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

מארי קירי International Fellowship יוצא (FP/2007-2013 של האיחוד האירופי הסכמי גרנט # 221834 ו - 254780), JD קרן מקדונל, NSF גרנט SBE 0542013, המכונים הלאומיים לבריאות גרנט NS034994, המכון הלאומי לבריאות הנפש MH5467 גרנט לבין הווארד יוז רפואי במכון (Janelia חוות מחקר קמפוס המענק).

1. בניית Microdrive כל הכוננים עשויים אלמנטים בסיסיים: החלק המרגש, אשר נושא את האלקטרודה וחלק קבוע, המעוגן אל הגולגולת. Microdrive האידיאלי מאפשר נסיעה די חלקה אבל ארוכה של האלקטרודה בצעדים קטנים מרובים, הוא יציב מספיק כדי למנוע תנועה מקרית ש...

<ol>
	<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. Neurosci. 7, 446-451 (2004).</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=Visualizing+Large-Scale+Patterns+of+Activity+in+the+Brain:+Optical+and+Electrical+Signals.">Visualizing Large-Scale Patterns of Activity in the Brain: Optical and Electrical Signals.</a> Society for Neuroscience. , (2004).</li><li>Nicolelis, M. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods for Neural Ensemble Recordings. , (2008).</li><li>Hatsopoulos, N. G., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+science+of+neural+interface+systems.">The science of neural interface systems.</a> Annu. Rev. Neurosci. 32, 249-266 (2009).</li><li>Battaglia, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Lantern:+an+ultra-light+micro-drive+for+multi-tetrode+recordings+in+mice+and+other+small+animals.">The Lantern: an ultra-light micro-drive for multi-tetrode recordings in mice and other small animals.</a> J. Neurosci. Methods. 178, 291-300 (2009).</li><li>Kloosterman, F., Davidson, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording:+Drive+Fabrication.">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication.</a> J. Vis. Exp. 26, e1094-e1094 (2009).</li><li>Nguyen, D. P., Layton, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording:+Tetrode+Assembly.">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly.</a> J. Vis. Exp. (26), e1098-e1098 (2009).</li><li>Haiss, F., Butovas, S., Schwarz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+miniaturized+chronic+microelectrode+drive+for+awake+behaving+head+restrained+mice+and+rats.">A miniaturized chronic microelectrode drive for awake behaving head restrained mice and rats.</a> J. Neurosci. 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. P., Luczak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+Large-scale+Neuronal+Ensembles+with+Silicon+Probes+in+the+Anesthetized+Rat.">Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat.</a> J. Vis. Exp. (56), e3282-e3282 (2011).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Rat+Brain.">The Rat Brain.</a> Stereotaxic Coordinates. , (1982).</li><li>Harris, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements.">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84, 401-414 (2000).</li><li>Hazan, L., Zugaro, M., 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=Klusters,+NeuroScope,+NDManager:+a+Free+Software+Suite+for+Neurophysiological+Data+Processing+and+Visualization.">Klusters, NeuroScope, NDManager: a Free Software Suite for Neurophysiological Data Processing and Visualization.</a> J. Neurosci. Methods. 155, 207-216 (2006).</li><li>Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+neurotechnologies+for+chronic+neural+interfaces:+new+horizons+and+clinical+opportunities.">Advanced neurotechnologies for chronic neural interfaces: new horizons and clinical opportunities.</a> J. Neurosci. 28, 11830-11838 (2008).</li><li>Csicsvari, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Massively+parallel+recording+of+unit+and+local+field+potentials+with+silicon-based+electrodes.">Massively parallel recording of unit and local field potentials with silicon-based electrodes.</a> J. Neurophysiol. 90, 1314-1323 (2003).</li><li>Sodagar, A. M., Wise, K. 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>

סרט זה ממחיש את ההליך השתלת סיליקון עבור בדיקות בקנה מידה גדול הקלטות כרוניות בחולדה מתנהג. שלבים קריטיים כדי להבטיח הקלטות באיכות של הפעילות העצבית נובעים השבריריות של שניהם ביולוגי (רקמת המוח) ו טכניים (סיליקון בדיקה) חומרים. זהירות יש לנקוט בזמן הטיפול בדיקה כדי ל?...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם </td><td> סוג </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> הסיליקון בדיקה Buzsaki32, 4 ובמוטות מושחזים x 8 אתרים. אריזה: כבל גמיש פוליאמיד </td><td> חומר </td><td> NeuroNexus </td><td> בדיקה: buzsaki32 אריזה: HC32 </td><td> הקלטה בדיקה </td></tr><tr><td> בורג נחושת עגול, 00-90 x 1/2 ברגי פליז עגול </td><td> חומר </td><td> JIMorris </td><td> R0090B500 </td><td> כונן חלק </td></tr><tr><td> הקס אגוזים פליז, 00-90 </td><td> חומר </td><td> JIMorris </td><td> N0090B </td><td> כונן חלק </td></tr><tr><td> פליז C260 עזה, ASTM-B36 עובי: 0.025 &quot;, אורך: 12&quot;, רוחב: 1/2 &quot; </td><td> חומר </td><td> חלקים קטנים </td><td> B000FMYU72 </td><td> כונן חלק </td></tr><tr><td> מחבר כותרת, גובה 2 מ&quot;מ, מ &#39;אייל, שורה אחת, straigt, 36 עמדות </td><td> חומר </td><td> Digikey </td><td> 2163S-36-ND </td><td> כונן חלק </td></tr><tr><td> 2 חלקים Sylgard אלסטומר סיליקון </td><td> חומר </td><td> Precision של מכשירים בעולם </td><td> SYLG184 </td><td> כדי לבודד במיוחד בדיקה </td></tr><tr><td> Decon Contrad 70 בנוזל כביסה </td><td> מגיב </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> 04-355 Decon מעבדות מספר: 1002 </td><td> כדי לנקות את האתרים הקלטה </td></tr><tr><td> מיזוג עכבה מודול </td><td> ציוד </td><td> Fhc בע&quot;מ </td><td> 55-70-0 </td><td> עכבה מטר </td></tr><tr><td> niPOD - 32 ערוצים </td><td> ציוד </td><td> Neuronexus </td><td> niPOD -32 </td><td> עכבה מטר </td></tr><tr><td> מלט גריפ תעשייתי כיתה </td><td> חומר </td><td> קולק Dentsply </td><td> 675,571 (אבקה) 675,572 (ממס) </td><td> גריפ לספירהment </td></tr><tr><td> 1,1 &quot;, dioctadecyl-3, 3,3&quot;, 3&#39;-tetramethylindocarbocyanine פרכלורט (&quot;DiI &#39;; DiIC18 (3)) </td><td> מגיב </td><td> Invitrogen </td><td> D282 </td><td> להכתים את המסלול בדיקה במוח </td></tr><tr><td> מכונת נירוסטה בורג פלדה, ראש איגוד, כונן מחוררת, # 00-90, 1/8 &quot; </td><td> חומר </td><td> חלקים קטנים </td><td> MX-0090-02B </td><td> הקרקע ברגים התייחסות </td></tr><tr><td> חוט מגנט, 20 גר &#39;, ניילון, פוליאוריטן ציפוי, MW80 </td><td> חומר </td><td> חלקים קטנים </td><td> B000IJYRP2 </td><td> הקרקע חוט התייחסות </td></tr><tr><td> מכונת נירוסטה בורג פלדה, ראש איגוד מחוררת דרייב, # 000-120, 1/16 &quot; </td><td> חומר </td><td> חלקים קטנים </td><td> MX-000120-01B </td><td> עוגן ברגים </td></tr><tr><td> N-3 כל נוזלי שטף מטרה </td><td> מגיב </td><td> La-Co (Markal) </td><td> 23512 </td><td> מאפשר לרתך נירוסטה </td></tr><tr><td> MicroGrid Precision מורחב נחושת </td><td> חומר </td><td> Dexmet </td><td> 3 CU6 FA-050 </td><td> נחושת רשת עבור על ראש כלוב פאראדיי </td></tr><tr><td> C &amp; B-METABOND מהר! מלט מערכת - דנטין Activator </td><td> חומר </td><td> Parkell </td><td> S380 </td><td></td></tr><tr><td> C &amp; B-METABOND מהר! מערכת מלט - צמנט שיניים </td><td> חומר </td><td> Parkell </td><td> S380 </td><td></td></tr><tr><td> נקודה חדה טונגסטן המחט בעל </td><td> כלי </td><td> Roboz מכשירי ניתוח </td><td> RS-6064 ו-RS-6061 </td><td> כדי להפוך את הקרס להרים את דורה </td></tr><tr><td> קרביד Bur HP 1/4 </td><td> כלי </td><td> הנרי שיין </td><td> 9990013 </td><td></td></tr><tr><td> פרפין (גרגרי) </td><td> חומר </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> P31-500 </td><td></td></tr><tr><td> שמן מינרלי, אור (NF / FCC) </td><td> חומר </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> O121-1 </td><td></td></tr><tr><td> GC אלקטרוניקה 10-114 2 חלקים דבק אפוקסי </td><td> חומר </td><td> ניוארק </td><td> 00Z416 </td><td></td></tr><tr><td> 1 סוג LITZ 21 AWG 40/36 אדומה אחת פוליאוריתן, ניילון (MW80-C) .041 &quot;+ / -0.002&quot; OD </td><td> חומר </td><td> ניו אינגלנד Wire Technologies Corporation </td><td> N28-36E-400-2 </td><td> כדי להפוך את הכבל בין headstage ו מגבר </td></tr><tr><td> 32 ערוצים הגדול מאוד שילוב headstage קנה מידה, 20x רווח </td><td> ציוד </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

אתגר גדול במדעי המוח מקשרת התנהגות לפעילות הקולקטיבית של מכלולים עצביים. הבנה של קלט פלט יחסים של נוירונים ומעגלים דורש שיטות עם סלקטיביות מרחבי ברזולוציה הזמני המתאים לניתוח מכניסטית של הרכבים עצביים בעלי חיים מתנהגים, כלומר הקלטה של ​​דגימות גדולות representatively של נוירונים בודדים. אנסמבל ניטור של הפעילות העצבית התקדמה במידה ניכרת אצל בעלי חיים קטנים וגדולים כאחד בעל המוח, כולל בבני אדם 1-11 בעשור האחרון. מרובת אתרים עם הקלטה מבוססי סיליקון מכשירים יעילים במיוחד הודות ליכולת ההרחבה שלהם, נפח קטן עיצוב גיאומטרי. כאן, נתאר שיטות הקלטה נוירונים בודדים מרובים פוטנציאליים בתחום המקומית מתנהג מכרסמים, תוך שימוש זמינים מסחרית מיקרו מכונות בדיקות סיליקון עם מחוייט רכיבים אביזר. יש 2 אפשרויות בסיסיות ואו התממשקות בדיקות סיליקון preamplifiers: מעגלים מודפסים, כבלים גמישים. חברות המספקות בדיקה ( <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> ) בדרך כלל לספק את השירות מליטה לספק בדיקות מלוכדות מעגלים מודפסים או כבלים גמישים. כאן, אנו מתארים את ההשתלה של החללית 4-32-שוק באתר, מצורף כבל polyimide גמיש, רכוב על Microdrive מטלטלין. כל שלב בהכנת בדיקה, בנייה Microdrive ניתוח מתוארת כך משתמש הקצה יכול בקלות לשכפל את התהליך.

Watch this Scientific Journal Video about Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents at JoVE.com

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

אנו מתארים שיטות הקלטה בקנה מידה גדול של יחידות בודדות מרובות פוטנציאל בתחום המקומית מתנהג מכרסמים עם בדיקות סיליקון. כונן ייצור, מצורף בדיקה לכונן ואת ההשתלה תהליכי בדיקה באים לידי ביטוי מספיק פרטים עבור שכפול קל.

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

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

הקלטה בקנה מידה גדול הרכבים העצבית עם בדיקות הסיליקון ב עכברוש הרדים

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

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

תיוג של פלורסנט מדרדר מאפשר להקלטה ממוקדת חד תאית מיחידת נוירונים שזוהו<em&gt; בvivo</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

הקלטה וניתוח של מקצבי יממה בריצת גלגל פעילות במכרסמים

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

תנודות Band גמא הקלטה Pedunculopontine Nucleus נוירונים

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

שחזור בקנה מידה גדול ועצמאי, Clustering משוחדת בהתבסס על מדדי מורפולוגי לסווג נוירונים באוכלוסיות סלקטיבי

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

כימות של Endosome ו Lysosome Motilities ב נוירונים תרבותיים באמצעות בדיקות פלואורסצנטי

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

השרשה של הגששים סיליקון כרונית ורישום של תאים בהיפוקמפוס המקום מכשיר הליכון מועשר

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

סידן רציומטרי הדמיה של נוירונים בודדים ב מתנהג 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

בניית הנעת Tetrode רב משופרת עבור הקלטת עצבית בקנה מידה גדול ב מתנהג חולדות

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

ההכנות ופרוטוקולים עבור כל תא, תיקון קלאמפ הקלטה של נוירונים Tectal צפרדע רפואית זריזה

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

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

בקנה מידה גדול הקלטה של הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים