Name: flat-floored air-lifted platform: a new method for combining behavior with microscopy or electrophysiology on awake freely moving rodents
Uploaded: 2014-06-29T14:30:00
Duration: 14 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Flat-floored Air-lifted Platform: A New Method for Combining Behavior with Microscopy or Electrophysiology on Awake Freely Moving Rodents at JoVE.com

المؤلفين أشكر الأستاذ ييرو كاسترين على تعليقاته القيمة على المخطوطة. ويدعم هذا العمل من المنح المقدمة من أكاديمية فنلندا، مركز الحراك الدولي من فنلندا، وكلية الدراسات العليا الفنلندية العلوم العصبية (الدماغ وبرنامج الدكتوراه العقل).

<ol>
	<li>Li, N., 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=mTOR-dependent+synapse+formation+underlies+the+rapid+antidepressant+effects+of+NMDA+antagonists.">mTOR-dependent synapse formation underlies the rapid antidepressant effects of NMDA antagonists.</a> Science. 329, 959-964 (2010).</li><li>Sitdikova, G., 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=Isoflurane+suppresses+early+cortical+activity.">Isoflurane suppresses early cortical activity.</a> Annals of Clinical and Translational Neurology. 1 (1), 15-26 (2013).</li><li>Helmchen, F., Fee, M. S., Tank, D. W., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+miniature+head-mounted+two-photon+microscope.+high-resolution+brain+imaging+in+freely+moving+animals.">A miniature head-mounted two-photon microscope. high-resolution brain imaging in freely moving animals.</a> Neuron. 31, 903-912 (2001).</li><li>Piyawattanametha, W., 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=In+vivo+brain+imaging+using+a+portable+2.9+g+two-photon+microscope+based+on+a+microelectromechanical+systems+scanning+mirror.">In vivo brain imaging using a portable 2.9 g two-photon microscope based on a microelectromechanical systems scanning mirror.</a> Optics letters. 34, 2309-2311 (2009).</li><li>Sawinski, J., Wallace, D. J., Greenberg, D. S., Grossmann, S., Denk, W., Kerr, J. N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visually+evoked+activity+in+cortical+cells+imaged+in+freely+moving+animals.">Visually evoked activity in cortical cells imaged in freely moving animals.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 19557-19562 (2009).</li><li>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=Active+stabilization+of+electrodes+for+intracellular+recording+in+awake+behaving+animals.">Active stabilization of electrodes for intracellular recording in awake behaving animals.</a> Neuron. 27, 461-468 (2000).</li><li>Greenberg, D., Houweling, A., Kerr, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Population+imaging+of+ongoing+neuronal+activity+in+the+visual+cortex+of+awake+rats.">Population imaging of ongoing neuronal activity in the visual cortex of awake rats.</a> Nat Neurosci. 11 (7), 749-751 (2008).</li><li>Fujiwara-Tsukamoto, Y., 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=Reinforcing+operandum:+rapid+and+reliable+learning+of+skilled+forelimb+movements+by+head-fixed+rodents.">Reinforcing operandum: rapid and reliable learning of skilled forelimb movements by head-fixed rodents.</a> Journal of Neurophysiology. 108, 1781-1792 (2012).</li><li>Scott, B. B., Brody, C. D., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+Resolution+Functional+Imaging+in+Behaving+Rats+Using+Voluntary+Head+Restraint.">Cellular Resolution Functional Imaging in Behaving Rats Using Voluntary Head Restraint.</a> Neuron. 80, 371-384 (2013).</li><li>Dombeck, D. A., Harvey, C. D., Tian, L., Looger, L. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+imaging+of+hippocampal+place+cells+at+cellular+resolution+during+virtual+navigation.">Functional imaging of hippocampal place cells at cellular resolution during virtual navigation.</a> Nat Neurosci. 13, 1433-1440 (2010).</li><li>Parry, T. J., McElligott, J. 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+method+for+restraining+awake+rats+using+head+immobilization.">A method for restraining awake rats using head immobilization.</a> Physiolog &amp; behavior. 53 (5), 1011-1015 (1993).</li><li>Brecht, M., Schneider, M., Sakmann, B., Margrie, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whisker+movements+evoked+by+stimulation+of+single+pyramidal+cells+in+rat+motor+cortex.">Whisker movements evoked by stimulation of single pyramidal cells in rat motor cortex.</a> Nature. 427 (6976), 704-710 (2004).</li><li>Van Looij, M. A. J., Liem, S. -. S., van der Burg, H., van der Wees, J., De Zeeuw, C. I., van Zanten, B. G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+conventional+anesthesia+on+auditory+brainstem+responses+in+mice.">Impact of conventional anesthesia on auditory brainstem responses in mice.</a> Hearing research. 193, 75-82 (2004).</li><li>Hentschke, H., Schwarz, C., Antkowiak, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neocortex+is+the+major+target+of+sedative+concentrations+of+volatile+anaesthetics:+strong+depression+of+firing+rates+and+increase+of+GABAA+receptor-mediated+inhibition.">Neocortex is the major target of sedative concentrations of volatile anaesthetics: strong depression of firing rates and increase of GABAA receptor-mediated inhibition.</a> The European journal of neuroscience. 21, 93-102 (2005).</li><li>Margrie, T. W., Brecht, M., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo,+low-resistance,+whole-cell+recordings+from+neurons+in+the+anaesthetized+and+awake+mammalian+brain.">In vivo, low-resistance, whole-cell recordings from neurons in the anaesthetized and awake mammalian brain.</a> Pflugers Archiv: European journal of physiology. 444, 491-498 (2002).</li><li>Crochet, S., Petersen, C. C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlating+whisker+behavior+with+membrane+potential+in+barrel+cortex+of+awake+mice.">Correlating whisker behavior with membrane potential in barrel cortex of awake mice.</a> Nat Neurosci. 9, 608-610 (2006).</li><li>Houweling, A. R., Brecht, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+report+of+single+neuron+stimulation+in+somatosensory+cortex.">Behavioural report of single neuron stimulation in somatosensory cortex.</a> Nature. 451, 65-68 (2008).</li><li>Poulet, J. F. A., Petersen, C. C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internal+brain+state+regulates+membrane+potential+synchrony+in+barrel+cortex+of+behaving+mice.">Internal brain state regulates membrane potential synchrony in barrel cortex of behaving mice.</a> Nature. 454, 881-885 (2008).</li><li>Bryant, J. L., Roy, S., Heck, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+technique+for+stereotaxic+recordings+of+neuronal+activity+in+awake,+head-restrained+mice.">A technique for stereotaxic recordings of neuronal activity in awake, head-restrained mice.</a> Journal of neuroscience methods. 178, 75-79 (2009).</li><li>De Kock, C. P. J., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spiking+in+primary+somatosensory+cortex+during+natural+whisking+in+awake+head-restrained+rats+is+cell-type+specific.">Spiking in primary somatosensory cortex during natural whisking in awake head-restrained rats is cell-type specific.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 16446-16450 (2009).</li><li>Dombeck, D. A., Khabbaz, A. N., Collman, F., Adelman, T. L., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+large-scale+neural+activity+with+cellular+resolution+in+awake,+mobile+mice.">Imaging large-scale neural activity with cellular resolution in awake, mobile mice.</a> Neuron. 56, 43-57 (2007).</li><li>Hentschke, H., Haiss, F., Schwarz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+signals+rapidly+switch+tactile+processing+in+rat+barrel+cortex+during+whisker+movements.">Central signals rapidly switch tactile processing in rat barrel cortex during whisker movements.</a> Cerebral cortex. 16, 1142-1156 (2006).</li><li>St&#252;ttgen, M. C., R&#252;ter, J., Schwarz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+psychophysical+channels+of+whisker+deflection+in+rats+align+with+two+neuronal+classes+of+primary+afferents.">Two psychophysical channels of whisker deflection in rats align with two neuronal classes of primary afferents.</a> J. neuroscience. 26, 7933-7941 (2006).</li><li>Connor, D. H., Peron, S. P., Huber, D., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+activity+in+barrel+cortex+underlying+vibrissa-based+object+localization+in+mice.">Neural activity in barrel cortex underlying vibrissa-based object localization in mice.</a> Neuron. 67, 1048-1061 (2010).</li><li>Drew, P. J., Shih, A. Y., 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=Fluctuating+and+sensory-induced+vasodynamics+in+rodent+cortex+extend+arteriole+capacity.">Fluctuating and sensory-induced vasodynamics in rodent cortex extend arteriole capacity.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (20), 8473-8478 (2011).</li><li>Harvey, C. D., Collman, F., Dombeck, D. A., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+dynamics+of+hippocampal+place+cells+during+virtual+navigation.">Intracellular dynamics of hippocampal place cells during virtual navigation.</a> Nature. 461, 941-946 (2009).</li><li>Chen, G., King, J. A., Burgess, N., O&#8217;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=How+vision+and+movement+combine+in+the+hippocampal+place+code.">How vision and movement combine in the hippocampal place code.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (1), 378-383 (2013).</li><li>Harvey, C. D., Coen, P., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Choice-specific+sequences+in+parietal+cortex+during+a+virtual-navigation+decision+task.">Choice-specific sequences in parietal cortex during a virtual-navigation decision task.</a> Nature. 484 (7392), 62-68 (2012).</li><li>Holtmaat, 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=Long-term+,+high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window.">Long-term , high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4 (8), 19-22 (2009).</li><li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+craniotomy+surgery+procedure+for+chronic+brain+imaging.">A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging.</a> J. Vis. Exp. (12), (2008).</li><li>Portera-Cailliau, C., Trachtenberg, J. T., de Paola, V., Svoboda, K., Wilbrecht, L., Holtmaat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+Neocortical+Neurons+through+a+Chronic+Cranial+Window.">Imaging Neocortical Neurons through a Chronic Cranial Window.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2012, (2012).</li><li>Garaschuk, O., Milos, R. -. I., Konnerth, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+bulk-loading+of+fluorescent+indicators+for+two-photon+brain+imaging+in+vivo.">Targeted bulk-loading of fluorescent indicators for two-photon brain imaging in vivo.</a> Nat Protoc. 1 (1), 380-386 (2006).</li><li>Barry, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JPCalc,+a+software+package+for+calculating+liquid+junction+potential+corrections+in+patch-clamp,+intracellular,+epithelial+and+bilayer+measurements+and+for+correcting+junction+potential+measurements.">JPCalc, a software package for calculating liquid junction potential corrections in patch-clamp, intracellular, epithelial and bilayer measurements and for correcting junction potential measurements.</a> Journal of neuroscience methods. 51 (1), 107-116 (1994).</li><li>Golshani, P., Gon&#231;alves, J. T., Khoshkhoo, S., Mostany, R., Smirnakis, S., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internally+mediated+developmental+desynchronization+of+neocortical+network+activity.">Internally mediated developmental desynchronization of neocortical network activity.</a> The Journal of neuroscience. 29 (35), 10890-10899 (2009).</li><li>Polack, P. -. O., Friedman, J., Golshani, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+mechanisms+of+brain+state-dependent+gain+modulation+in+visual+cortex.">Cellular mechanisms of brain state-dependent gain modulation in visual cortex.</a> Nat Neurosci. 16 (9), 1331-1339 (2013).</li><li>Schwarz, C., 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+head-fixed+behaving+rat--procedures+and+pitfalls.">The head-fixed behaving rat--procedures and pitfalls.</a> Somatosensor., &amp; motor research. 27, 131-148 (2010).</li></ol>

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

من أجل فهم أفضل فسيولوجيا الدماغ وعلم الأمراض، يجب إجراء الأبحاث على مجموعة متنوعة من مستويات التعقيد إعداد، وذلك باستخدام التقنيات الأكثر ملاءمة لكل إعداد. في الوقت الحاضر، مجموعة واسعة من منهجيات علم الأعصاب (من كامل الجسم الرنين المغناطيسي الوظيفي لالمجهري STED الفرعية عضية) يتم تطبيقها بسهولة على الحيوانات مخدرة، في حين أن التجارب على الحيوانات مستيقظا والتصرف قد تمثل تحديا كبيرا المنهجية. هنا، يوصف نهجا جديدا حيث حيوان المختبر، على الرغم من كونها ثابتة بحزم الرأس، ويمكن التحرك على homecage المتنقلة رفع الهواء واستكشاف بيئتها المادية في ظل ظروف خالية من الإجهاد. إعداد الحيوان يتصرف الثابتة الرأس المقدمة هنا يوفر عددا من المزايا الحاسمة. الأول، البيانات الكهربية أو التصوير تم الحصول عليها مع هذه الطريقة هي كاملة غير منقوصة لا من قبل ولا من التخدير الإجهاد الناجم عن يعوق. تحديد المواقع من الفأرة في منزل متنقلالقفص هو سريع و لا يتطلب التخدير الحيوان حتى عابر. الثانية، وhomecage-رفع الهواء يضمن الاستقرار الميكانيكية اللازمة لقياس التغييرات في مورفولوجية الخلايا العصبية وغرامة لتسجيل وحيدة الخلية الكهربية النشاط في الحيوانات مستيقظا. أخيرا، تصميم homecage المحمول هو أكثر إحكاما بالمقارنة مع مطحنة كروية، مما يتيح تحديد المواقع homecage المحمول تحت المجهر تستقيم القياسية لاثنين من الفوتون التصوير أو تسجيل التصحيح، المشبك في مخ الفأر مستيقظا ل. شركة رأس التثبيت في homecage النقالة يتطلب غرس حامل معدني أربعة الجناحين المصممة خصيصا، مع افتتاح الجولة في المركز للوصول الضوئية أو الكهربائية إلى منطقة الدماغ الكامنة. وترد هذه المعادن لأصحاب الجمجمة عن طريق مزيج من الغراء، والاسمنت الأسنان والترباس الصغيرة ثمل في عظم الجمجمة. وقد تم تطوير هذا الإجراء الجراحي يعتمد على عدد كبير من سبقنشرت الإجراءات، ووجد أن يؤدي إلى مستقرة وقابلة للتكرار في الجمجمة إعداد النافذة. لفي التجارب المجراة الكهربية، نافذة على شكل قمر 34، حج القحف صغيرة الحجم (أقل من 0.5 ملم) 32، والمغطاة بالزجاج حفر إعداد 35 استخدمت. هنا، تم زرع &quot;مقلوب&quot; نافذة الجمجمة مع إما كبيرة (3.5 مم) أو الصغيرة (أقل من 0.5 مم) حج القحف. تحجيم حركة الدماغ أمر حاسم بالنسبة لاستقرار تسجيلات خلية واحدة، وهذا هو السبب فإنه من المستحسن لأداء craniotomies حجم صغير للتجارب الكهربية. على غرس النافذة في الجمجمة للتجارب التصوير الضوئي، ويسمح للحيوانات لاسترداد لمدة 2 أو 3 أسابيع على الأقل، خلال هذه الفترة النافذة يفقد أول عابر شفافيتها ومن ثم يستعيد ذلك (مع تحقيق عائد 50-70٪، اعتمادا على الخلفية الوراثية للسلالة الماوس). شفافية النافذة في الجمجمة وSTABILإيتي من الاسمنت الأسنان &quot;كاب&quot; التي تعلق على الجمجمة يمكن التحقق عن طريق المجهر مجهر العادية والتفتيش البدني أثناء التعامل مع الحيوانات. في نهاية فترة النقاهة 2-3 الأسبوع، ينبغي استبعاد تلك الحيوانات التي تظهر أي علامات للالتهاب آخر التشغيلية المتبقية أو العيوب الميكانيكية في الاسمنت الأسنان من التجارب وإنهاؤها. سن الأمثل لبدء تدريب الفئران هو 2-4 أشهر (المقابلة لوزن الجسم من 20-40 غ). في الحيوانات الأصغر سنا، ويمكن من ترسيخ الأسنان الاسمنت &quot;كاب&quot; في الجمجمة تكون غير موثوق بها، والتي قد تقلل مرونته إلى الإجهاد الميكانيكية التي تفرض من قبل تحرك الماوس الثابتة الرأس في homecage المحمول. على الرغم من أن الفئران الذكور والإناث تظهر شاء القدر أن تنقل في homecage المحمول، وهناك اتجاه لتحقيق نسبة أفضل من النوافذ الجمجمة استعادة الشفافية في إناث الفئران (لا تظهر البيانات). وبالتالي، من أجل رس ضمان مزيج متوازن من الجنسين في فوج من الحيوانات اختيارها للتصوير، زرع نوافذ الجمجمة في حوالي 30٪ الفئران الذكور أكثر من الموصى بها. ومن المعروف أن التفاعلات الاجتماعية لتحسين الحيوانات الرفاه والحد من التوتر، وبالتالي فإنه من المستحسن أن تتزاحم يتم تشغيلها وتدريب بالتوازي وأبقى معا في أقفاص مجموعة السكن. وعلى النقيض من إجراءات نشرت لإعداد حلقة مفرغة كروية 13، لا تتطلب طريقة الاستفادة من homecage المحمول التخدير الماوس في لحظة تثبيت الرأس. هذا الفرق مهم لأنه يسمح لاستبعاد أي آثار متبقية أنه حتى وجيزة و &quot;النور&quot; التخدير حلقة من المرجح أن يكون على القياسات الفسيولوجية التي تم الحصول عليها بعد فترة وجيزة. في الواقع، على الرغم من الدراسات في الرأس حيث تم تثبيت تحت التخدير وكانت بدأت التجارب الفعلية بعد فترة وجيزة الانتظار 13، واحد لا يمكناستبعاد آثار طويلة الأمد المحتملة للتخدير حلقة موجزة عن البيانات التجريبية. وقد اعتمدت الدراسات الأخرى على الحرمان من الماء لالتعود المنهجي للحيوانات لرئاسة تثبيت واستخدام الثواب المياه كوسيلة لتحفيز الحيوان أن تظل قادرة على الحركة 36. ومع ذلك، يحد من الأسلوب القائم على تثبيت رأسه مكافأة اختيار الاختبارات السلوكية المطبقة، والأهم، وتحتل واحدة من الجمعيات التحفيز مكافأة راسخة. في المقابل، وطريقة التعود الماوس لرئاسة التثبيت في homecage المحمول لا تتطلب الحرمان من الماء ومكافأة لاحقة. المكمل لhomecage المحمول مع نظام توصيل المياه يستحب للتجارب طويلة الأمد. أجريت الدورات التدريبية الحيوانية والتجارب المقدمة هنا خلال النهار (08:00 حتي 18:00)، والتي تتطابق مع الفترة السلبي من الناحية الفسيولوجية لتلك الفئران التي يتم الاحتفاظ بها تحت ال 12 ساعة القياسية جدول ضوء (لىghts على الساعة 6 صباحا وإيقاف الساعة 6 مساء). منذ يرتبط استهلاك المياه مباشرة مع النشاط الماوس، خلال الفترة الفئران السلبي لا تتطلب توصيل المياه إذا كانت مدة الدورة التدريبية / التصوير / تسجيل لا تتجاوز 2 ساعة. بالإضافة إلى توقيت ومدة الدورات التدريبية، ويحتاج المرء لمعالجة قضية العدد الأمثل من الدورات المطلوبة لالتعود الحيوانات لhomecage المحمول. تحقيقا لهذه الغاية، تم استخدام معيارين لتقييم الاجهاد الناجم عن إجراءات تثبيت الرأس: ط) وفقدان الوزن، والثاني) مستوى النشاط الحركي. كما هو مبين في الشكل (6)، وفقدان الوزن يصل إلى مستوى متوسط ​​من 6٪ في يوم التدريب 2، ويتم عكس تماما بعد يوم تدريب 4 (الشكل 6A). باستمرار مع تزن ديناميكية، يتم قمع مستوى النشاط الحركي للحيوانات الثابتة الرأس في اليوم الأول من التدريب ولكن تستقر بعد يوم تدريب 4 (الشكل 6D). بناء على هذه القياسات، ونحن suggesر أن مدة الحد الأدنى من فترة التدريب الماوس على homecage المحمول هو 4 أيام، كما هو موضح في البروتوكول بموجب هذا. استخدام، homecage المحمول مسطحة ارضيتها-رفع الهواء يسمح بإضافة المهام المعقدة (الحسية، إدراكي، والمعرفية) إلى نماذج لتدريب الفئران ثابتة الرأس. في هذه الدراسة تم عرض بروتوكولين من الاختبارات السلوكية. كلا البروتوكولين استخدام العظة رائحة ويمكن دمجها مع طولية التصوير / التسجيلات في القشرة الماوس. على الرغم من أن homecage المحمول يتم تصنيعها من مواد nonabsorbent، واحدة لا تزال بحاجة إلى أن تأخذ في الاعتبار التداخلات المحتملة بين رائحة الجهاز واختبار رائحة (ق). ومن العوامل الأخرى التي قد تتداخل مع / العظة عن طريق اللمس البصري للتجربة السلوكية هو تقاطع بين الجدار وإدراج، وهي ليست سلس، ويمكن، بالتالي، أن ينظر إليها من قبل الحيوان كمعلم. يجدر بالذكر هنا أنه من أجل تقليل الضائقة الحيوان خلال هذه الأسواق العالمية ضغطهاrventions كما التنسيب من القطن تقديم الرائحة إلى الحائط homecage المحمول، يجب على ممارسة التجريبي لأداء مثل هذه التدخلات في أسرع وقت ممكن وتجنب التعامل مع فترات طويلة من القفص الكربون. استراتيجيات بديلة لعرضها رائحة / وجوه الرواية هي تصور، على سبيل المثال، وضع قطرات حل يستند إلى هيدروجيل أو الكائنات (مثل رقائق الغذاء) على رفوف صغيرة تعلق على السطح الداخلي للجدار القفص الكربون في ذروة متوافقة مع رئيس المواقع الحيوان. homecage المحمول يسمح الحيوانات ثابتة الرأس لأداء مجموعة واسعة من تحركات ثنائي الأبعاد بما في ذلك تحرك الأفقي، situp، والاستمالة، الخفقان، لعق، الأنف بدس، والحركات مخلب الجبهة المهرة، ولمس الجدار مع الأمامية، كما هو موضح في هذه الدراسة . باستخدام homecage المحمول والبروتوكولات المعروضة هنا، يمكن للباحثين دراسة نظام الخلايا العصبية الحسية مع مستوى عال من السيطرة على كل من حالة التحفيزق والسلوكية للقراءة عموميات. علاوة على ذلك، لا يمكن أن يؤديها دراسات القدرات المعرفية في الفئران مستيقظا خلال تكييف والملاحة المكانية ومهام صنع القرار. وهناك العديد من القيود العملية لهذا الأسلوب. أولا، هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الهواء المضغوط لتحقيق السلطة ورفع homecage لإجراء تجارب طويلة الأمد. الثانية، وhomecage المحمول في تنفيذه الحالي هو 18 سم فقط في قطر، ويوفر مساحة صغيرة نسبيا وبسيطة بالمقارنة مع الواقع الافتراضي، حيث يمكن تصميم بيئة تجريبية معقدة دون أي قيود مكانية بالتالي. الثالث، خلال التحفيز الطولي والتجارب القائمة على مكافأة المعروضة هنا، تم استخدام الجهاز الذي يحد من إمكانية والجدار الاتصال للماوس. أن إضافة قناة التحفيز البصري أو الحسية الخارجية (مثل جهاز عرض الموجه العين ضوء) تتطلب تصميم الجهاز أكثر مريح وصغير بالمقارنة معالشاشة متعددة أو قبة الإسقاط الحلول التي استخدمت في التجارب مفرغه كروية. وباختصار، فإن استخدام الفئران ثابت رئيس تتحرك في homecage المتنقلة رفع الهواء يسهل كثيرا من الدراسات التي تجمع بين مستويات الخلايا، الجزيئية والسلوكية للمراقبة والتلاعب في تجربة واحدة. وتشمل تطبيقات محددة يتضح هنا اثنين من الفوتون التصوير المجهري، الجوهرية التصوير الإشارات الضوئية والتسجيلات التصحيح، المشبك في الفئران التصرف غير تخدير. ومن المتوقع أن هذا النهج سوف تفتح آفاقا جديدة في التجريب على مستيقظا، يتصرف الماوس، ويكون بمثابة أداة مفيدة لكلا تطوير الأدوية والبحوث الأساسية من وظيفة الدماغ.

اتجاها مثيرا الأخيرة في علوم الأعصاب هو تطوير المناهج التجريبية لالجزيئية والخلوية تحقق من الشبكات العصبية في دماغ مستيقظا، يتصرفون القوارض. هذه النهج عقد الوعد لتسليط الضوء من جديد على العمليات العصبية التي تكمن وراء وظيفة الحركة، والتكامل الحسي، والإدراك، والتعلم، والذاكرة، وكذلك تطور الإصابة، تنكس عصبي والأمراض الوراثية. علاوة على ذلك، تسجيل من الدماغ الحيوان مستيقظا ويبشر بالخير في تطوير عوامل علاجية جديدة وعلاجات. هناك وعي متزايد بأن التخدير، والتي كانت تستخدم عادة في التجارب العصبية، يمكن أن تؤثر على الآليات الأساسية من وظائف المخ، مما قد يؤدي إلى تفسير خاطئ للنتائج التجريبية. وبالتالي، فإن مخدر الكيتامين تستخدم على نطاق واسع يزيد بسرعة تشكيل العمود الفقري شجيري جديدة ويعزز وظيفة متشابك 1؛ anesthet آخر استخداماجيم isoflurane وعلى مستويات التخدير الجراحي يقمع تماما النشاط القشرية عفوية في الفئران حديثي الولادة وكتل التذبذبات المغزل المتفجر في الحيوانات البالغة 2. في الوقت الحاضر، سوى عدد محدود من النهج تمكين التجارب على الفئران غير تخدير عن طريق اثنين من الفوتون التصوير المجهري أو تسجيلات التصحيح، المشبك. ويمكن تقسيم هذه الطرق إلى الاستعدادات تتحرك والثابت الرأس بحرية. جاذبية فريدة من إعداد الحيوانات تتحرك بحرية هو أنه يتيح تقييم السلوك الطبيعي، بما في ذلك حركات الجسم كله أثناء التنقل. طريقة واحدة لصورة داخل المخ من القوارض تتحرك بحرية هو أن نعلق المجهر رئيس محمولة المنمنمة أو أليافي 3-5. ومع ذلك، الأجهزة المنمنمة تميل إلى أن تكون محدودة في الأداء البصري مقارنة القائم على الهدف اثنين من الفوتون المجهري، ولا يمكن الجمع بسهولة مع خلية كاملة التسجيلات التصحيح، المشبك 6. وEXIوقد اعتمدت الحلول لدغة التلاعب بنتائج رئيس والقوارض مستيقظا في المقام الأول إما على ضبط النفس الجسدي أو 7،8 على تدريب الحيوانات لعرض الطوعية مساند الرأس 9. نهج شعبي آخر هو السماح للأطراف الحيوان لنقل بوضعه على، على سبيل المثال، حلقة مفرغة كروية 10؛ وغالبا ما الجمع بين هذا النهج مع الواقع الافتراضي الحاسوب ولدت. التجارب على الفئران الكهربية الثابتة الرأس وتستخدم في الغالب تسجيلات خارج الخلية، وكانت تستخدم لدراسة التنظيم المركزي وظيفة القلب والأوعية الدموية 11، آثار التخدير على نشاط الخلايا العصبية 12، الاستجابة السمعية في الدماغ ومعالجة المعلومات 13 14. وأجريت التسجيلات الخلايا الرائد / خلية كاملة في الحيوانات التصرف مستيقظا في 2000s وركزت على النشاط العصبي المتصلة الإدراك والحركة 15-20. في نفس الوقت تقريبا، تم حانة أول دراسات التصوير المجهري على الفئران مستيقظاأسسنا، حيث تم استخدام اثنين من الفوتون المجهري في القشرة الحسية الفئران أمسكوا 7 وعلى الفئران الجري في حلقة مفرغة كروية 21. أظهرت اللاحقة في الجسم الحي المجهري والكهربية الدراسات أن إعداد رئيس تثبيت ويمكن الجمع بين بنجاح مع النماذج السلوكية على أساس الحركات forelimb، والتعرف على الرائحة، والخفقان، ولعق 8،22-25. وضعت الفئران في حلقة مفرغة كروية يمكن تدريبهم على التنقل في البيئة البصرية الظاهرية التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر 10،26. أظهرت تسجيلات داخل الخلايا / خارج الخلية أنه في الحيوانات ثابتة الرأس التنقل مثل هذه البيئة الافتراضية، وتنشيط خلايا قرن آمون مكان يمكن أن يتم الكشف عن 27. في بيئة افتراضية بصرية، والفئران تثبت العادية المتصلة حركة إيقاع ثيتا في إمكانات الميدانية المحلية وثيتا المرحلة السبق حركة نشطة خلال 27. في الآونة الأخيرة، وactivit المكانية والزمانيةوسجلت أنماط ذ من السكان العصبية في الفئران بصريا أثناء العمل مهام قرار الذاكرة في بيئة افتراضية 28. على الرغم من تمكين البحوث اختراق، تصميم مفرغه كروية لديها العديد من القيود الملازمة. أولا، يتعين على الحيوان للتحرك على سطح غير محدود من الكرة رفع الهواء بالتناوب، والتي لا تشكل عقبات ملموسة مثل الجدران أو الحواجز. هذا القيد هو في جزء منه فقط تعويض من &quot;الواقع الافتراضي&quot; الحاسوب ولدت، لأن المدخلات البصرية يمكن القول أقل فعالية على الفئران والجرذان بالمقارنة مع المدخلات الحسية عن طريق اللمس (على سبيل المثال، ضئيلة للغاية للمس أو لعق)، والتي تعتمد هذه الأنواع بشكل طبيعي على. الثانية، وانحناء كبيرة من سطح الكرة قد تكون غير مريحة للفئران المختبر تستخدم ليمشي على أرضية مسطحة في أقفاصها. وأخيرا، فإن قطر الهائل على الكرة (200 مم على الأقل بالنسبة للفئران والجرذان 300 ملم ل) يجعل حجم العمودي للكرويةجهاز مفرغة كبيرة نسبيا. وهذا يجعل من الصعب الجمع بين مفرغه كروية مع غالبية الاجهزة المجهر المتاحة تجاريا، وغالبا ما يتطلب بناء الإعداد الجديد حول حلقة مفرغة من خلال المجهر إطارات مصنوعة خصيصا. هنا، يتم وصف أسلوب الرواية حيث ماوس الثابتة الرأس يمكن التحرك على homecage المتنقلة رفع الهواء التي تحتوي على أرضية مسطحة وجدران ملموسة، واستكشاف البيئة المادية في ظل ظروف خالية من الإجهاد. يوضح هذا المقال إجراءات التدريب الماوس ورئيس التثبيت، ويقدم أمثلة ممثل حيث يتم تنفيذ اثنين من الفوتون المجهري، والتصوير الضوئي الذاتية والتصحيح، المشبك التسجيلات في دماغ الفئران التصرف مستيقظا.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="733">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:259px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:161px;">Company</td>
			<td style="width:141px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:173px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Tweezers&#160; Stainless Steel, 115mm</td>
			<td style="width:161px;">XYtronic</td>
			<td style="width:141px;">XY-2A-SA</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Animal trimmer, shaving machine</td>
			<td style="width:161px;">Aesculap</td>
			<td style="width:141px;">Isis GT420</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Binocular Microscope</td>
			<td style="width:161px;">Zeiss&#160;</td>
			<td style="width:141px;">Stemi 2000</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Biological Temperature Controller with stainless steel heating pad</td>
			<td style="width:161px;">Supertech</td>
			<td style="width:141px;">TMP-5b</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Blunt microsurgical blade</td>
			<td style="width:161px;">BD</td>
			<td style="width:141px;">REF 374769</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Borosilicate tube with filament</td>
			<td style="width:161px;">Sutter Instruments</td>
			<td style="width:141px;">BF120-69-10</td>
			<td style="width:173px;">For patch pipette production</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Camera&#160;</td>
			<td style="width:161px;">Foscam</td>
			<td style="width:141px;">FI8903W</td>
			<td style="width:173px;">Night visibility</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Carprofen</td>
			<td style="width:161px;">Pfizer</td>
			<td style="width:141px;">Rimadyl vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dental cement</td>
			<td style="width:161px;">DrguDent, Dentsply</td>
			<td style="width:141px;">REF 640 200 271</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dexamethasone</td>
			<td style="width:161px;">FaunaPharma</td>
			<td style="width:141px;">Rapidexon vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Disposable drills</td>
			<td style="width:161px;">Meisinger</td>
			<td style="width:141px;">HP 310104001001008</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dulbeco&#8217;s PBS 10X</td>
			<td style="width:161px;">Sigma</td>
			<td style="width:141px;">D1408</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Dumont #5 forceps, 110 mm</td>
			<td style="width:161px;">FST</td>
			<td style="width:141px;">91150-20</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:259px;">Eyes-lubricant</td>
			<td style="width:161px;">Novartis</td>
			<td style="width:141px;">Viscotears</td>
			<td style="width:173px;">For eyes protection during operation and as viscose solution for immersion&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Foredom drill control</td>
			<td style="width:161px;">Foredom&#160;</td>
			<td style="width:141px;">FM3545</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Foredom micro motor handpiece</td>
			<td style="width:161px;">Foredom</td>
			<td style="width:141px;">MH-145</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Four-winged metal holder</td>
			<td style="width:161px;">Neurotar</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Head Holder for Mice</td>
			<td style="width:161px;">Narishige</td>
			<td style="width:141px;">SG-4N</td>
			<td style="width:173px;">Assembled on stereotaxic instrument</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Hemostasis Collagen Sponge</td>
			<td style="width:161px;">Avitene, Ultrafoam BARD</td>
			<td style="width:141px;">Ref 1050050</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Imaris</td>
			<td style="width:161px;">Bitplane</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Ketamine</td>
			<td style="width:161px;">Intervet</td>
			<td style="width:141px;">Ketaminol vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Kwik-Sil&#160;</td>
			<td style="width:161px;">WPI</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Mai Tai DeepSee laser</td>
			<td style="width:161px;">Spectra-Physics</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Micro dressing forceps, 105 mm</td>
			<td style="width:161px;">Aesculap</td>
			<td style="width:141px;">BD302R</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Microelectrode puller</td>
			<td style="width:161px;">Narishige</td>
			<td style="width:141px;">PC-10H</td>
			<td style="width:173px;">Vertical puller for glass pipette production</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:161px;">Sensapex</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:259px;">Mini bolt</td>
			<td style="width:161px;">Centrostyle</td>
			<td style="width:141px;">Ref. 00343 s/steel M1.0x4.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Mobile Homecage</td>
			<td style="width:161px;">Neurotar</td>
			<td style="width:141px;"></td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:259px;">Multiphoton Laser Scanning Microscope</td>
			<td style="width:161px;">Olympus</td>
			<td style="width:141px;">FV1000MPE</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:28px;width:259px;">Nonwoven swabs 5&#215;5</td>
			<td style="width:161px;">Molnlycke Health Care</td>
			<td style="width:141px;">Mesoft</td>
			<td style="width:173px;">Surgical tampons</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Polyacrylic glue</td>
			<td style="width:161px;">Henkel</td>
			<td style="width:141px;">Loctite 401</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:259px;">Round glass coverslip&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:161px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td rowspan="2" style="width:141px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">1.5 thickness&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Small animal stereotaxic instrument</td>
			<td style="width:161px;">David Kopf Instruments</td>
			<td style="width:141px;">900</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Student iris scissors, straight 11.5 cm</td>
			<td style="width:161px;">FST</td>
			<td style="width:141px;">91460-11</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:259px;">Xylazine</td>
			<td style="width:161px;">Bayer Health Care</td>
			<td style="width:141px;">Rompun vet</td>
			<td style="width:173px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

flat-floored air-lifted platform: a new method for combining behavior with microscopy or electrophysiology on awake freely moving rodents

ومن المعترف به على نطاق واسع أن استخدام التخدير العام يمكن أن تقوض أهمية البيانات الكهربية أو مجهرية تم الحصول عليها من دماغ حيوان حي في. وعلاوة على ذلك، فإن الانتعاش طويلة من التخدير يحد من تواتر نوبات متكررة تسجيل / التصوير في الدراسات الطولية. وبالتالي، يتوقع أساليب جديدة من شأنها أن تسمح التسجيلات مستقرة من الفئران التصرف غير تخدير للمضي قدما في مجالات علوم الأعصاب الخلوية والمعرفية. وتتراوح الحلول القائمة من مجرد التقييد الجسدي إلى نهج أكثر تطورا، مثل المطاحن والخطية كروية تستخدم في تركيبة مع الواقع الافتراضي الحاسوب ولدت. هنا، يتم وصف أسلوب الرواية حيث ماوس الثابتة الرأس يمكن التحرك على homecage المتنقلة رفع الهواء واستكشاف بيئتها في ظل ظروف خالية من الإجهاد. يسمح هذا الأسلوب للباحثين لإجراء اختبارات سلوكية (على سبيل المثال، والتعلم، التعود أو الاعتراف الكائن رواية) في وقت واحد معثنائي الفوتون التصوير المجهري و / أو تسجيلات التصحيح، المشبك، كلها مجتمعة في تجربة واحدة. توضح هذه المقالة الفيديو، استخدام جهاز تثبيت الرأس الحيوان مستيقظا (homecage المحمول)، يوضح إجراءات التعود الحيوان، وتجسد عددا من التطبيقات المحتملة لهذه الطريقة.

فإن المقصود من الطريقة المعروضة هنا للتصوير مجهرية وحيدة الخلية أو التسجيلات الكهربية في اليقظة، الفئران ثابت رئيس لكن على خلاف ذلك بحرية التحرك والتصرف. الحيوان يمكن ان تتحرك في بعدين في الحقيقية (في مقابل الظاهرية)، والبيئة المادية ومألوفة، في حين يتم إصلاح الجمجمة الحيوانات بقوة الذراع تثبيت الرأس. التعود على الفئران إلى homecage المتنقلة رفع الهواء يتكون من 4-6 أيام من الدورات التدريبية 2 ساعة مرتين يوميا (الشكل 1). ويمكن بعد ذلك أن تستخدم الحيوانات المدربة في التجارب على الفور. يتضمن دراسة نموذجية لعدد من جلسات التصوير أو تسجيل الدورات التصحيح، المشبك التي يتم على فترات متباعدة تتراوح بين بضع ساعات إلى عدة أيام أو أسابيع. الأهم من ذلك، لا يمكن أن يؤديها كل من التسجيلات البصرية والكهربية في وقت واحد مع المثيرات وقراءات المعرفية أو السلوكية، في تجربة واحدة. لتقييم الاستقرار الميكانيكي للرئيس تثبيت الماوس في homecage المحمول، تم جمع تسلسلات الصور من السفن القشرية المسمى مع ديكستران فلوري، مترافق والتشعبات القشرية معربا عن YFP في حين أن حيوانات التجارب كانت تبحر في homecage المحمول (الشكل 2). لم النزوح القصوى من الدماغ أثناء تنقل الحيوان لا يتجاوز عادة 1-1.5 ميكرومتر. وقعت هذه نزوح في الاتجاهين الأفقي ونادرا جدا ما أدى إلى التحول من اكتشاف الطائرة والتصوير، لا لزوم لها تقديم أي تصحيح الحركة الفنية. مستقرة في الرأس تثبيت homecage المحمول يسمح الكمي من العمود الفقري شجيري الفردية في الحيوانات مستيقظا بنفس الموثوقية كما هو الحال في الفئران تخدير. كثافة العمود الفقري شجيري، مورفولوجيا ودوران يمكن رصدها خلال دراسات طولية مع جلسات التصوير متعددة أجريت على فترات تتراوح بين بضع ساعات إلى عدة أيام أو أسابيع. قابليتها للاستعمال متم اختبار obile homecage للتصوير الضوئي وظيفية في القشرة الحسية الجسدية من الفئران مستيقظا باستخدام نهجين: ط) اثنين من الفوتون المجهري على الفئران المعدلة وراثيا Thy1-GCaMP3 وب) الجوهرية التصوير إشارة ضوئية في البرية من نوع الفئران. تم إجراء كا 2 + التصوير في طبقة 2/3، والذي يحتوي على أجسام الخلايا للعديد من الخلايا العصبية fluorescently المسمى، فضلا عن التشعبات والمحاوير (الشكل 3). وترد كيد مضان أكثر من مرة من مناطق مختارة من الفائدة (رويس) في الشكل (3)، مما يدل على نشاط الخلايا العصبية عفوية (كما تقاس الزيادات العابرة في GCaMP3 مضان) أثناء التنقل الماوس النشيطة في homecage المحمول. التصوير الضوئي يعتمد على الإشارات الجوهرية يسمح رسم خرائط التوزيع المكاني من المجالات الوظيفية. الشكل 4 يوضح التغييرات مثل موجة في مستوى الأوكسجين في الدم (مما يعكس تفعيل الخلايا العصبية الإقليمية) التي نشرها على طول القشرة الحسية الجسدية في الاستجابة إلى الخامسالتحفيز ibrissa على التردد 0.05 هرتز. لاختبار جدوى التسجيلات التصحيح، المشبك مع homecage المحمول، استخدمنا الفئران C57BL/6J 2-3 أشهر من العمر. وسجلت طبقة 2/3 الخلايا العصبية في القشرة الحسية الجسدية من في تكوين خلية كاملة باستخدام وضع المشبك الحالي. وكان تسجيل التصحيح، المشبك في دماغ الفئران مستيقظا على homecage المتنقلة ثابتة الرأس مماثلة أساسا لأعمى التصحيح لقط في شرائح الدماغ. أدى ما يقرب من 50٪ من محاولات في تشكيل gigaseal الناجحة، والتي أسفرت عن أكثر من 70٪ مستقرة تسجيل تكوين خلية كاملة. لم يلاحظ أي أحداث فقدان gigaseal الاتصال بسبب النزوح الميكانيكية للخلايا. الشكل 5 يوضح جزء 60 ثانية من ممثل 10 دقيقة طويلة تسجيل المشبك الحالية المترابطة مع حلقات النشط (تشغيل) الفأر والسلبي (يستريح) ولايات. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="6in"<html> SRC = &quot;/ files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg&quot; العرض = &quot;600&quot; /&gt; الشكل 1. طريقة التثبيت رئيس الفئران مستيقظا في homecage المحمول. أ) لمحة عامة عن تصميم homecage المتنقلة رفع الهواء والرسوم التوضيحية لمفهوم عام. ب) رسم تخطيطي لوضع جدول زمني تجريبية نموذجية. تبدأ الدراسة مع غرس النافذة في الجمجمة أسبوعين قبل التعود الماوس لمناولة والتغليف، والتي تبعتها ثماني دورات تدريبية مرتين يوميا. يتضمن دراسة نموذجية لعدد من جلسات التصوير أو تسجيل الدورات المشبك التصحيح التي يتم على فترات متباعدة تتراوح بين بضع ساعات إلى عدة أيام أو أسابيع. كلا القياسات الضوئية والكهربية يمكن أن يتم بالتوازي مع المثيرات وقراءات معرفية أو سلوكية خلال تجربة واحدة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> معشوقة = &quot;jove_content&quot; FO: المحافظة على together.within صفحة = &quot;دائما&quot;&gt; <img alt="الرقم 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig2highres.jpg" width="600" /> الشكل 2. مثال على اثنين من الفوتون التصوير المجهري على الفئران مستيقظا تتحرك في جميع أنحاء homecage المحمول. A، B) الأوعية الدموية القشرية، وصفت مع 70 كيلو دالتون تكساس ديكستران مترافق الأحمر. يتم قياس القطر من قطاعات سفينة الفردية عن طريق التآمر مع مرور الوقت الشخصى من الخطوط المرسومة عبر التجويف السفينة أثناء فترات الراحة الماوس وتشغيل (A). يتم قياس معدل تدفق الدم في الشرايين والأوردة سطرا المسح على طول الخطوط المرسومة موازية لجدار الوعاء الدموي (B). C، D) التفاصيل الجميلة من مورفولوجيا الخلايا العصبية في الدماغ تصور من الفئران المعدلة وراثيا التي تعبر عن YFP في subpopulation من الخلايا العصبية تحت المروج Thy1. إعادة البناء ثلاثي الأبعاد من الخلايا العصبية الهرمية في الماوس، القشرة الحسية الجسدية (C). الصور من ب شجيريمزرعة المكتسبة في اليقظة، يتصرف الماوس مستقرة بما فيه الكفاية لتقدير الفرد شجيري العمود الفقري مورفولوجيا (D). E) الكمي لحركة الدماغ الناجم عن حركات الماوس. نزوح السعة الكبيرة ترتبط فترات تشغيل الفأر. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig2highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" width="600" /> الشكل 3. مثال على النشاط السكاني العصبية في مستيقظا Thy1-GCaMP3 الماوس تتحرك في جميع أنحاء homecage المحمول. أ) صورة ثنائي الفوتون من الطبقة القشرية الثاني / الثالث الخلايا العصبية. رويس، على سبيل المثال تظهر أجسام الخلايا العصبية، والتشعبات المحاور باللون الأصفر. ب) آثار ΔF / F من مضان GCaMP3 من رويس هو مبين في A (ق الوقتeries سجلت في 1.5 ثانية / الإطار). C) المركزة في المنطقة تصويرها في 65 ميللي ثانية / الإطار. D) الإسفار من رويس الصفراء في C تآمر على مر الزمن، ويبين الزيادات العابرة (الحمراء) في مضان GCaMP3 التي تتوافق مع العمل كا 2 + الحلقات المحتملة التي يسببها تدفق. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" width="600" /> الشكل 4. مثال لرسم خرائط التوزيع المكاني للاستجابات وظيفية في القشرة من الماوس مستيقظا عن طريق تصوير الإشارات الضوئية الذاتية. أ) عرض برايت مجال الأوعية الدموية السطحية من خلال النافذة في الجمجمة. B) خريطة حجم النشاط الأساسي في الهاتف النقال حوmecage خلال الحلقة 6 دقيقة. C) خريطة استشراء نشاط الخلايا العصبية الحسية الجسدية نشر على طول القشرة ردا على التحفيز شعرة أنفية على تردد 0.05 هرتز. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" width="600" /> الشكل 5. مثال على خلية كاملة التصحيح، المشبك تسجيل في القشرة من الماوس مستيقظا تتحرك في جميع أنحاء homecage المحمول. A) الحالي تسجيل المشبك من الخلايا العصبية في طبقة الماوس القشرية 2/3. 0.5 ثانية، 100-PA الحقن الحالية (المبينة أدناه التتبع) النتائج في موجة من إمكانات العمل. أظهرت الخلية تردد ارتفاع سمة التكيف لالخلايا العصبية الهرمية. B) المستمر تسجيل المشبك الحاليمن نفس الخلايا العصبية المترابطة مع نشاط الماوس &#39;الحركي (كما هو موضح باللون الوردي فوق التتبع). النشاط العفوي ممثل الخلايا العصبية طبقة 2/3 خلال فترات الماوس، يستريح (C) وتشغيل (D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 6" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" width="600" /> الرقم 6. فقدان الوزن الحيوانية والنشاط الحركي من الفئران head-fixed/non-fixed من خلال دورات تدريبية في homecage المحمول. A) وزن الحيوان (يعني + SD،٪) قبل الدورات التدريبية. لاحظ أن يتم عكس خسارة الوزن بشكل كامل من قبل الدورة التدريبية 7-8 ال. ب) مسار تحرك الأفقي النسبية الماوس إلى homecage المحمول،الذي استقراء من حركة مجنزرة من homecage المحمول خلال ال 8 دورة تدريبية. C) الحركات مجنزرة من الماوس ثابتة غير الرأس، استكشاف القفص الجولة ال 8 خلال دورة تدريبية. D) مدة ثابتة الرأس (دائرة) و غير الثابتة (مثلث) حركة الفئران خلال 1-4 اليوم ال التدريب (يعني + SD،٪). نلاحظ أنه، في يوم 4، وعرض الفئران ثابت رئيس لا تجميد (كما في يوم 1) ولا النشاط الحركي المفرط. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Flat-floored Air-lifted Platform: A New Method for Combining Behavior with Microscopy or Electrophysiology on Awake Freely Moving Rodents at JoVE.com

Flat-floored Air-lifted Platform: A New Method for Combining Behavior with Microscopy or Electrophysiology on Awake Freely Moving Rodents

هذا الأسلوب يخلق بيئة مألوفة ملموسة للماوس للتنقل واستكشاف أثناء التصوير أو وحيدة الخلية التسجيلات الكهربية المجهرية، التي تتطلب تثبيت الشركة من رأس الحيوان.

مسطحة طوابق منصة رفع الهواء و: طريقة جديدة للجمع بين السلوك مع الميكروسكوب أو الكهربية على استيقظ تتحرك بحرية القوارض

It is widely acknowledged that the use of general anesthetics can undermine the relevance of electrophysiological or microscopical data obtained from a ...

Research

JoVE Journal

Behavior

A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

A طريقة لإسكات العصبية عن بعد آخر في القوارض وخلال مراحل متقطعة التعلم

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

A Method for Evaluating the Reinforcing Properties of Ethanol in Rats without Water Deprivation, Saccharin Fading or Extended Access Training

وطريقة لتقييم خصائص تعزيز من الايثانول في الفئران بدون ماء الحرمان، السكرين يتلاشى أو الوصول إلى تدريب موسع

Operant oral self-administration methods are commonly used to study the reinforcing properties of ethanol in animals. However, the standard methods ...

Feeding Experimentation Device (FED): Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

Feeding Experimentation Device FED: Construction and Validation of an Open-source Device for Measuring Food Intake in Rodents

تغذية جهاز التجريب (FED): البناء والتحقق من جهاز مفتوح المصدر لقياس كمية الغذاء في القوارض

Food intake measurements are essential for many research studies. Here, we provide a detailed description of a novel solution for measuring food intake in ...

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

متعدد الطبقات الكالسيوم الكالسيوم<sup&gt; 2+</sup&gt; التصوير في الفئران تتحرك بحرية مع تحقيقات بريزم والمصور المجهري مضان

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

طريقة جديدة لحمل مثل الاكتئاب وسلوك في الفئران

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

تحديد مدة النوم في القوارض موسع، الفائق

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a ...

An Automated T-maze Based Apparatus and Protocol for Analyzing Delay- and Effort-based Decision Making in  Free Moving Rodents

تمازي الآلي أساس جهاز وبروتوكول لتحليل قائم على الجهود وتأخير اتخاذ القرار في القوارض الانتقال الحر

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper ...

The Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Inducing Anhedonia in Mice

البروتوكول لا يمكن التنبؤ بها من الإجهاد المزمن المعتدل لحمل أنهيدونيا في الفئران

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

التسجيلات المتزامنة من إمكانات القشرية الميدانية المحلية واليكتروكورتيكوجرامس في الاستجابة للمحفزات الليزر Nociceptive من الانتقال بحرية الفئران

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

Brain Infarct Segmentation and Registration on MRI or CT for Lesion-symptom Mapping

تجزئة احتشاء الدماغ والتسجيل على التصوير بالرنين المغناطيسي أو التصوير المقطعي المحوسب لرسم خرائط أعراض الآفات

In lesion-symptom mapping (LSM), brain function is inferred by relating the location of acquired brain lesions to behavioral or cognitive symptoms in a ...