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

המחברים מודים לפרופ &#39;Eero Castren להערות המועילות שלו על כתב היד. העבודה נתמכת על ידי מענקים מהאקדמיה של פינלנד, המרכז לניידות בינלאומית של פינלנד, ובית הספר פיני בוגר מדעי המוח (מוח ואת נפש תכנית דוקטורט).

<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>

יש המחברים אין לחשוף.

כדי להבין את הפיסיולוגיה של המוח והפתולוגיה טוב יותר, מחקר חייב להתבצע במגוון רחב של רמות מורכבות הכנה, תוך ניצול הטכניקות המתאימות ביותר עבור כל הכנה. כיום, מגוון רחב של מתודולוגיות מדעי המוח (מגוף מלא fMRI למיקרוסקופיה STED תת אברון) מיושם בקלות לבעלי חיים מורדמים, ואילו ניסויים בבעלי חיים ער ומתנהגים ייצגו אתגר מתודולוגיים משמעותי. כאן, גישה חדשנית מתוארת בי בעלי חיים במעבדה, למרות היותו בחוזקה בראש קבוע, יכולים לנוע homecage הנייד הרים את האוויר ולחקור את סביבתה המוחשית בתנאים ללא מתח. הכנת בעלי החיים מתנהגים קבוע הראש המוצגת כאן מספקת מספר היתרונות חשובים. ראשית, נתונים אלקטרו או הדמיה המתקבלים בשיטה זו הם ללא פשרות לא על ידי הרדמה ולא על ידי לחץ-Induced אילוץ. מיקום של העכבר לביתו הניידכלוב הוא מהיר ואינו דורש הרדמה של בעלי החיים אפילו transiently. שנית, homecage-הרים האוויר מבטיח יציבות מכאנית שצריך כדי לכמת שינויים במורפולוגיה עצבית עדינה ולהקליט פעילות אלקטרו תא בודד בחיות ערה. לבסוף, העיצוב של homecage הנייד קומפקטי יותר בהשוואה להליכון הכדורי, ובכך מאפשר מיצוב homecage הנייד תחת מיקרוסקופ הזקוף סטנדרטי עבור הדמיה שני פוטונים או הקלטת התיקון-clamp במוחו של העכבר ער. קיבוע ראש המשרד בhomecage הנייד דורש השתלה של בעל מתכת ארבע כנפיים שתוכנן במיוחד, עם פתח עגול במרכז לגישה אופטית או חשמלית לאזור במוח המשמש כבסיס. מחזיקי מתכת אלה מחוברים לגולגולת באמצעות שילוב של דבק, מלט שיניים וברגים קטנים מוברגים לתוך עצם הגולגולת. הליך כירורגים זה פותח על בסיס מספר גדול של העברפורסם נהלים, ונמצא לגרום לחלון הכנת גולגולת יציבה ושחזור. לin vivo ניסויי אלקטרו, חלון בצורת ירח 34, פתיחת גולגולת קטנה בגודל (פחות מ 0.5 מ&quot;מ) 32, והכנה מכוסה זכוכית קדחה 35 כבר נוצל. הנה, החלון גולגולתי &quot;ההפוך&quot; היה מושתל עם או (בקוטר 3.5 מ&quot;מ) גדול או פתיחת גולגולת קטנה (פחות מ 0.5 מ&quot;מ קוטר). צמצום תנועה במוח הוא קריטי להקלטות תא בודדות יציבים, ולכן מומלץ לבצע craniotomies גודל הקטן לניסויי אלקטרו. לאחר ההשתלה של החלון גולגולתי לניסויי הדמיה אופטית, בעלי החיים מותר לשחזר לפחות 2 או 3 שבועות, ובתקופה זו החלון הראשון transiently מאבד את שקיפותה ולאחר מכן חוזר בו (עם תשואת 50-70%, בהתאם הרקע הגנטי של זן העכבר). שקיפות של החלון וstabil הגולגולתity של &quot;הכובע&quot; של הדבק דנטלי המחובר לגולגולת ניתן לאמת באמצעות מיקרוסקופ רגיל משקפת ובדיקה גופנית בזמן טיפול בבעלי חיים. בסוף תקופת ההחלמה 2-3 בשבוע, אותם בעלי חיים שמפגינים כל סימנים של דלקת שלאחר תפעולית שייר או ליקויים מכאניים במלט השיניים צריכים להיות מחוץ הניסויים והופסקו. הגיל האופטימלי להתחלת אימוני העכברים הוא 2-4 חודשים (המקביל למשקל הגוף של 20-40 גר &#39;). בבעלי חיים צעירים, עיגון של &quot;הכובע&quot; מלט שיניים לגולגולת יכול להיות לא אמין, שעלול להפחית את עמידותו מפני הלחץ המכני שהוטל על ידי תנועה של העכבר קבוע בראש בhomecage הנייד. למרות שעכברי זכרים ונקבה מופיעים מוכנים באותה מידה כדי לנווט בhomecage הנייד, יש נטייה כדי להשיג אחוז טוב יותר של חלונות גולגולת שהשיב את השקיפות שלהם בנקבות עכברים (מידע לא מוצג). לפיכך, לא על מנתo להבטיח תמהיל מאוזן של מינים בקבוצה של בעלי חיים שנבחרו עבור הדמיה, השתלת חלונות גולגולת בכ 30% עכברי זכרים יותר מומלץ. אינטראקציות חברתיות ידועות כדי לשפר את רווחתם של בעלי החיים ולהפחית את הלחץ, ולכן רצוי כי להמלטה הם פעלו והתאמנה במקביל והמשיכה יחד בכלובי קבוצת דיור. בניגוד לנהלים שפורסמו להכנת הליכון הכדורית 13, שיטת ניצול homecage הנייד אינה דורשת הרדמת העכבר ברגע קיבוע הראש. הבדל זה הוא חשוב משום שהוא מאפשר כדי לשלול כל השפעה שיורית כי גם קצר ופרק הרדמה &quot;אור&quot; סביר להניח שתהיינה במדידות הפיזיולוגיות המתקבלות לאחר זמן קצר. ואכן, למרות שבמחקרים שבם קיבוע הראש נעשה בהרדמה והניסויים בפועל שהחלו לאחר תקופת המתנה קצרה 13, לא אחד יכוללכלול השפעות ארוכות טווח אפשריות של פרק הרדמה הקצר על נתונים הניסיוניים. מחקרים אחרים יש לסמוך על חסך מים להתרגלות שיטתית של בעלי החיים בראש הקיבעון ומשמשים גמול מים כאמצעי להנעת החיה להישאר נייח 36. עם זאת, שיטת קיבוע הראש מבוסס התגמול מגבילה את הבחירה של מבחנים התנהגותיים רלוונטיים, חשוב, תופסת אחת מעמותות תמריצים לתגמול המבוססות היטב. לעומת זאת, בשיטה של ​​התרגלות עכבר לראש הקיבעון בhomecage הנייד אינה דורשת חסך מים וגמול שלאחר מכן. השלמת homecage הסלולרי עם מערכת אספקת מים מומלץ לניסויים ארוכים טווח. אימונים וניסויים בבעלי חיים המוצגים כאן נעשו בשעתי יום (08:00-18:00), אשר תואם את התקופה מבחינה פיזיולוגית הפסיבית עבור אלה עכברים שנשמרים תחת סטנדרטי לוח הזמנים אור 12-HR (lights בשעת 6 בבוקר ואת בשעה 6 בערב). מאז צריכת המים קשורה באופן ישיר לפעילותו של העכבר, בעכברי תקופה פסיביים אינו דורש אספקת מים אם משך אימון / הדמיה / הקלטה אינו עולה על 2 שעות. בנוסף לעיתוי ומשך האימונים, צריך להתייחס לנושא של המספר האופטימלי של הפעלות הנדרשות להרגלת בעלי החיים לhomecage הנייד. לשם כך, שני קריטריונים המשמשים להערכת מתח המושרה על ידי נהלי ראש קיבוע: i) ירידה במשקל, וii) ברמת הפעילות של תנועה. כפי שניתן לראות באיור 6, ירידה במשקל מגיעה לרמה הממוצעת של 6% ביום אימונים 2, ומתהפכת לגמרי ביום אימונים 4 (איור 6 א). באופן עקבי עם הדינמיקה לשקול, רמת הפעילות של תנועה של בעלי חיים קבוע בראש הוא דיכא ביום הראשון של אימונים, אבל מתייצבת ביום אימונים 4 (איור 6 ד &#39;). בהתבסס על המדידות הללו, אנו suggesלא כי המשך המינימלי של תקופת אימוני עכבר על homecage הנייד הוא 4 ימים, כפי שתואר בפרוטוקול בזאת. שימוש ב, homecage הנייד השטוח מרוצף-הרים האוויר מאפשר הוספת משימות מורכבות (הסנסורית, תפישתית, וקוגניטיבית) לפרדיגמות אימון לעכברים שקבועים בראש. במחקר הנוכחי שני פרוטוקולים של בדיקות התנהגותיות מוצגים. שני פרוטוקולים לנצל רמזי ריח ויכולים להיות משולבים עם הדמיה / הקלטות אורך בקליפת מוח העכבר. למרות homecage הנייד מיוצר מחומרים בלתי סופגים, אחד עדיין צריכה לקחת בחשבון הפרעות אפשריות בין הריח של המכשיר וריח מבחן (ים). גורם נוסף שעלולים להפריע לרמזים חזותיים / מישוש של ניסוי התנהגותי הוא הצומת בין הקיר ולהוסיף, שאינו חלק ועשויים, אפוא, להיתפס על ידי בעלי החיים כנקודת ציון. זה שווה לשים לב כאן כי, על מנת למזער את המצוקה של בעלי החיים במהלך Inte כזהrventions כמיקום של כותנה הצגת ריח לקיר homecage הנייד, בניסויים צריכים להתאמן כדי לבצע התערבויות כאלה מהר ככל האפשר ולהימנע מטיפול ממושך בכלוב פחמן. אסטרטגיות אלטרנטיביים למצגת ריח / אובייקט רומן הן על הדעת, למשל, הצבת פתרון מבוסס הידרוג&#39;ל טיפות או אובייקטים (כגון שבבי מזון) על גבי מדפים קטנים המחוברת למשטח הפנימי של קיר כלוב פחמן בשיא בקנה אחד עם מיצוב הראש של החיה. homecage הנייד מאפשר לבעלי חיים קבוע בראש כדי לבצע מגוון רחב של תנועות דו ממדים הכוללים תנועה אופקית, situp, טיפוח, טאטאתי, מלקק, האף לחטט, תנועות כף קדמיות מיומנת, וקיר נוגע ללב עם forelimbs, כפי שמודגם במחקר הנוכחי . שימוש homecage נייד והפרוטוקולים שהוצגו כאן, חוקרים יכולים ללמוד את המערכת העצבית הסנסורית עם רמה גבוהה של שליטה על שניהם את מצב הגירויים וקריאת פסקי התנהגותיות. יתר על כן, מחקרים של יכולות קוגניטיביות בעכברים ער יכולים להתבצע באוויר, ניווט במרחב ובמשימות קבלת החלטות. ישנן מספר מגבלות מעשיות של שיטה זו. ראשית, יש צורך בכמות משמעותית של אוויר בלחץ כדי להשיג את כוח הרמת homecage ולבצע ניסויים ארוכים טווח. שנית, homecage הנייד ביישום הנוכחי שלה הוא רק 18 סנטימטר קוטר, ולכן מספק מרחב קטן יחסית ופשוט בהשוואה למציאות וירטואלית, שבו סביבה ניסיונית מורכבת יכולה להיות מתוכננת ללא כל מגבלות במרחב. שלישית, במהלך גירוי זיף וניסויים מבוססי תגמול שהוצגו כאן, מכשיר היה בשימוש שמגביל את האפשרות קיר המגע לעכבר. תוספת של ערוץ חיצוני חזותי או גירוי חושי (כגון מקרן אור מכוון העין) תדרוש עיצוב מכשיר יותר ארגונומי וקומפקטי בהשוואה להפתרונות מרובה מסך או כיפת הקרנה שהיה בשימוש בניסויים הליכון הכדורי. לסיכום, השימוש בעכברים שהקבוע בראש נעו בhomecage הנייד הרים את האוויר מאוד מקל על המחקרים המשלבים רמות תאיות, מולקולריות והתנהגותיות של התבוננות ומניפולציה בניסוי יחיד. יישומים ספציפיים המאוירים כאן כוללים שני פוטונים הדמיה מיקרוסקופית, הדמיה אות אופטי פנימית והקלטות התיקון-clamp בעכברים שאינן מתנהג בהרדמה. צפוי כי גישה זו תפתח אופקים חדשים בניסויים בעכבר ער, מתנהג ולשמש ככלי שימושי עבור שניהם פיתוח תרופות ומחקר בסיסי של תפקוד המוח.

מגמה האחרונה מרגשת בתחום מדעי המוח היא לפתח גישות ניסיוניות למולקולריים ותאי חיטוט של רשתות עצביות במוח של ער, מתנהג מכרסמים. גישות כאלה מחזיקות מבטיחות לשפוך אור חדש על תהליכים נוירופיזיולוגיים העומדים בבסיס תפקוד מוטורי, אינטגרציה חושית, תפיסה, למידה, זיכרון, כמו גם התקדמות פציעה, ניוון מוחיים ומחלות גנטיות. יתר על כן, הקלטה מהמוח של החיה ערה טומנת בחובו הבטחה בפיתוח של סוכנים טיפוליים חדשניים וטיפולים. קיימת מודעות הולכת וגדלה כי הרדמה, אשר שימוש בו נפוצות בניסויים נוירופיזיולוגיות, יכולה להשפיע על המנגנונים הבסיסיים של תפקוד המוח, שעלול להוביל לפרשנות מוטעה של ממצאים ניסיוניים. לפיכך, קטמין ההרדמה בשימוש נרחב במהירות מגביר היווצרות של קוצים הדנדריטים חדשים ומשפר את התפקוד הסינפטי 1; עוד anesthet נפוץisoflurane ic ברמות הרדמה כירורגית מדכא לחלוטין את פעילות בקליפת המוח ספונטנית אצל חולדות שזה עתה נולד ותנודות-פרץ ציר לוקים בבעלי חיים מבוגרים 2. נכון לעכשיו, רק מספר מוגבל של גישות לאפשר ניסויים בעכברים שאינם מורדמים באמצעות הדמיה מיקרוסקופית שני פוטונים או הקלטות תיקון מהדק. ניתן לחלק את הגישות אלה להכנות באופן חופשי מרגשות וקבוע בראש. האטרקטיביות הייחודית של הכנת בעלי חיים לנוע בחופשיות היא שהיא מאפשרת הערכה של התנהגות טבעית, כולל תנועות גוף כולו במהלך ניווט. דרך אחת לתמונה בתוך המוח של מכרסם לנוע בחופשיות היא לצרף מיקרוסקופ רכוב ראש מיניאטורי או fiberscope 3-5. עם זאת, מכשירים ממוזערים נוטים להיות בעלי ביצועים אופטיים מוגבלים בהשוואה לשני פוטונים במיקרוסקופ המבוסס על מטרה, ולא ניתן לשלב בקלות עם הקלטות תא התיקון-clamp כל 6. Exiפתרונות עוקץ לתיקון ראש מכרסם ערה הסתמכו בעיקר גם על ריסון פיזי 7,8 או בהכשרת בעלי החיים להפגין איפוק ראש מרצון 9. גישה פופולרית נוספת היא לאפשר לאיברים של בעלי החיים לנוע על ידי הצבתו ב, למשל, הליכון כדורי 10; גישה זו לעתים קרובות בשילוב עם מציאות וירטואלית ממוחשבת. ניסויים אלקטרו על עכברים קבוע בראש שמשמשים בעיקר הקלטות תאיים ושמשו ללמוד רגולציה מרכזית של תפקוד לב וכלי דם 11, השפעות של הרדמה על פעילות עצבית 12, התגובה השמיעתית בגזע המוח 13 ועיבוד מידע 14. הקלטות החלוצים תאיים / כל התא בבעלי חיים מתנהגים ער בוצעו ב2000s והתמקדו בפעילות עצבית הקשורים לתפיסה והתנועה 15-20. בערך באותו הזמן, מחקרי הדמיה המיקרוסקופיים הראשונים על עכברים ער היו פאבראיתי אור, שבו שני פוטונים במיקרוסקופ שימש בקליפה המוטורית של חולדות מאופקות פיזי 7 ועל עכברים רצים על הליכון כדורי 21. מחקרי מיקרוסקופיה ואלקטרופיזיולוגיה לאחר in vivo הראו כי הכנת קיבוע הראש יכולה להיות משולבת בהצלחה עם פרדיגמות התנהגותי המבוססות על תנועות forelimb, זיהוי ריח, ומעיף, ומלקקים את 8,22-25. עכברים שהונחו על הליכון הכדורי יכולים להיות מאומנים כדי לנווט בסביבה החזותית הווירטואלית שנוצרה על ידי מחשב 10,26. הקלטות תאי / תאיים, הוכיחו כי, בבעלי חיים קבועים בראש ניווט סביבה וירטואלית כגון, הפעלה של תאים בהיפוקמפוס מקום ניתן לאתרם 27. בסביבה חזותית וירטואלית, עכברים להפגין קצב תטא נורמלי הקשורים לתנועה בפוטנציאל המקומי השדה ונקיפת תטא השלב במהלך תנועה פעילה 27. לאחרונה, activit המרחב ובזמןדפוסי y של אוכלוסיות נוירונים נרשמו אופטי בעכברים במהלך העבודה משימות החלטת זיכרון בסביבה וירטואלית 28. למרות שאפשר פריצת דרך במחקר, יש לו את עיצוב הליכון הכדורי כמה מגבלות מובנות. ראשית, נדרש בעלי החיים לנוע על פני השטח בלתי מוגבל של כדור הרים באוויר מסתובב, שאינו מהווה מכשולים מוחשיים, כגון קירות או מחסומים. הגבלה זו היא רק בחלק פיצוי &quot;המציאות מדומה&quot; המחשב שנוצר, כי קלט חזותי הוא לטעון פחות יעיל בעכברים וחולדות בהשוואה לקלט החושי המישוש (למשל, זיף בנגיעה או ללקק), שמינים אלה באופן טבעי לסמוך הלאה. שנית, העקמומיות הניכרת של פני השטח הכדור עשויה להיות לא נוחה לעכברי מעבדה המשמשים להליכה על רצפה שטוחה בכלובים שלהם. לבסוף, בקוטר העצום של הכדור (לפחות 200 מ&quot;מ לעכברים ו300 מ&quot;מ לחולדות) הופך את הגודל האנכי של כדורימכשיר הליכון גדול יחסית. זה עושה את זה קשה לשלב הליכון כדורי עם רוב setups מיקרוסקופיה זמין מסחרי, ולעתים קרובות דורש בניית התקנה חדשה סביב הליכון באמצעות מסגרות מיקרוסקופ בהזמנה אישית. הנה, שיטה חדשה מתוארת בי עכבר קבוע בראש יכול להסתובב homecage הנייד הרים את האוויר שכוללת רצפה שטוחה וקירות מוחשיים, ולחקור את הסביבה הפיסית בתנאים ללא מתח. מאמר זה מדגים את הנהלים של אימוני עכבר וקיבוע הראש, ומספק דוגמאות מייצגות שבו הקלטות של שני פוטונים במיקרוסקופ, דימות אופטי פנימי ותיקון-clamp מבוצעות במוח של עכברים מתנהגים ער.

<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

זה נרחב הודה כי השימוש בהרדמה כללית יכול לערער את הרלוונטיות של נתונים אלקטרו או Microscopical המתקבלים מהמוח של חית חיים. יתר על כן, ההחלמה הממושכת מהרדמה מגבילה את התדירות של פרקים להקלטה / הדמיה חוזרות ונשנות במחקרים ארוכי טווח. לפיכך, שיטות חדשות שתאפשר הקלטות יציבים מעכברים מתנהגים לא הרדים צפויות לקדם את תחומי מדעי המוח סלולריים וקוגניטיביות. פתרונות קיימים נעים בין עצם ריסון פיזי לגישות מתוחכמות יותר, כגון הליכונים ליניארי וכדוריים המשמשים בשילוב עם מציאות וירטואלית ממוחשבת. הנה, שיטה חדשה מתוארת בי עכבר קבוע בראש יכול להסתובב homecage הנייד הרים את האוויר ולחקור את סביבתו בתנאים ללא מתח. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לבצע בדיקות התנהגותיות (למשל, למידה, התרגלות או זיהוי אובייקט רומן) בו זמנית עםשני פוטונים הדמיה מיקרוסקופית ו / או הקלטות תיקון מהדק, כל שילוב בניסוי יחיד. וידאו מאמר זה מתאר את השימוש במכשיר ער קיבוע ראש החיה (homecage הנייד), מדגים את הנהלים של התרגלות לבעלי חיים, ומדגים מספר היישומים האפשריים של השיטה.

השיטה שהוצגה כאן מיועדת להדמיה מיקרוסקופית או קלטות אלקטרו תא בודד בעכברים ער, אחרת באופן חופשי הנעים והתנהגות קבועה בראש אבל. בעלי החיים יכולים לנוע בשני ממדים באמיתיים (בניגוד לוירטואלי), איכות סביבה מוחשית ומוכרת, בזמן שגולגולתם של בעלי החיים קבועים בחוזקה בזרוע קיבוע הראש. הרגלת העכברים לhomecage הנייד הרים את האוויר מורכב מ4-6 ימים של אימוני 2-HR פעמים ביום (איור 1). החיות מאומנים לאחר מכן ניתן להשתמש בניסויים באופן מיידי. מחקר טיפוסי כולל מספר מפגשי הדמיה או הפעלות הקלטת התיקון-clamp שהם מרווחים במרווחי זמן הנעים בין כמה שעות לכמה ימים או שבועות. חשוב מכך, ניתן לבצע את שני הקלטות אופטיות ואלקטרו בו זמנית עם גירויים וקריאות קוגניטיבי או התנהגותי, תוך ניסוי יחיד. כדי להעריך את היציבות מכאנית שלקיבוע ראשו של העכבר בhomecage הנייד, רצפי התמונה של כלי קליפת המוח שכותרתו עם dextran ניאון מצומדות ושל דנדריטים בקליפת המוח להביע YFP נאספו תוך חיות הניסוי היו ניווט homecage הנייד (איור 2). התקות מקסימליים של המוח בזמן התנועה של בעלי החיים בדרך כלל לא יעלו על 1-1.5 מיקרומטר. התקות אלה התרחשו בכיוונים אופקיים והביאו לעתים רחוקות מאוד במעבר לגילוי של מטוס ההדמיה, עיבוד מיותר כל תיקון של חפצים בתנועה. קיבוע ראש יציב בhomecage הנייד מאפשר כימות של קוצים הדנדריטים בודדים בבעלי חיים ער עם אותה האמינות כמו בעכברים מורדמים. צפיפות הדנדריטים עמוד השדרה, מורפולוגיה ומחזור יכולים להיות במעקב במהלך מחקרים ארוכי טווח עם הפעלות הדמיה מרובות שבוצעו במרווחי זמן הנעים בין כמה שעות לכמה ימים או שבועות. השימושיות של מ &#39;homecage obile עבור דימות אופטי תפקודי נבדק בקליפה החושית של עכברים ער באמצעות שתי גישות: א) שני פוטונים במיקרוסקופ על העכברים הטרנסגניים Thy1-GCaMP3 וii) הדמיה אות אופטי פנימית בwild-type עכברים. Ca 2 + הדמיה בוצעה בשכבה 2/3, המכילה גופי תא של הנוירונים שכותרתו fluorescently רבים, כמו גם הדנדריטים והאקסונים שלהם (איור 3). החלקות של הקרינה בהשוואה לזמן מאזורים נבחרים של עניין (ROIs) מוצגות באיור 3, אשר מדגימות את פעילות ספונטנית עצבית (כפי שנמדדה עליות חולפות בקרינת GCaMP3) במהלך הניווט הפעיל של העכבר בhomecage הנייד. הדמיה אופטית המבוססת על אותות פנימיים מאפשרת מיפוי הפריסה המרחבית של תחומים פונקציונליים. איור 4 ממחיש שינויים כמו גל ברמת חמצון דם (המשקפים הפעלה עצבית אזורית) שמופצים יחד קליפה החושית בתגובה לvגירוי ibrissa בתדירות של 0.05 הרץ. כדי לבדוק היתכנות של הקלטות תיקון מהדק עם homecage הנייד, השתמשנו עכברי C57BL/6J 2-3 חודשים בן. שכבה 2/3 תאי עצב בקליפה החושית נרשמו בתצורת תא כולו באמצעות מהדק מצב הנוכחי. הקלטת התיקון-clamp במוח של עכברים ער על homecage הסלולרי קבוע בראש היה דומה במהות לעיוורת תיקון-הידוק בפרוסות מוח. כ -50% מניסיונות הסתיימו בהיווצרות gigaseal מוצלחת, מתוכם יותר מ 70% הניבו הקלטת תצורה כל התא יציבה. אין אירועים של אובדן קשר gigaseal בשל עקירה מכאנית של תאים נצפו. איור 5 מדגים שבר 60 שניות של הקלטת נציג 10 דקות ארוכה הנוכחי מהדק מתואם עם פרקים של של העכבר הפעיל (ריצה) ומדינות פסיביות (מנוחה). <img alt="איור 1" fo:content-width="6in"<html> src = &quot;/ files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg&quot; width = &quot;600&quot; /&gt; איור 1. שיטת קיבוע הראש של עכברים ער בhomecage הנייד. א) סקירה כללית של העיצוב הרים האוויר הנייד homecage ואיורים של המושג הכללי. B) תרשים של ציר זמן ניסוי טיפוסי. המחקר מתחיל בהשתלה של החלון גולגולתי שבועיים לפני ההרגלה בעכבר כדי טיפול וגלישת, ואחריו שמונה אימונים פעמים ביום. המחקר הטיפוסי כולל מספר מפגשי הדמיה או הפעלות הקלטת מהדק תיקון שהם מרווחים במרווחי זמן הנעים בין כמה שעות לכמה ימים או שבועות. ניתן לעשות זאת בשתי מדידות אופטיות ואלקטרו במקביל עם גירויים קוגניטיביים או התנהגותיים וקריאות בניסוי יחיד. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig1highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> ילדה = &quot;jove_content&quot; עבור: לשמור-together.within-page = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig2highres.jpg" width="600" /> איור 2. דוגמא להדמיה מיקרוסקופית שני פוטונים על עכברים ער נעו סביב homecage הנייד. ב &#39;) בכלי דם, בקליפת מוח, שכותרתו עם dextran האדום מצומדות 70 kDa טקסס. הקוטר של מגזרי כלי בודדים נמדד על ידי התוויית לאורך זמן הפרופיל של הקווים המצוירים על פני לומן הכלי בתקופות של המנוחה של העכבר והפעלה (). קצב זרימת דם בעורקים וורידים נמדד בקו סריקה לאורך הקווים נמשכים במקביל לקיר הכלי (ב &#39;) פרטים קטנים. C, D) של מורפולוגיה עצבית דמיינו במוח של עכברים הטרנסגניים המבטאות YFP בsubpopulation של נוירונים תחת אמרגן Thy1. שחזור תלת ממדי של תאי עצב פירמידלי בקליפה החושית של העכבר (C). התמונות של ב הדנדריטיםהחווה נרכשה בעכבר ער, מתנהג הן יציבה מספיק לכימות של מורפולוגיה עמוד השדרה הדנדריטים בודדת) כימות. E של תנועה במוח שנגרמה על ידי תנועות עכבר (ד &#39;). התקות משרעת גדולות יותר לתאם עם תקופות של הריצה של העכבר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig2highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" width="600" /> איור 3. דוגמא לפעילות עצבית אוכלוסייה בערים Thy1-GCaMP3 העכבר נע סביב homecage הנייד. א) תמונת שני פוטונים של שכבת קליפת המוח II / III נוירונים. ROIs, למשל גופי תא, דנדריטים ואקסונים עצביים מוצגות בצהוב. ב &#39;) עקבות ΔF / F של הקרינה GCaMP3 מROIs מוצגת ב( זמן שלהקרינה eries נרשם ב1.5 שניות / מסגרת). C) הוגדל-באזור צילם ב65 msec / מסגרת. ד &#39;) מROIs הצהובה בC זממה לאורך זמן, מראה את העליות חולפות (האדום) בקרינת GCaMP3 שהמתאימה לפעולה 2 + פרקי זרם מושרה פוטנציאל Ca. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig3highres.jpg" target="_blank">אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" width="600" /> איור 4. דוגמא למיפוי הפריסה המרחבית של תגובות תפקודיות בקליפת המוח של עכבר ער באמצעות הדמיה האותות אופטיים הפנימיים. א) תצוגה של כלי דם השטחיים שדה בהיר דרך החלון גולגולתי. ב &#39;מפת מגניטודה) של הפעילות הבסיסית בהו ניידmecage במהלך פרק 6 דקות. C) מפת מגניטודה של פעילות עצבית מתפשט לאורך קליפה החושית בתגובה לגירוי vibrissa בתדר של 0.05 הרץ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig4highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" width="600" /> איור 5. דוגמא של הקלטת התיקון-clamp כל התא בקליפת המוח של עכבר ער נע סביב homecage הנייד. א) הקלטה נוכחי מהדק מנוירון בשכבת קליפת המוח עכבר 2/3. שניות 0.5, הזרקת 100 הרשות הפלסטינית נוכחית (מצויינים בהמשך העקבות) גורמת לפרץ של פוטנציאל פעולה. התא הראה אופייני הסתגלות תדירות ספייק לנוירונים פירמידליים. ב &#39;) הקלטה הנוכחית מהדק רציפהמאותו תא העצב בקורלציה עם הפעילות של תנועה העכבר &quot;(שמוצגת בורוד מעל העקבות). פעילות ספונטנית נציג של נוירון שכבה 2/3 בתקופות של מנוחה של העכבר (C) והפעלה (ד &#39;). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig5highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 6" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" width="600" /> איור 6. אובדן בעלי חיים במשקל ופעילות של תנועה של עכברי head-fixed/non-fixed במהלך אימונים בhomecage הנייד. א) במשקל בבעלי חיים (ממוצע + SD,%) לפני אימונים. שים לב שירידה במשקל היא הפוכה באופן מלא על ידי אימון 7-8 ה. ב &#39;) מסלולו של העכבר אופקי תנועה ביחס לhomecage הנייד,שלהסיק מתנועת המעקב של homecage הנייד במהלך אימון -8 תנועות מעקב. C) של עכבר קבוע שאינו הראש לחקור את הכלוב העגול במהלך אימון 8 ה. ד) משך קבוע בראש (העיגול) ו תנועה שאינה קבוע (משולש) עכברים במהלך 1-4 יום ה אימונים (ממוצע + SD,%). שים לב, ביום 4, עכברים קבוע בראש להציג לא הקפאה (כמו ביום 1) ולא פעילות של תנועה מוגזמת. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51869/51869fig6highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</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

שיטה זו יוצרת סביבה מוחשית, מוכרת לעכבר כדי לנווט ולחקור במהלך הקלטות מיקרוסקופיות הדמיה או תא בודד אלקטרו, אשר דורשות קיבוע איתן של ראשו של בעל החיים.

פלטפורמה הרימה-Air-מרוצף שטוחה: שיטה חדשה לשילוב עם התנהגות מיקרוסקופית או אלקטרופיזיולוגיה על Awake לנוע בחופשיות מכרסמים

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

שיטה להשתקה מרחוק עצבית פעילות במכרסמים בשלבים בדידים של למידה

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

שיטה להערכת מאפייני החיזוק של אתנול בחולדות ללא מצוקת מים, סכרין Fading או הדרכת גישה מורחבת

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

האכלת התקני ניסויים (FED): בנייה ותיקוף של התקן קוד פתוח עבור מדידת צריכת מזון במכרסמים

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

רב שכבתיים Ca קליפת המוח<sup&gt; 2+</sup&gt; הדמיה בחופשיות העברת עכברים עם בדיקות פריזמה מיקרוסקופית פלואורסצנטי מיניאטורי

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

שיטה חדשה עבור גרימת התנהגות כמו דיכאון אצל חולדות

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

נחישותם לא פולשנית, תפוקה גבוהה של משך השינה בחולדות

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

T-maze אוטומטית המבוסס על המנגנון ופרוטוקול לניתוח עיכוב מאמץ מבוססות החלטות בחולדות העברה חינם

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

פרוטוקול לא צפוי מתח כרוני מתון להשראת אנהדוניה בעכברים

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

הקלטות סימולטני של פוטנציאל שדה מקומי קורטיקליים ו- Electrocorticograms בתגובה לגירויים לייזר Nociceptive לנוע בחופשיות חולדות

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

סיכונים המוח פילוח ורישום ב-MRI או CT עבור נגעים-מיפוי סימפטום

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