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

Este trabalho foi financiado pela Ester e Klingenstein Joseph Fundo, o Fundo de Dotação McKnight, e NINDS 1R01NS066408-01A1.

1. Visão geral dos componentes <ol><li> A microdrive completo consiste em diversos componentes principais (Figura 1): um chassis que serve como a superestrutura da unidade, um motor com um eixo de saída finamente roscado, um serviço de transporte que transporta roscado os eléctrodos e proporciona um ponto de ligação eléctrica, e um Omnetics conector (ou equivalente). </li><li> O chassi, transporte eletrodo, e tubos de transporte de eletrodos são componentes personalizados que foram criados com...

     

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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>

O protocolo apresentado aqui resultará em um dispositivo capaz de gravações de alta qualidade com o mínimo de artefatos de movimento somente se é bom tomar cuidado com a construção. O ajuste da lançadeira no chassis se de importância crítica: muito apertado e o risco de sobrecarga do motor é elevada; muito solto e o risco de artefacto de movimento significativo é alta. Um ajuste ideal vai permitir o transporte para viajar por todo o comprimento do veio roscado sem inclinação para fora da posição ou vibra...

<table border="1"&gt;<tbody&gt;<tr&gt;<td<strong&gt; Nome do item</strong</td&gt;<td<strong&gt; Empresa</strong</td&gt;<td<strong&gt; Número de catálogo</strong</td&gt;<td<strong&gt; Comentários</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Chassis</td&gt;<td&gt; Personalizado</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Corte de PEI</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Shuttle Eletrodo</td&gt;<td&gt; Personalizado</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Corte de PEI</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Tubos Shuttle</td&gt;<td&gt; Personalizado</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Corte de aço inoxidável</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Conector</td&gt;<td&gt; Omnetics</td&gt;<td&gt; A7886-001</td&gt;<td&gt; Mates para A7877-001</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Motor w / Gearhead</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; Guia de Arame</td&gt;<td&gt; Peças pequenas, Inc</td&gt;<td&gt; SWPT-0113-12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Guia de Eletrodo</td&gt;<td&gt; Peças pequenas, Inc</td&gt;<td&gt; SWPT-0045-12</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 10MΩ Pt-Ir eletrodos</td&gt;<td&gt; Microprobes, Inc</td&gt;<td&gt; PI2PT310.0H3</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fio Platinum</td&gt;<td&gt; AM Sistemas</td&gt;<td&gt; 772000</td&gt;<td&gt; Para fios de eletrodos</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fio de Prata</td&gt;<td&gt; AM Sistemas</td&gt;<td&gt; 786000</td&gt;<td&gt; Para o fio terra</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Fio de tungstênio</td&gt;<td&gt; AM Sistemas</td&gt;<td&gt; 797000</td&gt;<td&gt; Para pinos eletrodos</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Transparência</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; Epoxy Fast-Set</td&gt;<td&gt; Hardman</td&gt;<td&gt; 04001</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Óleo Mineral Luz</td&gt;<td&gt; Sigma</td&gt;<td&gt; M5310</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; O cloro alvejante</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Cortadores diagonais</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Lâmina de bisturi</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Pinças</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Unidade de gabarito</td&gt;<td&gt; Personalizado</td&gt;<td</td&gt;<td&gt; Epoxy conector acoplado a uma seringa ou de um stick</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Vice Pequeno</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

A capacidade de gravar a partir de cronicamente populações de neurônios em animais livremente comportando tem se mostrado uma ferramenta de valor inestimável para dissecar a função dos circuitos neurais subjacentes a uma variedade de comportamentos naturais, incluindo navegação 1, tomada de decisão 2,3, e da geração de seqüências motoras complexas 4 , 5,6. Avanços em usinagem de precisão permitiu a fabricação de peso-leve de dispositivos adequados para gravações de crônicas em pequenos animais, como ratos e pássaros. A capacidade para ajustar a posição do eléctrodo com pequenos motores controlados remotamente aumentou ainda mais o rendimento de gravação em vários contextos comportamentais, reduzindo manipulação de animais. 6,7 Aqui nós descrevemos um protocolo para construir um microdrive ultra-leve motorizada para gravações a longo prazo crônicas em pequenos animais. Nossa concepção evoluiu de uma versão anterior publicada em 7, e foi adaptado para facilidade de uso e de custo apropriado e eficazVeness para ser mais prático e acessível a uma ampla gama de pesquisadores. Este design comprovado 8,9,10,11 permite um posicionamento fino remoto de eléctrodos durante um intervalo de aproximadamente 5 mm e pesa menos de 750 mg, quando completamente montado. Nós apresentamos o protocolo completo de como construir e montar essas unidades, incluindo desenhos de CAD 3D para todos os componentes microdrive personalizados.

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

O desenho, fabrico e montagem de um ultra-leve motorizado microdrive é descrito. O dispositivo fornece uma solução de custo eficaz e fácil de usar para gravações de crônicas de unidades individuais em pequenos animais se comportando.

Concepção e montagem de um Microdrive Ultra-leve motorizada para doenças crônicas Recordings Neurais em Pequenos Animais

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

Fabricação de eletrodos e Implantação de Aplysia californica Para gravações multi-canal neural e muscular na Intact, Animais Livremente Behaving

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

Neurociência

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

A Técnica de Janela crânio-fino para Crônica de dois fótons In vivo Imaging da Microglia murino em Modelos de 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

Combinando Behavioral Endocrinologia e Economia Experimental: Decisão da testosterona e Social Fazendo

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

Concepção e Construção de um Headstage Custo Efetivo de Estimulação Neural Simultânea e Gravação no labirinto aquático

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

Gravações de alta densidade EEG dos Ratos movimentando-se livremente usando Polyimide baseado microeletrodos

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

Dois registros eletrofisiológicos de sinapticamente evocadas Respostas astroglial e neuronal em fatias hipocampais agudas

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

Um Procedimento para Implantação de Arrays organizado de microfios para gravações a única unidade em Awake, comportando-se Animais

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

Projeto e fabricação de Ultraleve Peso, ajustável Sondas Multi-eletrodo para gravações eletrofisiológicas em Ratos

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

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Gravações simultâneas de potenciais de campo corticais Local, eletrocardiograma, eletromiograma e respirar o ritmo de um rato andando livremente

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

Crônica implantação de matriz Electrocorticographic todo-cortical no sagui comum

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