Name: construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice
Uploaded: 2013-07-05T13:00:00
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我々は彼の助けを借りて、このプロジェクトへの早期貢献をダニエルカルピに感謝します。また、アートワークやイメージを持つ彼女の援助のためにルクレシアノボアに感謝します。この作品は、NIH / NIAIDプログラム助成5P01AI073693-03によってサポートされていました。

1。四極管作製<ol><li>カリフォルニアファインワイヤーから絶縁さ12.5ミクロン（0.0005 &quot;）直径コア白金イリジウム線を使用して起動します。ワイヤの長さは、ターゲット構造に適した長さに切断されるべきである。例えば、少なくとも30 cmの長さにワイヤーをカット背側海馬台または海馬を標的とするため。 </li><li>長さ15cmになり二つの平行線があるように、中央に上の線を折る。長さ7.5?...

<ol>
	<li>Recce, M. L., O'Keefe, 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+tetrode:+a+new+technique+for+multi-unit+extracellular+recording.">The tetrode: a new technique for multi-unit extracellular recording.</a> Soc. Neurosci. Abstr. 15, 1250 (1989).</li><li>O'Keefe, J., Recce, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm.">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3, 317-330 (1993).</li><li>Chen, G., Wang, L. P., Tsien, J. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+population-level+memory+traces+in+the+mouse+hippocampus.">Neural population-level memory traces in the mouse hippocampus.</a> PLoS ONE. 4 (12), e8256 (2009).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Anastassiou, C. A., Koch, 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+origin+of+extracellular+fields+and+currents+--+EEG,+ECoG,+LFP,+and+spikes.">The origin of extracellular fields and currents -- EEG, ECoG, LFP, and spikes.</a> Nat. Rev. Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).</li><li>Tort, A. B., Kramer, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+cross-frequency+coupling+of+local+field+potential+oscillations+in+rat+striatum+and+hippocampus+during+performance+of+a+T-maze+task.">Dynamic cross-frequency coupling of local field potential oscillations in rat striatum and hippocampus during performance of a T-maze task.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 105 (51), 20517-20522 (2008).</li><li>Seidenbecher, T., Laxmi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amygdalar+and+hippocampal+theta+rhythm+synchronization+during+fear+memory+retrieval.">Amygdalar and hippocampal theta rhythm synchronization during fear memory retrieval.</a> Science. 301 (5634), 846-850 (2003).</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>Harris, K. D., Henze, D. A., et al. <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 (1), 401-414 (2000).</li><li>Henze, D. A., Borhegyi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+features+predicted+by+extracellular+recordings+in+the+hippocampus+in+vivo.">Intracellular features predicted by extracellular recordings in the hippocampus in vivo.</a> J. Neurophysiol. 84 (1), 390-400 (2000).</li><li>Chang, E. H., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiological+correlates+of+object+recognition+in+the+dorsal+subiculum.">Neurophysiological correlates of object recognition in the dorsal subiculum.</a> Front. Behav. Neurosci. 6, 46 (2012).</li><li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetrodes+markedly+improve+the+reliability+and+yield+of+multiple+single-unit+isolation+from+multi-unit+recordings+in+cat+striate+cortex.">Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex.</a> J. Neurosci. Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).</li><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.+Preliminary+evidence+from+unit+activity+in+the+freely-moving+rat.">The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat.</a> Brain Res. 34 (1), 171-175 (1971).</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 (5124), 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=.">.</a> Rhythms of the Brain. , (2006).</li><li>McHugh, T. J., Blum, K. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+hippocampal+representation+of+space+in+CA1-specific+NMDAR1+knockout+mice.">Impaired hippocampal representation of space in CA1-specific NMDAR1 knockout mice.</a> Cell. 87 (7), 1339-1349 (1996).</li><li>Resnik, E., McFarland, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+GluA1+deletion+on+the+hippocampal+population+code+for+position.">The effects of GluA1 deletion on the hippocampal population code for position.</a> J. Neurosci. 32 (26), 8952-8968 (2012).</li><li>Cacucci, F., Yi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Place+cell+firing+correlates+with+memory+deficits+and+amyloid+plaque+burden+in+Tg2576+Alzheimer+mouse+model.">Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (22), 7863-7868 (2008).</li><li>Sigurdsson, T., Stark, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impaired+hippocampal-prefrontal+synchrony+in+a+genetic+mouse+model+of+schizophrenia.">Impaired hippocampal-prefrontal synchrony in a genetic mouse model of schizophrenia.</a> Nature. 464 (7289), 763-767 (2010).</li><li>Engel, A. K., Moll, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invasive+recordings+from+the+human+brain:+clinical+insights+and+beyond.">Invasive recordings from the human brain: clinical insights and beyond.</a> Nat. Rev. Neurosci. 6 (1), 35-47 (2005).</li><li>Cash, S. S., Halgren, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+human+K-complex+represents+an+isolated+cortical+down-state.">The human K-complex represents an isolated cortical down-state.</a> Science. 324 (5930), 1084-1087 (2009).</li></ol>

我々は、細胞外部およびマウスの電界電位の活動を記録するための軽量·コンパクトマイクロドライブを構築するための一連の技術が記載されている。アクリルガラス（メチルメタクリレート）から作ら塩基を使用してカスタムマイクロドライブを構築することにより、コアシステムを容易に複数のドライブおよび神経領域の広い配列を標的化するために適合させることができる。我々は成?...

インビボで細胞外神経信号を記録するための微小技術の使用は、神経1,2に長いと評価された伝統がある。自由に動物を行動で多くの脳領域からの電気的活動を記録する機能は、しかし、神経信号の集録、解析、差別するためのソフトウェアパッケージは3より洗練された、ユーザーフレンドリーになるとますます一般的になりつつある最近の技術であり、 4。ソフトウェア側の技術の進歩はまた、マウスなどの小型哺乳類で記録するために十分にスケールダウンされた植込み型デバイスの重量とバルクの減少を伴ってきた。軽量（主にプラスチック）成分を使用することによって、研究者は5-7脳領域の様々を対象とする電極やtetrodesの独立した位置決めを可能にするマイクロドライブを構築することができる。などであっても深部脳構造、扁桃体6と線条体5は 、日常的に適切に長いドライブねじの選択を対象とすることができます。これらの記録技術は、9研究者は、高忠実度の神経信号を取得できるように、単一のニューロンの電気的活動に登録されている細胞内に8を記録した。移植後10まで2ヶ月のためにマイクロドライブのこれらのタイプを使用して、我々は成功したマウスからのシングルユニットを記録している。また、デバイス（約1.5〜2.0グラム）の軽量な性質は、多くの行動のタスクにおける非移植したマウスに匹敵する行動のパフォーマンスをもたらしました。特に、移植したマウスは、新規な物体認識タスク10とオブジェクトの場所のタスク（未発表データ）の通常性能を示すことを実証した。 複数tetrodesに結合されたマイクロドライブの使用は、研究者がネットワークレベルで神経活動を監視し、分析することができまた、脳内の複数の単一のユニットから記録中。これらtetrodesと録音はユニット識別目的のためのいくつかの主要な利点を有しており、高精度の取得と複数のシングルユニット11の識別を可能にします。私たちは、製造と金プレート四極管バンドル、その後駆動可能電極キャリアにロードする方法について説明します。我々は説明しドライブキャリアのいずれかのタイプが市販されており、他の資源のかなりの投資をすることなく、複数のキャリアおよび4極配置を収容することができ、単純で容易に拡張可能な、ドライブ設計である。

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>0.0005" (12.5 &mu;M) diameter Platinum-Iridium wire </td>
			<td>California Fine Wire</td>
			<td>CFW#100-167</td>
			<td>HML VG insulated <a href="http://www.calfinewire.com" target="_blank">www.calfinewire.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>0.002" (50 &mu;M) diameter Stableohm 675 wire</td>
			<td>California Fine Wire</td>
			<td>CFW# 100-188</td>
			<td>HML insulated Ni-Cr</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>polyamide tubing</td>
			<td>Polymicro Technologies</td>
			<td>1068150020</td>
			<td>99 micron I.D., 166 micron O.D. <a href="http://www.polymicro.com" target="_blank">www.polymicro.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>brass guides</td>
			<td>World Plastics Inc</td>
			<td></td>
			<td>3.3 x 6.6 mm</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Delrin blocks</td>
			<td>World Plastics Inc</td>
			<td></td>
			<td>3.13 x 2.5 mm</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Fillister head brass screws</td>
			<td>J.I. Morris Co.</td>
			<td>00-90 x 1/2</td>
			<td>drive screw <a href="http://www.jimorrisco.com" target="_blank">www.jimorrisco.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>hex brass nuts</td>
			<td>J.I. Morris Co.</td>
			<td>00-90</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Fillister head brass screws</td>
			<td>J.I. Morris Co.</td>
			<td>000-120 x 3/32</td>
			<td>EIB mount and ground screw</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>plexiglass acrylic</td>
			<td>Canal Street Plastics</td>
			<td></td>
			<td>5 mm thick, clear, <a href="http://www.cpcnyc.com" target="_blank"> www.cpcnyc.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>cyanoacrylate</td>
			<td>Krazy Glue</td>
			<td></td>
			<td>2 g tube</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>electronic interface board</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td>EIB-18</td>
			<td><a href="http://www.neuralynx.com" target="_blank">www.neuralynx.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>non-cyanide gold solution</td>
			<td>SIFCO</td>
			<td>SIFCO 5355</td>
			<td><a href="http://www.sifcoasc.com" target="_blank">www.sifcoasc.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>VersaDrive 4</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td></td>
			<td>four tetrode model</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>tetrode assembly station</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>motorized tetrode spinner</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td>tetrode spinner 2.0</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>VersaDrive jig</td>
			<td>Neuralynx </td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>soldering iron</td>
			<td>Radio Shack </td>
			<td>64-2802B</td>
			<td><a href="http://www.radioshack.com" target="_blank">www.radioshack.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>nanoZ</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>small bit drill/driver</td>
			<td>Ram Products </td>
			<td>Rampower 35</td>
			<td>with footpedal controller, <a href="http://www.ramprodinc.com" target="_blank">www.ramprodinc.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>drill bits</td>
			<td>Small Parts, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>3/32" bits, <a href="http://www.smallpartsinc.com" target="_blank">www.smallpartsinc.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>dissecting microscope</td>
			<td>Olympus </td>
			<td>SZ-60</td>
			<td><a href="http://www.olympusamerica.com" target="_blank">www.olympusamerica.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>heat gun</td>
			<td>Alphawire</td>
			<td>Fit gun 3</td>
			<td>use setting "1" only, <a href="http://www.alphawire.com" target="_blank">www.alphawire.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>26 AWG copper wire</td>
			<td>Arcor Electronics</td>
			<td>F26</td>
			<td>for ground wires, <a href="http://www.arcorelectronics.com" target="_blank"> www.arcorelectronics.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>soldering flux</td>
			<td>Eagle</td>
			<td>2 oz, #205</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>0.02" diameter solder</td>
			<td>Kester</td>
			<td>24-6337-0010</td>
			<td><a href="http://www.kester.com" target="_blank"> www.kester.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>benchtop vise</td>
			<td>Vacu-Vise</td>
			<td>Model 300</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>fiber optic light</td>
			<td>Nikon </td>
			<td>MKII</td>
			<td>dual light arms, <a href="http://www.nikon.com" target="_blank"> www.nikon.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>5-min epoxy</td>
			<td>Allied Electronics</td>
			<td></td>
			<td>25 ml, <a href="http://www.alliedelec.com" target="_blank"> www.alliedelec.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>fine tweezers</td>
			<td>Roboz Surgical Instrument Co.</td>
			<td>RS-4907, RS-5010</td>
			<td>INOX material, <a href="http://www.roboz.com" target="_blank"> www.roboz.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>micro dissecting scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Instrument Co.</td>
			<td>RS-5880</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>
 Table 1. Materials and reagents used for constructing tetrodes and microdrives.

construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice

動物実験関連の作業に従事しているように自由に行動する動物の脳から最先端の電気生理学的記録は、研究者が同時に、個々の細胞からニューロン活動電位の集団から局所電場電位を（LF​​Psの）を調べることができます。慢性的に注入されたマイクロドライブは、数週間の期間にわたって持続する脳の録音が可能になります。小型化されたドライブと軽量コンポーネントは、マウスなどの小型哺乳類で発生するために、これらの長期的な録音を可能にします。各ワイヤは、12.5ミクロンの直径を有する4つの電極をしっかりと編組束から成るtetrodesを使用することによって、それは同様に、例えば、大脳皮質、背側海馬、および海馬台などの表面的な脳の領域で生理活性ニューロンを単離することが可能であるこのような線条体と扁桃体などのより深い領域として。動物はバリエで攻撃されているようさらに、この手法は、安定した高忠実度の神経記録を保証する行動タスクのTY。本稿では、マウスの脳から記録するために最適化されているいくつかのテクニックを説明しています。最初KΩレンジにMΩから自分のインピーダンスを低減するために、それらのヒントを、私たちは、tetrodesを作製駆動可能チューブにそれらをロードする方法を示し、金プレート。第二に、我々は、安価な材料を使用することで垂直tetrodesを運ぶし、移動するためのカスタムマイクロドライブアセンブリを構築する方法を示しています。第三に、我々は独立して可動tetrodesを運ぶように設計された市販のマイクロドライブ（Neuralynx VersaDrive）を組み立てるための手順を示しています。最後に、我々は、マウスの背鉤状回で得られた局所電場電位と単体の信号の代表的な結果を提示する。これらの技術は、容易に電極アレイおよびマウスの脳における記録方式の異なるタイプに対応するように変更することができる。

<p class="jove_content"&gt;マイクロドライブを注入し、目的脳のターゲットに電極を下げた後、例えばNeuralynxリンクス-8などの増幅されたデータ収集システムは、神経信号を記録するために必要とされる。マウスの背側の鉤状回からの活動電位（しばしば呼ばれる &quot;スパイク&quot;）に示されている局所電場電位（LFPsの）と単一ユニットの代表的な神経録音<strong&gt;図2</strong&gt;。 LFP信号が3 kHzでサンプリングされ、...

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マウスからの脳信号のin vivoでの電気生理学的記録のためのマイクロドライブの設計およびアセンブリが​​記載されている。頑丈な駆動可能キャリアに微小電極バンドルを取り付けることにより、これらの技術は、長期的かつ安定的な神経の録音を可能にします。軽量設計は、動物以下のドライブ注入による無制限の行動のパフォーマンスを可能にします。

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