Name: design and assembly of an ultra-light motorized microdrive for chronic neural recordings in small animals
Uploaded: 2012-11-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von der Ester und Joseph Klingenstein Fund, der McKnight Endowment Fund unterstützt und NINDS 1R01NS066408-01A1.

Ein. Übersicht der Komponenten <ol><li> Eine vollständige MicroDrive besteht aus mehreren Hauptkomponenten (Abbildung 1): ein Chassis, das als Überbau für den Antrieb, ein Motor mit einem Feingewinde Abtriebswelle, einem Gewinde-Shuttle, der die Elektroden trägt und liefert einen Punkt der elektrischen Verbindung dient, und einer Omnetics (oder gleichwertig) Anschluss. </li><li> Das Chassis, Elektroden-Shuttle und Shuttle Elektrode Rohre sind benutzerdefinierte Komponenten, die mit 3D-CAD-Softwar...

     

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	<li>O'Keefe, J., Dostrovsky, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hippocampus+as+a+spatial+map.">The hippocampus as a spatial map.</a> Brain Research. 34, 171-175 (1971).</li><li>Pennartz, C. M., Berke, J. D., Graybiel, A. M., Ito, R., Lansink, C. S., van der Meer, M., Redish, A. D., Smith, K. S., Voorn, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corticostriatal Interactions during Learning, Memory Processing, and Decision. 29, 12831-12838 (2009).</li><li>Kepecs, A., Uchida, N., Zariwala, H., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates,+computation,+and+behavioural+impact+of+decision+confidence.">Neural correlates, computation, and behavioural impact of decision confidence.</a> Nature. 455, 227-2231 (2008).</li><li>Hahnloser, R. H. R., Kozhevnikov, A. A., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultra-sparse+code+underlies+the+generation+of+neural+sequences+in+a+songbird.">An ultra-sparse code underlies the generation of neural sequences in a songbird.</a> Nature. 419, 65-70 (2002).</li><li>Leonardo, A., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ensemble+Coding+of+Vocal+Control+in+Birdsong.">Ensemble Coding of Vocal Control in Birdsong.</a> J. Neurosci. 25 (3), 652-661 (2005).</li><li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <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+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals.">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</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> J. Neurosci. Methods. 112, 83-94 (2001).</li><li>&#214;lveczky, B. P., Otchy, T. M., Goldberg, J. H., Aronov, D., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+the+neural+control+of+a+complex+motor+sequence+during+learning.">Changes in the neural control of a complex motor sequence during learning.</a> J. Neurophys. 106, 386-397 (2011).</li><li>Otchy, T. M., &#214;lveczky, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+Sensory+Experience+on+the+Development+and+Maintenance+of+a+Motor+Program+Underlying+a+Complex+Motor+Sequence.">Effects of Sensory Experience on the Development and Maintenance of a Motor Program Underlying a Complex Motor Sequence.</a> Soc. for Neurosci. Abstr. , (2011).</li><li>Goldberg, J. H., Adler, A., Bergman, H., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Singing-related+neural+activity+distinguishes+two+putative+pallidal+cell+types+in+the+songbird+basal+ganglia:+comparison+to+the+primate+internal+and+external+pallidal+segments.">Singing-related neural activity distinguishes two putative pallidal cell types in the songbird basal ganglia: comparison to the primate internal and external pallidal segments.</a> J. Neurosci. 30 (20), 7088-7098 (2010).</li><li>Goldberg, J. H., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Singing-related+neural+activity+distinguishes+four+classes+of+putative+striatal+neurons+in+the+songbird+basal+ganglia.">Singing-related neural activity distinguishes four classes of putative striatal neurons in the songbird basal ganglia.</a> J. Neurophys. 103 (4), 2002-2014 (2010).</li><li>Venkatachalam, S., Fee, M. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+headstage+with+6-channel+drive+and+vacuum-assisted+microwire+implantation+for+chronic+recording+from+neocortex.">Miniature headstage with 6-channel drive and vacuum-assisted microwire implantation for chronic recording from neocortex.</a> J. Neurosci. Methods. 90, 37-46 (1999).</li><li>Shirvalkar, 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=Design+and+Construction+of+a+Cost+Effective+Headstage+for+Simultaneous+Neural+Stimulation+and+Recording+in+the+Water+Maze.">Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze.</a> J. Vis. Exp. (44), e2155 (2010).</li></ol>

Das Protokoll präsentiert hier in einem Gerät, das qualitativ hochwertige Aufnahmen mit minimalen Bewegungsartefakten führen nur dann, wenn die richtige Pflege mit dem Bau genommen wird. Die Passung des Schiffchens im Chassis wenn von entscheidender Bedeutung: zu fest und das Risiko einer Überlastung des Motors hoch ist, zu lose und die Gefahr von erheblichen Bewegungsartefakt ist hoch. Eine ideale Passform ermöglicht das Shuttle über die gesamte Länge des Gewindeschaftes ohne Kippen aus der Position oder Rattern...

<table border="1"&gt;<tbody&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Bezeichnung des Gegenstands</strong</td&gt;<td<strong&gt; Unternehmen</strong</td&gt;<td<strong&gt; Katalog-Nummer</strong</td&gt;<td<strong&gt; Kommentare</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Chassis</td&gt;<td&gt; Custom</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Von PEI Cut</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Elektrode Shuttle</td&gt;<td&gt; Custom</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Von PEI Cut</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Shuttle Tubes</td&gt;<td&gt; Custom</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Aus Edelstahl Cut</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Steckverbinder</td&gt;<td&gt; Omnetics</td&gt;<td&gt; A7886-001</td&gt;<td&gt; Mates zu A7877-001</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Motor w / Getriebe</td&gt;<td&gt; Faulhaber</td&gt;<td&gt; 0206-A-001-B-021-47: 1</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Wire Guide</td&gt;<td&gt; Small Parts, Inc</td&gt;<td&gt; SWPT-0113-12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Elektrodenführung</td&gt;<td&gt; Small Parts, Inc</td&gt;<td&gt; SWPT-0045-12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 10 M Pt-Ir-Elektroden</td&gt;<td&gt; Mikrosonden, Inc</td&gt;<td&gt; PI2PT310.0H3</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Platinum Draht</td&gt;<td&gt; AM Systems</td&gt;<td&gt; 772000</td&gt;<td&gt; Für Elektrodendrähte</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Silver Wire</td&gt;<td&gt; AM Systems</td&gt;<td&gt; 786000</td&gt;<td&gt; Für Erdungskabel</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Wolfram Draht</td&gt;<td&gt; AM Systems</td&gt;<td&gt; 797000</td&gt;<td&gt; Für Elektrodenstiften</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Transparenz</td&gt;<td&gt; 3M</td&gt;<td&gt; AF4300</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Torr Seal</td&gt;<td&gt; Varian</td&gt;<td&gt; 9530001</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Kwik-Cast</td&gt;<td&gt; WPI</td&gt;<td&gt; KWIK-CAST</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Cyanacrylat</td&gt;<td&gt; Krazy Glue</td&gt;<td&gt; KG517</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fast-Set Epoxy</td&gt;<td&gt; Hardman</td&gt;<td&gt; 04001</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Light Mineral Oil</td&gt;<td&gt; Sigma</td&gt;<td&gt; M5310</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Chlorbleiche</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Seitenschneider</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Skalpellklingen</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Pinzetten</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Drive jig</td&gt;<td&gt; Custom</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Epoxid der Gegenstecker an einer Spritze oder Stick</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Kleine Vice</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;</tbody&gt;</table

design and assembly of an ultra-light motorized microdrive for chronic neural recordings in small animals

Die Fähigkeit, chronisch aus Populationen von Neuronen in frei lebenden Tier aufzunehmen hat ein unschätzbares Werkzeug zum Präparieren der Funktion neuronaler Schaltkreise zugrunde eine Vielzahl von natürlichen Verhaltensweisen, einschließlich Navigation 1, Entscheidungsfindung 2,3 bewährt und die Erzeugung von komplexen motorischen Sequenzen 4 , 5,6. Advances in Präzisionsbearbeitung ist für die Herstellung von leichten Vorrichtungen, für chronische Aufnahmen in Kleintiere, wie Mäuse und Singvögel erlaubt. Die Fähigkeit, die Position der Elektrode mit kleinen Motoren ferngesteuert einzustellen hat weiter die Aufzeichnung Ausbeute in verschiedenen Kontexten Verhaltensstörungen durch Reduzieren tierischen Handhabung erhöht. 6,7 Hier beschreiben wir ein Protokoll, eine ultra-light motorisierten Microdrive für langfristige chronische Aufnahmen in kleinen Tiere zu bauen. Unser Design aus einer früher veröffentlichten Version 7 entwickelt und ist für Einfachheit der Handhabung und Kosteneffizienz wirkungs angepasstfähigkeit zu sein praktischer und zugänglicher zu einer breiten Palette von Forschern. Das bewährte Design 8,9,10,11 ermöglicht feine, remote Positionierung der Elektroden über einen Bereich von ~ 5 mm und wiegt weniger als 750 mg wenn sie vollständig zusammengebaut. Wir präsentieren Ihnen die komplette Protokoll für wie zu bauen und montieren diese Laufwerke, einschließlich 3D-CAD-Zeichnungen für alle benutzerdefinierten Microdrive Komponenten.

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

Das Design, die Fertigung und Montage von einer ultra-light motorisierten Microdrive beschrieben. Das Gerät bietet eine kostengünstige und einfach zu bedienende Lösung für chronische Aufnahmen von einzelnen Einheiten in kleinen verhaltenden Tier.

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 ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

Electrode Fabrication and Implantation in Aplysia californica for Multi-channel Neural and Muscular Recordings in Intact, Freely Behaving Animals

Electrode Herstellung und Implantation in Aplysia californica Für Multi-Channel-Neuro-und Muskel-Recordings in Intact, Frei Behaving Tiere

Recording from key nerves and muscles of Aplysia during feeding behavior allows us to study the patterns of neural control in an intact animal.  ...

Forschung

Neurowissenschaften

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

Ein Thin-Schädel Fenster-Technik für chronische Zwei-Photonen- In-vivo- Imaging von Murine Mikrogliazellen in Modelle der Neuroinflammation

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or ...

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Die Kombination Behavioral Endokrinologie und Experimentelle Wirtschaftsforschung: Testosteron und Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

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

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 ...

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

High-Density-EEG-Aufzeichnungen der sich frei bewegenden Mäusen mit Polyimid-Basis Mikroelektroden

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Dual-Elektrophysiologische Recordings synaptisch-evozierte astrogliale und neuronale Antworten in Acute Hippocampusschnitte

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

Ein Verfahren für die Implantation von Mikrodrähte Organisierte Arrays für Einzel-Einheit Recordings in Awake, Behaving Tiere

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice

Design und Fertigung von Ultraleichtgewicht, verstellbare Multi-Elektroden-Sonden für elektrophysiologischen Ableitungen in Mäuse

The number of physiological investigations in the mouse, mus musculus, has experienced a recent surge, paralleling the growth in methods of genetic ...

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 ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

Chronische Implantation des gesamten kortikalen Electrocorticographic Arrays in der Weißbüschelaffe

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...