</a> Eur. J. Neurosci. 31, 2279-2291 (2010).</li></ol>

Dieser Film zeigt die Implantation von Silizium-Sonden für chronische großflächige Aufnahmen in der Ratte zu verhalten. Kritische Schritte, um hochwertige Aufnahmen der neuronalen Aktivität zu gewährleisten ergeben sich aus der Zerbrechlichkeit der sowohl biologische (Hirngewebe) und technische (Silizium-Sonde) Materialien. Besondere Vorsicht ist geboten beim Umgang mit der Sonde, um jeglichen Kontakt von Schäften mit jedem remote &quot;harte&quot; Oberfläche (zum Beispiel die Schäfte brechen würde, wenn man ve...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name </td><td> Typ </td><td> Firma </td><td> Katalog-Zahl </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Silicon Sonde Buzsaki32, 4 Schäfte x 8 Seiten. Verpackung: flexible Polyamid-Kabel </td><td> Material </td><td> NeuroNexus </td><td> Probe: buzsaki32 Verpackung: HC32 </td><td> Recording-Sonde </td></tr><tr><td> Messing-Schraube, 00-90 x 1/2 Runde Messing Schrauben </td><td> Material </td><td> JIMorris </td><td> R0090B500 </td><td> Antriebsteil </td></tr><tr><td> Messing Sechskantmutter, 00-90 </td><td> Material </td><td> JIMorris </td><td> N0090B </td><td> Antriebsteil </td></tr><tr><td> Messing-Streifen C260, ASTM-B36 Dicke: 0.025 &quot;, Länge: 12&quot;, Breite: 1/2 &quot; </td><td> Material </td><td> Kleinteile </td><td> B000FMYU72 </td><td> Antriebsteil </td></tr><tr><td> Connector-Header, Raster 2mm, mAle, einreihig, geradeaus, 36 Positionen </td><td> Material </td><td> Digikey </td><td> 2163S-36-ND </td><td> Antriebsteil </td></tr><tr><td> 2-teilige Sylgard Silikonkautschuk </td><td> Material </td><td> World Precision Instruments </td><td> SYLG184 </td><td> Zum Extra-Isolierung der Sonde </td></tr><tr><td> Decon contrad 70 Flüssigwaschmittel </td><td> Reagens </td><td> Fisher Scientific </td><td> 04-355 Decon Laboratories Nr.: 1002 </td><td> Um die Aufzeichnung zu reinigen Sites </td></tr><tr><td> Impedanz Konditionierungsmodul </td><td> Ausrüstung </td><td> FHC Inc. </td><td> 55-70-0 </td><td> Impedanzmeterfunktion </td></tr><tr><td> niPOD - 32 Kanäle </td><td> Ausrüstung </td><td> Neuronexus </td><td> niPOD -32 </td><td> Impedanzmeterfunktion </td></tr><tr><td> Grip Cement Industrial Grade </td><td> Material </td><td> Dentsply Caulk </td><td> 675571 (Pulver) 675572 (Lösungsmittel) </td><td> Grip cement </td></tr><tr><td> 1,1 &#39;-Dioctadecyl-3, 3,3&#39;, 3&#39;-tetramethylindocarbocyaninperchlorat (&quot;Dil &#39;; DiIC18 (3)) </td><td> Reagens </td><td> Invitrogen </td><td> D282 </td><td> Um die Sonde Spur im Gehirn Fleck </td></tr><tr><td> Stainless Steel Maschinenschraube, Binding Head, Schlitz-Drive, # 00-90, 1/8 &quot; </td><td> Material </td><td> Kleinteile </td><td> MX-0090-02B </td><td> Grund-und Referenz-Schrauben </td></tr><tr><td> Magnet Draht, 20G, Nylon-Polyurethan-Beschichtung, MW80 </td><td> Material </td><td> Kleinteile </td><td> B000IJYRP2 </td><td> Grund-und Referenz-Draht </td></tr><tr><td> Stainless Steel Maschinenschraube, Binding mit Schlitz Drive, # 000-120, 1/16 &quot; </td><td> Material </td><td> Kleinteile </td><td> MX-000120-01B </td><td> Ankerschrauben </td></tr><tr><td> N-3 Allzweck Flußmittelflüssigkeit </td><td> Reagens </td><td> La-Co (Markal) </td><td> 23512 </td><td> Ermöglicht zu löten Edelstahl- </td></tr><tr><td> MicroGrid Precision Expanded Kupfer </td><td> Material </td><td> Dexmet </td><td> 3 CU6-050 FA </td><td> Kupfergeflecht für an-Kopf-Faraday-Käfig </td></tr><tr><td> C &amp; B-Metabond Schnell! Zement-System - Dentin Activator </td><td> Material </td><td> Parkell </td><td> S380 </td><td></td></tr><tr><td> C &amp; B-Metabond Schnell! Zement-System - Zahnzement </td><td> Material </td><td> Parkell </td><td> S380 </td><td></td></tr><tr><td> Sharp Punkt Wolfram Nadel und Halter </td><td> Werkzeug </td><td> Roboz Chirurgische Instrumente </td><td> RS-6064 und RS-6061 </td><td> Um den Haken, um die Dura heben </td></tr><tr><td> Karbidbohrer HP 1/4 </td><td> Werkzeug </td><td> Henry Schein </td><td> 9990013 </td><td></td></tr><tr><td> Paraffin (Granulat) </td><td> Material </td><td> Fisher Scientific </td><td> P31-500 </td><td></td></tr><tr><td> Mineral Oil, Light (NF / FCC) </td><td> Material </td><td> Fisher Scientific </td><td> O121-1 </td><td></td></tr><tr><td> GC ELECTRONICS 10-114 2-Komponenten-Epoxy-Kleber </td><td> Material </td><td> Newark </td><td> 00Z416 </td><td></td></tr><tr><td> Typ 1 LITZ 21 AWG 40/36 Red Einzel Polyurethan-Nylon (MW80-C) 0,041 &quot;+ / -0,002&quot; OD </td><td> Material </td><td> New England Draht Technologies Corporation </td><td> N28-36E-400-2 </td><td> Um das Kabel zwischen dem headstage und dem Verstärker machen </td></tr><tr><td> 32-Kanal-Very Large Scale Integration headstage, 20x Gewinn </td><td> Ausrüstung </td><td> Plexon </td><td> HST/32V-G20 </td><td> Headstage </td></tr></tbody></table>

large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents

Eine große Herausforderung in den Neurowissenschaften ist die Verknüpfung mit dem kollektiven Verhalten Aktivität neuronaler Baugruppen. Verständnis der Input-Output-Beziehungen von Neuronen und Schaltungen erfordert Methoden, mit der räumlichen Selektivität und zeitlicher Auflösung geeignet für mechanistische Analyse von neuronalen Ensembles in der Tier verhält, dh die Aufnahme von großen Proben repräsentativ isolierter einzelner Neurone. Ensemble Überwachung der neuronalen Aktivität hat sich in den vergangenen zehn Jahren in kleinen und mit großem Gehirn Tiere, einschließlich der menschlichen Probanden 1-11 fortgeschritten ist. Multiple-Ort-Aufnahme mit Silizium-basierten Geräte sind besonders effektiv, da sie hochgradig skalierbar, kleines Volumen und geometrisches Design. Hier beschreiben wir mehrere Methoden zur Erfassung einzelner Neurone und lokale Feld Potential in Nagetieren zu verhalten, mit handelsüblichen mikrobearbeiteten Silizium-Sonden mit maßgeschneiderten Zubehör-Komponenten. Es gibt zwei grundlegende Optionen foder die Anbindung an Silizium-Sonden-Vorverstärker: Leiterplatten und flexiblen Kabeln. Probe Zulieferfirmen ( <a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a> ; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a> ; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a> ) bieten in der Regel die Bonding-Service und liefern Sonden gebunden an Leiterplatten oder flexible Leitungen. Hier beschreiben wir die Implantation eines 4-Schaft, 32-Seite Sonde an flexiblen Polyimid-Kabel und an einem beweglichen Microdrive. Jeder Schritt der Sonde Vorbereitung wird Microdrive Konstruktion und Operation dargestellt, so dass der Endanwender kann problemlos replizieren Sie den Vorgang.

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Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

Wir beschreiben Methoden zur großflächigen Erfassung von mehreren Einzelgeräten und lokalen Bereich Potential in Nagetieren verhalten mit Silizium-Sonden. Antrieb Fertigung, Sonde Befestigung an der Antriebs-und Sonde Implantation Prozesse sind in ausreichender Details für eine einfache Replikation dargestellt.

Großflächige Aufnahme von Neuronen durch Movable Silicon Probes in Behaving Nagetiere

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

Recording Großflächige Neuronale Ensembles mit Silicon-Sonden in der narkotisierten Ratte

Large scale electrophysiological recordings from neuronal ensembles offer the opportunity to investigate how the brain orchestrates the wide variety of ...

Forschung

Neurowissenschaften

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluoreszenzmarkierung Ermöglicht Gezielte Extracellular Einzel-Einheit Aufnahme von identifizierten Neuronen<em&gt; In vivo</em

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

Aufnahme und Analyse der zirkadianen Rhythmen in Laufen-Rad-Aktivität in Nagetiere

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

Recording Gamma Band Oscillations in Pedunculopontine Nucleus Neurons

Recording Gamma-Band-Oszillationen in Nucleus pedunculopontinus Neurons

Synaptic efferents from the PPN are known to modulate the neuronal activity of several intralaminar thalamic regions (e.g., the ...

Large-scale Reconstructions and Independent, Unbiased Clustering Based on Morphological Metrics to Classify Neurons in Selective Populations

Großflächige Rekonstruktionen und Independent, Unvoreingenommene Clustering Basierend auf Morphologische Metriken Klassifizieren Neurons in Selective Populations

This protocol outlines large-scale reconstructions of neurons combined with the use of independent and unbiased clustering analyses to create a ...

Quantification of Endosome and Lysosome Motilities in Cultured Neurons Using Fluorescent Probes

Quantifizierung von Endosom- und Lysosom-Motilen in kultivierten Neuronen mit fluoreszierenden Sonden

In the brain, membrane trafficking systems play important roles in regulating neuronal functions, such as neuronal morphology, synaptic plasticity, ...

Implantation of Chronic Silicon Probes and Recording of Hippocampal Place Cells in an Enriched Treadmill Apparatus

Implantation von chronischen Silicon Sonden und Aufzeichnung der Hippocampal Platzzellen in eine angereicherte Laufband-Vorrichtung

An important requisite for understanding brain function is the identification of behavior and cell activity correlates. Silicon probes are advanced ...

Ratiometric Calcium Imaging of Individual Neurons in Behaving Caenorhabditis Elegans

Ratiometric Calcium Imaging of Individual Neurons in Behaving Caenorhabditis Elegans

Ratiometrischen Kalzium Imaging einzelner Neuronen im Verhalten Caenorhabditis Elegans

It has become increasingly clear that neural circuit activity in behaving animals differs substantially from that seen in anesthetized or immobilized ...

Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

Bau eine verbesserte Multi-Tuberkuloseinfektion Hyperdrive für groß angelegte neuronalen Aufnahme in Ratten Verhalten

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons

Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons

Vorbereitungen und Protokolle für die ganze Zelle Patch Clamp Aufnahme von Xenopus Laevis Tectal Neuronen

The Xenopus tadpole retinotectal circuit, comprised of the retinal ganglion cells (RGCs) in the eye which form synapses directly onto neurons in the optic ...