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

Questo lavoro è stato sostenuto dal Ester e Giuseppe Klingenstein Fondo, il Fondo di dotazione McKnight, e NINDS 1R01NS066408-01A1.

1. Panoramica dei componenti <ol><li> Un microdrive completo consiste di diversi componenti principali (Figura 1): un telaio che funge da struttura di sostegno per l&#39;azionamento, un motore con albero di uscita filettato finemente, una navetta filettato che porta gli elettrodi e fornisce un punto di connessione elettrica, e un Omnetics (o equivalente) connettore. </li><li> Il telaio, navetta elettrodo, e tubi navetta elettrodi sono componenti personalizzati che sono stati progettati con il software...

     

<ol>
	<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>

Il protocollo qui presentato si tradurrà in un dispositivo in grado di registrazioni di alta qualità con minimi artefatti di movimento solo se si prenda cura con la costruzione. L&#39;adattamento della navetta nel telaio se di importanza critica: troppo stretto e il rischio di sovraccarico del motore è alto, troppo lento e il rischio di artefatti da movimento significativo è alta. Una misura ideale permetterà la navetta di viaggiare tutta la lunghezza dell&#39;albero filettato senza ribaltamento fuori della posizio...

<table border="1"&gt;<tbody&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Nome della voce</strong</td&gt;<td<strong&gt; Azienda</strong</td&gt;<td<strong&gt; Numero di catalogo</strong</td&gt;<td<strong&gt; Commenti</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Telaio</td&gt;<td&gt; Personalizzato</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Taglia dal PEI</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Elettrodo Shuttle</td&gt;<td&gt; Personalizzato</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Taglia dal PEI</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Shuttle Tubi</td&gt;<td&gt; Personalizzato</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Taglio di acciaio inox</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Connettore</td&gt;<td&gt; Omnetics</td&gt;<td&gt; A7886-001</td&gt;<td&gt; Mates per A7877-001</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Motore w / riduttore</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; Filo guida</td&gt;<td&gt; Parti piccole, Inc</td&gt;<td&gt; SWPT-0113-12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Elettrodo Guida</td&gt;<td&gt; Parti piccole, Inc</td&gt;<td&gt; SWPT-0045-12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 10M Pt-Ir elettrodi</td&gt;<td&gt; Micropali, Inc</td&gt;<td&gt; PI2PT310.0H3</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Platinum Wire</td&gt;<td&gt; Sistemi AM</td&gt;<td&gt; 772000</td&gt;<td&gt; Per fili elettrodi</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Silver Wire</td&gt;<td&gt; Sistemi AM</td&gt;<td&gt; 786000</td&gt;<td&gt; Per filo di terra</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Filo di tungsteno</td&gt;<td&gt; Sistemi AM</td&gt;<td&gt; 797000</td&gt;<td&gt; Per gli elettrodi</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Trasparenza</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; Cianoacrilato</td&gt;<td&gt; Krazy Glue</td&gt;<td&gt; KG517</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fast-Set epossidica</td&gt;<td&gt; Hardman</td&gt;<td&gt; 04001</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Olio minerale leggero</td&gt;<td&gt; Sigma</td&gt;<td&gt; M5310</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Candeggina</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Frese diagonali</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Bisturi lama</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Pinze</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Drive jig</td&gt;<td&gt; Personalizzato</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Epoxy il connettore ad una siringa o bastone</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Vice Piccolo</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

La possibilità di registrare cronicamente da popolazioni di neuroni negli animali che si comportano liberamente si è rivelato uno strumento prezioso per dissezionare la funzione dei circuiti neurali alla base di una serie di comportamenti naturali, tra cui navigazione 1, decisionali 2,3, e la generazione di sequenze motorie complesse 4 , 5,6. Progressi nella lavorazione di precisione ha permesso la realizzazione di leggeri dispositivi adatti per registrazioni croniche nei piccoli animali, come topi e canori. La possibilità di regolare la posizione degli elettrodi con piccoli motori controllati a distanza è ulteriormente aumentato il rendimento di registrazione in vari contesti comportamentali riducendo trattamento degli animali. 6,7 Qui si descrive un protocollo per costruire un ultraleggero microdrive motorizzato per le registrazioni croniche di lunga durata nei piccoli animali. Il nostro progetto si è evoluto da una precedente pubblicazione versione 7, ed è stato adattato per la facilità d&#39;uso e costo-efficaVeness di essere più pratico e accessibile a una vasta gamma di ricercatori. Questo progetto provato 8,9,10,11 consente multa, posizionamento remoto di elettrodi in un range di ~ 5 mm e un peso inferiore a 750 mg una volta completamente assemblato. Vi presentiamo il protocollo completo per come costruire e montare queste unità, tra cui disegni CAD 3D per tutti i componenti personalizzati microdrive.

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

L&#39;, fabbricazione progettazione e montaggio di un ultraleggero motorizzato microdrive è descritto. Il dispositivo offre una soluzione economica e facile da usare per le registrazioni croniche di singole unità in piccoli animali che si comportano.

Progettazione e assemblaggio di un ultraleggero motorizzato per Microdrive croniche Recordings neurali in animali di piccola taglia

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

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Fabbricazione e impianto di elettrodi nel Aplysia californica Per registrazioni multi-canale neurale e muscolare in intatto, Animali liberamente Comportarsi

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

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