Name: a simple stimulatory device for evoking point-like tactile stimuli: a searchlight for lfp to spike transitions
Uploaded: 2014-03-25T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Stimulatory Device for Evoking Point-like Tactile Stimuli: A Searchlight for LFP to Spike Transitions at JoVE.com

وتم دعم SN وAGZ من الأموال VIRTUALAB PON 01-01297.

بيان الأخلاقية لدراسة كيفية تمثيل المحفزات الحسية من خلال نشاط الخلايا العصبية لا يوجد بديل لاستخدام الحيوانات، واستخدام لفي الجسم الحي النهج. وقد تمت معالجة جميع الحيوانات على طول القوانين الإيطالية والأوروبية لعلاج الحيو...

<ol>
	<li>Pesaran, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uncovering+the+Mysterious+Origins+of+Local+Field+Potentials.">Uncovering the Mysterious Origins of Local Field Potentials.</a> Neuron. 61 (1-2), (2009).</li><li>Delmas, P., Hao, J., Rodat-Despoix, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Mechanisms+of+Mechanotrasduction+in+Mammalian+Sensory+Neurons.">Molecular Mechanisms of Mechanotrasduction in Mammalian Sensory Neurons.</a> Nat. Rev. Neurosci. 12, 139-153 (2011).</li><li>Rasch, M. J., Gretton, A., Murayama, Y., Maass, W., Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inferring+spike+trains+from+local+field+potentials.">Inferring spike trains from local field potentials.</a> J. Neurophys. 99 (3), 1461-1476 (2008).</li><li>Galindo-Leon, E. E., Liu, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+stimulus-locked+single+unit+spiking+from+cortical+local+field+potentials.">Predicting stimulus-locked single unit spiking from cortical local field potentials.</a> J. Comput. Neurosci. 29 (3), 581-597 (2010).</li><li>Theunissen, F. E., David, S. V., Singh, N. C., Hsu, A., Vinje, W. E., Gallant, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimating+spatio-temporal+receptive+fields+of+auditory+and+visual+neurons+from+their+responses+to+natural+stimuli.">Estimating spatio-temporal receptive fields of auditory and visual neurons from their responses to natural stimuli.</a> Network. 12 (3), 289 (2001).</li><li>Victor, J. D., Purpura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metric-space+analysis+of+spike+trains:+theory,+algorithms,+and+application.">Metric-space analysis of spike trains: theory, algorithms, and application.</a> Network. 8, 127-164 (1997).</li><li>Foffani, G., Chapin, J. K., Moxon, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computational+Role+of+Large+Receptive+Fields+in+the+Primary+Somatosensory+Cortex.">Computational Role of Large Receptive Fields in the Primary Somatosensory Cortex.</a> J. Neurophysiol. 100 (1), 268-280 (2008).</li><li>Panzeri, S., Senatore, R., Montemurro, M. A., Petersen, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correcting+for+the+sampling+bias+problem+in+spike+train+information+measures.">Correcting for the sampling bias problem in spike train information measures.</a> J. Neurophysiol. 98, 1064-1072 (2007).</li><li>Storchi, R., Zippo, A. G., Caramenti, G. C., Valente, M., Biella, G. E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predicting+Spike+Occurrence+and+Neuronal+Responsiveness+from+LFPs+in+Primary+Somatosensory+Cortex.">Predicting Spike Occurrence and Neuronal Responsiveness from LFPs in Primary Somatosensory Cortex.</a> PLoS ONE. 7 (5), (2012).</li><li>Quiroga, R. Q., Nadasdy, Z., Ben-Shaul, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unsupervised+Spike+Detection+and+Sorting+with+Wavelets+and+Superparamagnetic+Clustering.">Unsupervised Spike Detection and Sorting with Wavelets and Superparamagnetic Clustering.</a> Neural Comput. 16, 1661-1687 (2004).</li><li>Deb, K., Agrawal, A., Pratab, A., Meyarivan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+elitist+non-dominated+sorting+genetic+algorithm+for+multi-objective+optimization:+NSGA-II+IEEE.">A fast elitist non-dominated sorting genetic algorithm for multi-objective optimization: NSGA-II IEEE.</a> Trans. Evol. Comput. 6 (2), 181-197 (2000).</li></ol>

قدم هذا العمل أولا على الجهاز الجديد، بسيطة ومنخفضة التكلفة لتقديم المحفزات تمكين سريعة ومكانيا مثل النقطة الحسية. ثم تم التحقق من صحة العشوائية تقرن نبض بروتوكول التحفيز ومجموعة من التحليلات الحسابية. كان الهدف العام لإنشاء إطار لتقدير العلاقات LFP-ارتفاع في التسجي...

في سياق إشارة معالجة استجابة الدافع يوفر توصيف الأساسية للسلوك نظام الديناميكية. على الرغم من أن الحافز الدافع المثالي هو عمليا لا يمكن تحقيقه، فمن الممكن الحصول على تقريب معقول من ذلك باستخدام عنصر المحرك الذي يولد التشريد عالية التردد. ويعرف هذا النوع من الضوء التحفيز عن طريق اللمس اهتزازي لاستهداف كل من الجلد العميقة (مثل الاستجابة السريعة، والتكيف بسرعة جسيمات باتشيني) 2 ومستقبلات سطحية (على سبيل المثال، عتبة منخفضة التكيف ببطء الهياكل القرصية ميركل) 2. واتهم أجهزة التحفيز الحالية، المحركات كهرضغطية أساسا، مع عدد من السلبيات، وليس أقلها الأصداء والتشريد الصغيرة. للتغلب على هذه العيوب، يقترح تطبيق بديل من التحفيز مثل دفعة باستخدام تلميح اضعافها (تلميح الصبار ممهدة في حالتنا) عمودياشنت على مركز غشاء المتكلم مخروط متوسطة المدى. وهذا يوفر ميزة تشريد أكبر وأوسع طيف الترددات. كان التطبيق الفعال لمثل هذا الجهاز لدراسة المشكلة العصبية ذات الصلة من المسامير LFPs إلى التبعية. بسبب الترابط الزماني خفية بين هذه الأحداث الكهربائية هناك حاجة إلى جهاز تنظيم ناعما لتقديم المحفزات الطرفية. كان المنبهات أن تكون سريعة وانتقائية مكانيا وقت ممكن من أجل الحد من &quot;الضوضاء في الخلفية&quot; وشحذ إشارات من الفائدة. لهذا الغرض، وجهاز التحفيز وبروتوكول تسليم التحفيز والأمثل معا للقيام بهذه المهمة. في هذه الورقة، ونحن تصف هذه التقنية وتقديم بعض النتائج ممثل. وقد تم تصميم بروتوكول التحفيز على أساس العشوائية البقول تقرن والأمثل من أجل تجنب التعود. عرضت هذا البروتوكول الاستفادة من الزوج الكلاسيكيةإد البقول وقللت من إمكانية تأمين زائفة بين المحفزات ورشقات نارية دورية عفوية من نشاط الخلايا العصبية. باستخدام هذه العشوائية نبض إقران كان من الممكن الحصول على LFP وارتفاع استجابات سريعة وموثوق بها وللقبض على ميزة خاصة لهذه الاستجابات تتعلق اعتماد كلا LFPs والمسامير عن تاريخ التحفيز. في الواقع، من ردود LFP الخام، مجموعة من ثلاثة LFP يضم (LFP على نفسها، وLFP الأولى المشتقة والمشتقة المرحلة الأولى) ربط بشدة مع متوسط ​​استجابة السنبلة، تم استخراج أيضا. لقد تم اقتراح عدد قليل من الطرق لتناسب النماذج التي تتنبأ المسامير من LFPs 3،4. عموما نقطة حرجة من عملية تركيب النموذج، مشتركة أيضا في التنبؤ الحدث من ارتفاع إشارة التحفيز، مكونة من الاختيار المناسب للدالة الهدف تعظيم / تقليل. بينما كان مجموعة من الوظائف الهدف اقتراحد (على سبيل المثال الارتباط والتماسك) 5 أيا من هذه يلتقط بالاشتراك تعقيد كاملة من الردود ارتفاع. وفقا لذلك، وقدم إطارا رواية تقوم على التحسين متعددة الهدف. وتبين لنا أن باستخدام المقترحة وضعت وهذا الإطار الحسابية فمن الممكن لتقدير مجموعة من النماذج التنبؤية على أساس LFP قوية لارتفاع العلاقات.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1204">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Microstepper</td>
			<td style="width:348px;">AB Transvertex (Stockholm, Sweden)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td style="width:424px;">The microstepper used to pull down the electrode matrix</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">32 channels Cheetah System</td>
			<td style="width:348px;">Neuralynx (MT, USA)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The electrophysiological recording system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L293D h-bridge</td>
			<td style="width:348px;">RS Components (Cinisello Balsamo, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The bridge used to connect the microcontroller to the speaker</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">H21A3 Optical Interrupter Switch</td>
			<td style="width:348px;">Fairchild Semiconductor Corporation (San Jose, California)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The phototransistor used to estabilish the tip displacement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Arduino Uno</td>
			<td style="width:348px;">Arduino (Duemilanove, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The microcontroller used to deliver current pulse to the speaker</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Microelectrode Matrices GB1</td>
			<td style="width:348px;">FHC</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:348px;">Rhodia Organique Fine Ltd.</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The anaestetic used to prepare animals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Stereotaxic apparatus</td>
			<td style="width:348px;">Narishighe (Tokyo, Japan)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Sprague-Dawley male rats</td>
			<td style="width:348px;">Charles River (Calco, LC, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Gallamine thriethiodide</td>
			<td style="width:348px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td>The compound used to curarize the animals</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Cresyl violet</td>
			<td style="width:348px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Topical antiseptics (Betadine 10%)</td>
			<td style="width:348px;">Meda Pharma (Milanm Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:313px;">Heparine</td>
			<td style="width:348px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:313px;">Formaldehyde</td>
			<td style="width:348px;">Carlo Erba Reagents (Pomigliano Milanese, Milan, Italy)</td>
			<td style="width:119px;"> </td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple stimulatory device for evoking point-like tactile stimuli: a searchlight for lfp to spike transitions

البحوث العصبية الحالي وذلك بهدف تطوير منهجيات للتحقيق في مسار الإشارة من الخلايا العصبية إلى الخلايا العصبية، وبالتحديد في الانتقال من المسامير لامكانات الحقل المحلي (LFPs) ومن LFPs إلى المسامير. LFPs يكون الاعتماد معقدة على النشاط والارتفاع لا يزال يفهم علاقتها سيئة 1. ان توضيح هذه العلاقات إشارة تكون مفيدة لكلا التشخيص السريري (على سبيل المثال نماذج التحفيز العميق للدماغ تحفيز) ولفهم أعمق لاستراتيجيات الترميز العصبي في الظروف العادية والمرضية (مثل الصرع ومرض باركنسون، والألم المزمن). لهذا الهدف، يتعين على المرء أن حل المسائل التقنية المتعلقة بأجهزة التحفيز، والتحفيز نماذج التحليلات الحسابية. لذلك، تم تطوير جهاز التحفيز مصنوعة خصيصا من أجل تقديم المحفزات منظمة تنظيما جيدا في المكان والزمان الذي لا تتكبد في صدى الميكانيكية. في وقت لاحق،باعتبارها التمثيل، تم استخراج مجموعة من العلاقات LFP-ارتفاع موثوق بها. وكان التحقيق في أداء الجهاز عن طريق التسجيلات خارج الخلية، بالاشتراك المسامير وردود LFP إلى محفزات تطبيقها، من الفئران القشرة الحسية الجسدية الأولية. ثم، عن طريق استراتيجية التحسين متعددة الهدف، وقدرت نموذج التنبؤية لحدوث ارتفاع على أساس LFPs. تطبيق هذا النموذج يدل على أن الجهاز يناسب بشكل كاف لتقديم التحفيز عن طريق اللمس عالية التردد، متفوقا المحركات كهرضغطية مشترك. كدليل على فعالية الجهاز، وقدمت النتائج التالية: 1) توقيت وموثوقية ردود LFP المباراة بشكل جيد ردود السنبلة، 2) LFPs حساسة لتاريخ التحفيز والتقاط ليس فقط متوسط ​​استجابة ولكن أيضا محاكمة لمحاكمة التقلبات في النشاط ارتفاع، وأخيرا 3) باستخدام إشارة LFP فمن الممكن لتقدير مجموعة سو النماذج التنبؤية التي التقاط جوانب مختلفة من النشاط ارتفاع.

ميزات طرف رحلة لتوصيف خصائص الديناميكية للجهاز تحفيز المقترحة، وضعت سلسلة من التجارب تصل. تم استخدام جهاز معين والتي تتكون من الغاليوم الغاليوم الأشعة تحت الحمراء التي تنبعث منها الصمام الثنائي إلى جانب وجود ترانزستور ضوئي السيل...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple Stimulatory Device for Evoking Point-like Tactile Stimuli: A Searchlight for LFP to Spike Transitions at JoVE.com

A Simple Stimulatory Device for Evoking Point-like Tactile Stimuli: A Searchlight for LFP to Spike Transitions

لتوضيح عملية الانتقال المعقدة من امكانات الحقل المحلي (LFPs) لالمسامير مشجعا مناسبة للضوء المحفزات الميكانيكية الطرفية بنيت. كتطبيق، وقد تم تحليل الأنشطة ارتفاعه المسجلة من القشرة الحسية الجسدية من خلال استراتيجية التحسين متعددة الهدف. أظهرت النتائج أن مشجعا المقترح كان قادرا على تقديم المنبهات اللمسية مع ميلي ثانية واحدة وتوضيحات ملليمتر.

A جهاز التحفيزية بسيطة لتستحضر نقطة اللمس مثل المحفزات: A كشاف لLFP إلى سبايك انتقالات

Current neurophysiological research has the aim to develop methodologies to investigate the signal route from neuron to neuron, namely in the transitions ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Neuroscience

Unit 1

Linear Time- Invariant Systems

SCIENTISTS IN ACTION

A Simple Composite Phenotype Scoring System for Evaluating Mouse Models of Cerebellar Ataxia

سجل النمط الظاهري بسيط مركب نظام لتقييم نماذج الماوس من رنح مخيخي

We describe a protocol for the rapid and sensitive quantification of disease severity in mouse models of cerebella ataxia. It is derived from previously ...

The Vermicelli and Capellini Handling Tests: Simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice

والشعيرية والتعامل مع الاختبارات Capellini : تدابير كمية بسيطة من وظيفة forepaw حاذق في الجرذان والفئران

Previous characterizations of rodent eating behavior have revealed that they use coordinated forepaw movements to manipulate food pieces. We have extended ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

وافق إجراء بروتوكول ادارة الاغذية والعقاقير لعلاج الاكتئاب : جهاز TMS NeuroStar

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

A Simple Way to Measure Ethanol Sensitivity in Flies

طريقة بسيطة لقياس حساسية الايثانول في الذباب

Low doses of ethanol cause flies to become hyperactive, while high doses are sedating. The sensitivity to ethanol-induced sedation of a given fly strain ...

Ex utero Electroporation and Whole Hemisphere Explants: A Simple Experimental Method for Studies of Early Cortical Development

Ex utero Electroporation and Whole Hemisphere Explants: A Simple Experimental Method for Studies of Early Cortical Development

بحكم الرحم الصعق الكهربائي وإإكسبلنتس نصف الكرة المجموع: طريقة بسيطة للدراسات التجريبية التنمية القشرية في وقت مبكر

Cortical development involves complex interactions between neurons and non-neuronal elements including precursor cells, blood vessels, meninges and ...

Visualizing the Effects of a Positive Early Experience, Tactile Stimulation, on Dendritic Morphology and Synaptic Connectivity with Golgi-Cox Staining

تصور الآثار المترتبة على تجربة إيجابية في وقت مبكر، اللمس تحفيز، على مورفولوجيا شجيري ومتشابك الربط مع جولجي كوكس تلطيخ

To generate longer-term changes in behavior, experiences must be producing stable changes in neuronal morphology and synaptic connectivity. Tactile ...

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

A Simple Behavioral Assay for Testing Visual Function in Xenopus laevis

والفحص السلوكية بسيطة لاختبار وظيفة البصرية في<em&gt; القيطم المورق</em

Measurement of the visual function in the tadpoles of the frog, Xenopus laevis, allows screening for blindness in live animals. The optokinetic response ...

A Simple Alternative to Stereotactic Injection for Brain Specific Knockdown of miRNA

بديل بسيط لحقن المجسم لالدماغ ضربة قاضية محددة من ميرنا

MicroRNAs (miRNAs) are key regulators of gene expression.  In the brain, vital processes like neurodevelopment and neuronal functions depend on the ...

A Simple Flight Mill for the Study of Tethered Flight in Insects

A مطحنة الطيران بسيط لدراسة الطيران في الحشرات مربوط

Flight in insects can be long-range migratory flights, intermediate-range dispersal flights, or short-range host-seeking flights. Previous studies have ...

A Simple Approach to Induce Experimental Autoimmune Neuritis in C57BL/6 Mice for Functional and Neuropathological Assessments

نهج بسيط للحث على العصب الذاتية التجريبية في الفئران C57BL/6 للتقييمات الفنية ولاثيل

Experimental autoimmune neuritis (EAN) is a well-appreciated experimental model of autoimmune peripheral demyelinating diseases. EAN disease is induced by ...