Name: acute in vivo electrophysiological recordings of local field potentials and multi-unit activity from the hyperdirect pathway in anesthetized rats
Uploaded: 2017-06-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats at JoVE.com

Vi tackar Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), KFO 247, för att finansiera vår studie.

Experimentella förfaranden genomfördes i enlighet med den tyska djurskyddslagen (senast reviderad 2014) och europeiska bestämmelser (2010/63 / EU). Experiment godkändes av den lokala djurskyddsmyndigheten (LaGeSo, Berlin) och överensstämde med lokala avdelningar och internationella riktlinjer. OBS! I den presenterade metoden används två modeller av elektroder för att spela in från den hyperdirektiska cortico-basala ganglia-vägen som förbinder den primära motorcortexen (M1) med s...

<ol>
	<li>Lozano, A. M., Lipsman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+and+regulating+dysfunctional+circuits+using+deep+brain+stimulation.">Probing and regulating dysfunctional circuits using deep brain stimulation.</a> Neuron. 77 (3), 406-424 (2013).</li><li>Mathalon, D. H., Sohal, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+Oscillations+and+Synchrony+in+Brain+Dysfunction+and+Neuropsychiatric+Disorders:+It's+About+Time.">Neural Oscillations and Synchrony in Brain Dysfunction and Neuropsychiatric Disorders: It's About Time.</a> JAMA Psychiatry. 72 (8), 840-844 (2015).</li><li>Uhlhaas, P. J., Singer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+dynamics+and+neuropsychiatric+disorders:+toward+a+translational+paradigm+for+dysfunctional+large-scale+networks.">Neuronal dynamics and neuropsychiatric disorders: toward a translational paradigm for dysfunctional large-scale networks.</a> Neuron. 75 (6), 963-980 (2012).</li><li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat Neurosci. 7 (5), 446-451 (2004).</li><li>Buzsaki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+extracellular+fields+and+currents--EEG,+ECoG,+LFP+and+spikes.">The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nat Rev Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).</li><li>Brazhnik, E., Novikov, N., McCoy, A. J., Cruz, A. V., Walters, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+correlates+of+exaggerated+oscillatory+activity+in+basal+ganglia+output+in+hemiparkinsonian+rats.">Functional correlates of exaggerated oscillatory activity in basal ganglia output in hemiparkinsonian rats.</a> Exp Neurol. 261, 563-577 (2014).</li><li>Avila, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta+frequency+synchronization+in+basal+ganglia+output+during+rest+and+walk+in+a+hemiparkinsonian+rat.">Beta frequency synchronization in basal ganglia output during rest and walk in a hemiparkinsonian rat.</a> Exp Neurol. 221 (2), 307-319 (2010).</li><li>Javor-Duray, B. 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=Early-onset+cortico-cortical+synchronization+in+the+hemiparkinsonian+rat+model.">Early-onset cortico-cortical synchronization in the hemiparkinsonian rat model.</a> J Neurophysiol. 113 (3), 925-936 (2015).</li><li>Beck, M. H., 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=Short-+and+long-term+dopamine+depletion+causes+enhanced+beta+oscillations+in+the+cortico-basal+ganglia+loop+of+parkinsonian+rats.">Short- and long-term dopamine depletion causes enhanced beta oscillations in the cortico-basal ganglia loop of parkinsonian rats.</a> Exp Neurol. 286, 124-136 (2016).</li><li>Magill, P. J., Bolam, J. P., Bevan, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+of+activity+in+the+subthalamic+nucleus-globus+pallidus+network+to+cortical+electroencephalogram.">Relationship of activity in the subthalamic nucleus-globus pallidus network to cortical electroencephalogram.</a> J Neurosci. 20 (2), 820-833 (2000).</li><li>Magill, P. J., 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=Changes+in+functional+connectivity+within+the+rat+striatopallidal+axis+during+global+brain+activation+in+vivo.">Changes in functional connectivity within the rat striatopallidal axis during global brain activation in vivo.</a> J Neurosci. 26 (23), 6318-6329 (2006).</li><li>Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormal+oscillatory+synchronisation+in+the+motor+system+leads+to+impaired+movement.">Abnormal oscillatory synchronisation in the motor system leads to impaired movement.</a> Curr Opin Neurobiol. 17 (6), 656-664 (2007).</li><li>Stein, E., Bar-Gad, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=beta+oscillations+in+the+cortico-basal+ganglia+loop+during+parkinsonism.">beta oscillations in the cortico-basal ganglia loop during parkinsonism.</a> Exp Neurol. 245, 52-59 (2013).</li><li>Little, S., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+brain+signals+are+suitable+for+feedback+control+of+deep+brain+stimulation+in+Parkinson's+disease?.">What brain signals are suitable for feedback control of deep brain stimulation in Parkinson's disease?.</a> Ann N Y Acad Sci. 1265, 9-24 (2012).</li><li>Priori, A., Foffani, G., Rossi, L., Marceglia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+deep+brain+stimulation+(aDBS)+controlled+by+local+field+potential+oscillations.">Adaptive deep brain stimulation (aDBS) controlled by local field potential oscillations.</a> Exp Neurol. , 77-86 (2013).</li><li>Brozoski, T. J., Caspary, D. M., Bauer, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marking+multi-channel+silicon-substrate+electrode+recording+sites+using+radiofrequency+lesions.">Marking multi-channel silicon-substrate electrode recording sites using radiofrequency lesions.</a> J Neurosci Methods. 150 (2), 185-191 (2006).</li><li>Schjetnan, A. G., Luczak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+large-scale+neuronal+ensembles+with+silicon+probes+in+the+anesthetized+rat.">Recording large-scale neuronal ensembles with silicon probes in the anesthetized rat.</a> J Vis Exp. (56), (2011).</li><li>Mallet, 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=Disrupted+dopamine+transmission+and+the+emergence+of+exaggerated+beta+oscillations+in+subthalamic+nucleus+and+cerebral+cortex.">Disrupted dopamine transmission and the emergence of exaggerated beta oscillations in subthalamic nucleus and cerebral cortex.</a> J Neurosci. 28 (18), 4795-4806 (2008).</li><li>Steriade, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticothalamic+resonance,+states+of+vigilance+and+mentation.">Corticothalamic resonance, states of vigilance and mentation.</a> Neuroscience. 101 (2), 243-276 (2000).</li><li>Maesawa, S., 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+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+in+hemiparkinsonian+rats:+neuroprotection+of+dopaminergic+neurons.">Long-term stimulation of the subthalamic nucleus in hemiparkinsonian rats: neuroprotection of dopaminergic neurons.</a> J Neurosurg. 100 (4), 679-687 (2004).</li><li>Paxinos, G., Watson, 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> The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (1998).</li><li>Oliveira, L. M. O., Dimitrov, D., Nicolelis, M. A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods for Neural Ensemble Recordings Frontiers in Neuroscience. , (2008).</li><li>Torres, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+efficacy+of+the+6-hydroxydopamine+lesion+of+the+median+forebrain+bundle+in+small+rats,+by+modification+of+the+stereotaxic+coordinates.">Increased efficacy of the 6-hydroxydopamine lesion of the median forebrain bundle in small rats, by modification of the stereotaxic coordinates.</a> J Neurosci Methods. 200 (1), 29-35 (2011).</li><li>Hadar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rats+overexpressing+the+dopamine+transporter+display+behavioral+and+neurobiological+abnormalities+with+relevance+to+repetitive+disorders.">Rats overexpressing the dopamine transporter display behavioral and neurobiological abnormalities with relevance to repetitive disorders.</a> Sci Rep. 6, 39145 (2016).</li><li>Parr-Brownlie, L. C., Poloskey, S. L., Bergstrom, D. A., Walters, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parafascicular+thalamic+nucleus+activity+in+a+rat+model+of+Parkinson's+disease.">Parafascicular thalamic nucleus activity in a rat model of Parkinson's disease.</a> Exp Neurol. 217 (2), 269-281 (2009).</li><li>Steriade, M., Nunez, A., Amzica, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+slow+(&lt;+1+Hz)+oscillation+of+neocortical+neurons+in+vivo:+depolarizing+and+hyperpolarizing+components.">A novel slow (&lt; 1 Hz) oscillation of neocortical neurons in vivo: depolarizing and hyperpolarizing components.</a> J Neurosci. 13 (8), 3252-3265 (1993).</li><li>Maggi, C. A., Meli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suitability+of+urethane+anesthesia+for+physiopharmacological+investigations+in+various+systems.+Part+1:+General+considerations.">Suitability of urethane anesthesia for physiopharmacological investigations in various systems. Part 1: General considerations.</a> Experientia. 42 (2), 109-114 (1986).</li><li>Goldberg, J. A., Kats, S. S., Jaeger, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Globus+pallidus+discharge+is+coincident+with+striatal+activity+during+global+slow+wave+activity+in+the+rat.">Globus pallidus discharge is coincident with striatal activity during global slow wave activity in the rat.</a> J Neurosci. 23 (31), 10058-10063 (2003).</li><li>Karain, B., Xu, D., Bellone, J. A., Hartman, R. E., Shi, W. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rat+globus+pallidus+neurons:+functional+classification+and+effects+of+dopamine+depletion.">Rat globus pallidus neurons: functional classification and effects of dopamine depletion.</a> Synapse. 69 (1), 41-51 (2015).</li><li>Paasonen, J., 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=Comparison+of+seven+different+anesthesia+protocols+for+nicotine+pharmacologic+magnetic+resonance+imaging+in+rat.">Comparison of seven different anesthesia protocols for nicotine pharmacologic magnetic resonance imaging in rat.</a> Eur Neuropsychopharmacol. 26 (3), 518-531 (2016).</li><li>Mahmud, M., Vassanelli, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+and+Analysis+of+Multichannel+Extracellular+Neuronal+Signals:+State-of-the-Art+and+Challenges.">Processing and Analysis of Multichannel Extracellular Neuronal Signals: State-of-the-Art and Challenges.</a> Front Neurosci. 10, 248 (2016).</li><li>Hadar, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+neural+oscillations+and+elevated+dopamine+levels+in+the+reward+pathway+during+alcohol+relapse.">Altered neural oscillations and elevated dopamine levels in the reward pathway during alcohol relapse.</a> Behav Brain Res. 316, 131-135 (2017).</li><li>Voget, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+local+field+potential+activity+and+serotonergic+neurotransmission+are+further+characteristics+of+the+Flinders+sensitive+line+rat+model+of+depression.">Altered local field potential activity and serotonergic neurotransmission are further characteristics of the Flinders sensitive line rat model of depression.</a> Behav Brain Res. 291, 299-305 (2015).</li></ol>

I den aktuella studien demonstreras metoden hur man registrerar extracellulära elektrofysiologiska signaler samtidigt från flera ställen i ett visst nätverk med hjälp av exemplet på hyperdirect cortico-basal ganglia-vägen som förbinder M1 med STN och SNr hos gnagare. Ett kritiskt steg i inspelningen av små subkortiska strukturer såsom STN är den exakt styrda införandet av inspelningselektroderna in i målet. I den presenterade metoden säkerställs att två viktiga steg säkerst?...

Nya kumulativa bevis på olika neuropsykiatriska störningar som Parkinsons sjukdom (PD) och schizofreni föreslår starkt att deras patofysiologi är baserad på en kritisk dysfunktion av utvidgade neuronala kretsar som ofta involverar kortikala och subkortiska strukturer 1 , 2 , 3 . Enligt denna teori uppstår de kliniska manifestationerna av sjukdomarna som en följd av en försämrad informationsbehandlingsförmåga hos ett nätverk av celler i stället för enskilda celler eller specifika neuronelement 1 , 2 , 3 . För att förstärka förståelsen för denna komplexa grupp av neuropsykiatriska sjukdomar och hitta nya behandlingsalternativ är det obligatoriskt att i detalj beskriva neuronal dynamik hos dessa oordnade nätverk i mänskliga patienter och djurmodeller. En utmärktEnt metod för att studera storskaliga nätverk i levande ämnen är multi-site elektrofysiologiska inspelningar av extracellulära potentialer 4 . Med hjälp av denna metod är det möjligt att samtidigt utvärdera lokala fältpotentialer (LFP), som huvudsakligen representerar den tidsmässiga summeringen av excitatoriska och hämmande postsynaptiska strömmar och multi-unit activity (MUA), som genereras av presynaptiska potentialer 5 . Inspelningen av extracellulära potentialer har flera fördelar jämfört med alternativa metoder för att studera nätverk, t.ex. funktionell magnetisk resonansbildning och kalciumavbildning, eftersom det ger en högre tidsmässig och rumslig upplösning och eftersom den inte är beroende av genetiskt manipulerade organismer 5 . Användningen av extracellulära in vivo- inspelningar är dock begränsad eftersom det är en invasiv teknik som inte kan tillämpas universellt. In vivo elektrofysiologisk recOrdningar kan utföras i vakna såväl som i bedövade djur 6 . Båda metoderna åtföljs av specifika fördelar och nackdelar. Studier i vakna djur möjliggör inspelning av hjärnsignaler under utförandet av definierade beteendeuppgifter, men är benägna för rörelserelaterade och andra artefakter 7 , 8 . Inspelningar i bedövade djur å andra sidan ger möjlighet att bedöma LFP och MUA med ett minimum av artefakter vid mycket definierade kortikala synkroniseringslägen, men resultaten skiljer sig i viss utsträckning från vad som finns i vakna ämnen 9 , 10 , 11 . Under senare år har det visat sig att provtagningen av LFP är särskilt användbar för att avgränsa patologiska förändringar av nätverksaktivitet. Ett framträdande exempel på detta är forskning om patofysiologin hos PD hos den mänskliga patientenS och djurmodeller av sjukdomen, där det kunde visas att förbättrade beta-oscillationer i den kortikobasala ganglia-slingan är kopplade till parkinsonsmotoriska symptom 12 , 13 . Som en följd av denna forskningslinje undersöks det för närvarande om beta-oscillationer kan användas som en biomarker för online-återkoppling för djup hjärnstimulering 14 , 15 med sluten slinga. I den föreliggande studien tillhandahålls en detaljerad beskrivning av akuta in vitro-elektrofysiologiska inspelningar av LFP och MUA i råttor som bedövats med uretan. Det demonstreras hur ett komplett nätverk, såsom den hyperdirektiga kortikobasala gangliavägen, kan karakteriseras elektrofysiologiskt med hjälp av standard och anpassade elektroder och hur dessa elektroder kan byggas. Det framhålls särskilt hur en exakt målinriktning av basala ganglierkärnor kan uppnås genom coMbining stereotaktisk operation tillsammans med online registrering av MUAs.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ag/AgCl custom epidural electrodes</td>
			<td>Goodfellow GmbH 
			D-61213 Bad Nauheim, Germany 
			info@goodfellow.com</td>
			<td>Product-ID AG005127 for 99.99% silver wire</td>
			<td>Ag/AgCl electrodes will allow for better signal quality, but may only be used in acute experiments. Possible replacement: Stainless steel electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic holder with acrylic block</td>
			<td>David Kopf Instruments, 
			7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA</td>
			<td>Product ID Model 1770 Standard Electrode Holder</td>
			<td>Make sure the acrylic block has recesses which suit the electrode setup for the desired target. Acrylic blocks can easily be modified with a file to obtain the desired configuration. Possible replacement: Self-constructed electrode holders</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tungsten microwire electrodes 1.5 M&#937; impedance</td>
			<td>Microprobes.com 
			18247-D Flower Hill Way&#160; Gaithersburg, Maryland, 20879 USA</td>
			<td>Product-ID WE3ST31.5A5-250um</td>
			<td>The 1.5 M&#937; is necessary to record MUA and LFP at the same time. Possible replacement: Microelectrodes of different materials can be used. The electrodes have to be straight, robust and as thin as possible.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat alignment tool</td>
			<td>David Kopf Instruments, 
			7324 Elmo Street, Tujunga, CA 91042, USA</td>
			<td>Product ID Model 944 Rat Alignment Tool</td>
			<td>Allows the exact orientation of the brain to match stereotaxic atlases. Possible replacement: Stereotaxic holder with a cannula</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-component dental acrylic</td>
			<td>Associated Dental Products Ltd. 
			Kemdent Works, Purton, Swindon 
			Wiltshire, SN5 4HT, United Kingdom</td>
			<td>Simplex Rapid Powder Clear 225g, Product code: ACR803; Simplex Rapid Liquid 150ml, Product code: ACR920</td>
			<td>Depending in the electrodes used, superglue might be an easy alternative, if the electrodes are small and lightweight. Possible replacement: Superglue (Cyanacrylate-based)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday cage</td>
			<td>Self-construction</td>
			<td></td>
			<td>A proper Faraday cage will be the best protection from electromagnetic artifacts, but everything which can be formed into a box shape or applied to a frame and is made of conductive material may help. Possible replacement: Aluminum foil or copper mesh</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrophysiological setup with recording software and online spike-sorting capabilities</td>
			<td>OmniPlex&#174; Neural Data Acquisition System 
			Plexon Inc 
			6500 Greenville Avenue, Suite 700 
			Dallas, Texas 75206 
			USA</td>
			<td></td>
			<td>Offline sorting software is a potential alternative, multiple scripts and softwares can be found for free in the open source community.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

acute in vivo electrophysiological recordings of local field potentials and multi-unit activity from the hyperdirect pathway in anesthetized rats

Konvergerande bevis visar att många neuropsykiatriska sjukdomar bör förstås som störningar i storskaliga neuronala nätverk. För att bättre förstå den patofysiologiska grunden för dessa sjukdomar är det nödvändigt att exakt karakterisera på vilket sätt förhanteringen av information störs mellan kretsens olika neurondelar. Med hjälp av extracellulära in vivo elektrofysiologiska inspelningar är det möjligt att noggrant avgränsa neuronal aktivitet inom ett neuronalt nätverk. Tillämpningen av denna metod har flera fördelar gentemot alternativa tekniker, t.ex. funktionell magnetisk resonansbildning och kalciumavbildning, eftersom det möjliggör en unik tidsmässig och rumslig upplösning och inte litar på genetiskt manipulerade organismer. Användningen av extracellulära in vivo- inspelningar är dock begränsad eftersom det är en invasiv teknik som inte kan tillämpas universellt. I denna artikel presenteras en enkel och enkel att använda metod wMed vilken det är möjligt att samtidigt registrera extracellulära potentialer, såsom lokala fältpotentialer och flerfunktionsaktivitet vid flera nät i ett nätverk. Det är detaljerat hur en exakt inriktning av subkortiska kärnor kan uppnås med hjälp av en kombination av stereotaktisk kirurgi och onlineanalys av multi-unit-inspelningar. Det visas sålunda hur ett komplett nätverk, såsom den hyperdirektiga kortikobasala ganglia-slingan, kan studeras i narkoserade djur in vivo .

Med de här använda inspelningselektroderna är det möjligt att prova LFP från primära motorcortexen, subthalamuskärnan och substantia nigra pars reticulata och MUA från STN och SNr. Initialt spelas LFP och multi-unit aktivitet tillsammans i en bredbandssignal. Därefter separeras LFP och MUA med bandpassfilter (0,05-250 Hz för LFP och 300-4000 Hz för MUA). För korrekt riktning av subkortiska kärnor, särskilt små s...

Watch this Scientific Journal Video about Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats at JoVE.com

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Akut<em&gt; In vivo</em&gt; Elektrofysiologiska inspelningar av lokala fältpotentialer och multifunktionsaktivitet från Hyperdirect-vägen i bedövade råttor

I den här studien presenteras metodiken för hur man utför elektrofysiologiska inspelningar i vivo från hyperdirektvägen under uretananestesi.

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Single-unit In vivo Recordings from the Optic Chiasm of Rat

Single-unit In vivo Recordings from the Optic Chiasm of Rat

Single-enhet In vivo Inspelningar från Optic Chiasm av Rat

Information about the visual world is transmitted to the brain in sequences of action potentials in retinal ganglion cell axons that make up the optic ...

Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster

Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster

Elektrofysiologiska inspelningar från Giant Fiber stig D. melanogaster</em

When startled adult D. melanogaster react by jumping into the air and flying away. In many invertebrate species, including D. melanogaster, the "escape" ...

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings (GCMR) in the Insect Antennal Lobe

Identification of Olfactory Volatiles using Gas Chromatography-Multi-unit Recordings GCMR in the Insect Antennal Lobe

Identifiering av Olfactory Flyktiga med gaskromatografi-Multi-enhet inspelningar (GCMR) i Insect antenn Lobe

All  organisms inhabit a world full of sensory stimuli that determine their  behavioral and physiological response to their environment. Olfaction is ...

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

Dubbla Elektrofysiologiska Inspelningar av synaptiskt-framkallade astrogliala och neuronala svar i akut hippocampus skivor

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust Schistocerca Americana Olfactory Circuits

Multi-enhet inspelning Metoder för att karaktärisera neural aktivitet i Locust (<em&gt; Schistocerca Americana</em&gt;) Olfactory kretsar

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

Electrophysiological and Morphological Characterization of Neuronal Microcircuits in Acute Brain Slices Using Paired Patch-Clamp Recordings

Elektro och morfologisk karakterisering av neurala Microcircuits i akut hjärnan skivor Använda Kopplade Patch-Clamp Inspelningar

The combination of patch clamp recordings from two (or more) synaptically coupled neurons (paired recordings) in acute brain slice preparations with ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

Samtidig inspelning av Elektroretinografi och Visual Evoked Potentials i sövda råttor

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Electrophysiological Method for Whole-cell Voltage Clamp Recordings from Drosophila Photoreceptors

Electrophysiological Method for Whole-cell Voltage Clamp Recordings from Drosophila Photoreceptors

Elektrofysiologisk metod för helcells spänningskläminspelningar från<em&gt; Drosophila</em&gt; Photoreceptors

Whole-cell voltage clamp recordings from Drosophila melanogaster photoreceptors have revolutionized the field of invertebrate visual transduction, ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Samtidiga inspelningar av kortikala lokala fältet potentialer, elektrokardiogram, Elektromyogram och andas rytm från en fritt rörliga råtta

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Quantifying Acute Changes in Renal Sympathetic Nerve Activity in Response to Central Nervous System Manipulations in Anesthetized Rats

Kvantifiera akuta förändringar i Renal sympatisk nervaktivitet svar på centrala nervsystemet manipulationer hos sövda råttor

Renal sympathetic nerve activity (RSNA) and mean arterial pressure are important parameters in cardiovascular and autonomic research; however, there are ...