Name: a wireless, bidirectional interface for in vivo recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats
Uploaded: 2017-11-07T13:00:00
Duration: 10 min 41 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats at JoVE.com

Эта работа была поддержана исследовательский грант от немецкой Федерации ассоциаций промышленных исследований (AiF; номер гранта: KF2780403JL3).

<ol>
	<li>Rao, R. P., Mielke, F., Bobrov, E., 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=Vocalization-whisking+coordination+and+multisensory+integration+of+social+signals+in+rat+auditory+cortex.">Vocalization-whisking coordination and multisensory integration of social signals in rat auditory cortex.</a> Elife. 3, e03185 (2014).</li><li>Tseng, W. T., Yen, C. T., Tsai, M. 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+bundled+microwire+array+for+long-term+chronic+single-unit+recording+in+deep+brain+regions+of+behaving+rats.">A bundled microwire array for long-term chronic single-unit recording in deep brain regions of behaving rats.</a> J. Neurosci. Methods. 201 (2), 368-376 (2011).</li><li>Ball, D., 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=Rodent+scope:+a+user-configurable+digital+wireless+telemetry+system+for+freely+behaving+animals.">Rodent scope: a user-configurable digital wireless telemetry system for freely behaving animals.</a> PLoS One. 9 (2), e89949 (2014).</li><li>Chien, C. N., Jaw, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Miniature+telemetry+system+for+the+recording+of+action+and+field+potentials.">Miniature telemetry system for the recording of action and field potentials.</a> J. Neurosci. Methods. 147 (1), 68-73 (2005).</li><li>Hawley, E. S., Hargreaves, E. L., Kubie, J. L., Rivard, B., Muller, R. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Telemetry+system+for+reliable+recording+of+action+potentials+from+freely+moving+rats.">Telemetry system for reliable recording of action potentials from freely moving rats.</a> Hippocampus. 12 (4), 505-513 (2002).</li><li>Alam, M., Chen, X., Fernandez, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low-cost+multichannel+wireless+neural+stimulation+system+for+freely+roaming+animals.">A low-cost multichannel wireless neural stimulation system for freely roaming animals.</a> J. Neural. Eng. 10 (6), 066010 (2013).</li><li>Xu, S., Talwar, S. K., Hawley, E. S., Li, L., Chapin, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multi-channel+telemetry+system+for+brain+microstimulation+in+freely+roaming+animals.">A multi-channel telemetry system for brain microstimulation in freely roaming animals.</a> J. Neurosci Methods. 133 (1-2), 57-63 (2004).</li><li>Angotzi, G. N., Boi, F., Zordan, S., Bonfanti, A., Vato, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+programmable+closed-loop+recording+and+stimulating+wireless+system+for+behaving+small+laboratory+animals.">A programmable closed-loop recording and stimulating wireless system for behaving small laboratory animals.</a> Sci. Rep. 4, 5963 (2014).</li><li>Ativanichayaphong, T., He, J. W., Hagains, C. E., Peng, Y. B., Chiao, J. 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+combined+wireless+neural+stimulating+and+recording+system+for+study+of+pain+processing.">A combined wireless neural stimulating and recording system for study of pain processing.</a> J. Neurosci. Methods. 170 (1), 25-34 (2007).</li><li>Ye, X., 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=A+portable+telemetry+system+for+brain+stimulation+and+neuronal+activity+recording+in+freely+behaving+small+animals.">A portable telemetry system for brain stimulation and neuronal activity recording in freely behaving small animals.</a> J. Neurosci. Methods. 174 (2), 186-193 (2008).</li><li>Brand&#227;o, M. L., Tomaz, C., Le&#227;o-Borges, P. C., Coimbra, N. C., Bagri, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defense+reaction+induced+by+microinjections+of+bicuculline+into+the+inferior+colliculus.">Defense reaction induced by microinjections of bicuculline into the inferior colliculus.</a> Physiol Behav. 44, 361-365 (1988).</li><li>Brand&#227;o, M. L., Melo, L. L., Cardoso, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+defense+in+the+inferior+colliculus.">Mechanisms of defense in the inferior colliculus.</a> Behav Brain Res. 58, 49-55 (1993).</li><li>Melo, L. L., Cardoso, S. H., Brand&#227;o, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antiaversive+action+of+benzodiazepines+on+escape+behavior+induced+by+electrical+stimulation+of+the+inferior+colliculus.">Antiaversive action of benzodiazepines on escape behavior induced by electrical stimulation of the inferior colliculus.</a> Physiol Behav. 51, 557-562 (1992).</li><li>Paxinos, G., Watson, P. <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. , (2007).</li><li>Walf, A. A., Frye, 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=The+use+of+the+elevated+plus+maze+as+an+assay+of+anxiety-related+behavior+in+rodents.">The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents.</a> Nat. Protoc. 2 (2), 322-328 (2007).</li><li>Pellow, S., Chopin, P., File, S. E., Briley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+open:closed+arm+entries+in+an+elevated+plus-maze+as+a+measure+of+anxiety+in+the+rat.">Validation of open:closed arm entries in an elevated plus-maze as a measure of anxiety in the rat.</a> J Neurosci Methods. 14, 149-167 (1985).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> J. Vis. Exp. (65), e3564 (2012).</li><li>Merrill, D. R., Bikson, M., Jefferys, 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=Electrical+stimulation+of+excitable+tissue:+design+of+efficacious+and+safe+protocols.">Electrical stimulation of excitable tissue: design of efficacious and safe protocols.</a> J Neurosci Methods. 141, 171-198 (2005).</li><li>Ewing, S. G., Porr, B., Riddell, J., Winter, C., Grace, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SaBer+DBS:+A+fully+programmable,+rechargeable,+bilateral,+charge-balanced+preclinical+microstimulator+for+long-term+neural+stimulation.">SaBer DBS: A fully programmable, rechargeable, bilateral, charge-balanced preclinical microstimulator for long-term neural stimulation.</a> J Neurosci Methods. 213, 228-235 (2013).</li></ol>

Соавторы Uwe Томас и Саша Томас являются владельцами «Томас записи GmbH», которая занимается разработкой продуктов используемых в этом исследовании и связанных с этой темой общих исследований, описанных в данном документе. Кроме того соавтор Дирк Hoehl получает доход от «Томас записи GmbH». Они финансово могут воспользоваться это обстоятельство, если компания является успешным в маркетинге своей продукции, которые связаны с этого исследования. «Томас записи» оборудование, используемое в настоящем исследовании была посвящена Департамента поведенческой нейробиологии, экспериментальные и Биологическая психология - Universität Marburg Philipps без каких-либо обвинений.

Здесь была представлена широко доступной беспроводной системы записи и стимуляции для электрофизиологических и поведенческих исследований в свободно перемещающихся животных. TWS протестирована в поведенческих анализов с использованием нижнего colliculus как модель структуры. TWS подход имеет несколько преимуществ по сравнению с существующими. Во-первых система использует портативный TWS головы одноступенчатые с предусилитель и аккумуляторная батарея, позволяя стабильные долгосрочные записей до 1 ч с ту же батарею и расстояние беспроводной операций для до 5 м. Во-вторых, главный этап TWS свет и компактный, весом 12 g, включая батарею и был разработан для предотвращения крысы от удаления головы стадии и жевать провода. Он был хорошо переносится животными с никакого воздействия на поведенческие репертуар animal´s с и без TWS было отмечено главный этап, делая систему применимых к широкий набор поведенческих задач. В-третьих система передает в режиме реального времени. В-четвертых путем записи одновременных двунаправленных и стимуляции нервной деятельности, система обеспечивает сложный инструмент для оценки причинно-следственных связей между конкретными мозга активации модели и поведения, таким образом, преодоление недостатков однонаправленный систем. Эта особенность делает метод особенно ценными для поля глубокая стимуляция мозга, которая обычно требует точной оценки, мониторинга и корректировки параметров стимуляции во время долгосрочного поведенческих экспериментов. Наконец блок хронически имплантируемых микроэлектродные был разработан с интегрированной записи, стимуляции и электрод сравнения, которая может быть легко имплантированы во время обычных стереотаксической хирургии. С этой точки зрения TWS является комплексной Беспроводная система, которая увеличивает воспроизводимость экспериментов стимуляции и записи. Качество записи TWS было показано, быть похожими на качество записи, принесли с коммерчески доступных проводной запись системы (см. Рисунок 5).
Широко известно, что электрическая стимуляция уступает colliculus крыс вызывает ясно побега поведение характеризуется бег или прыжки, который имитирует реакции страха вызвало экологических проблем11,12, 13. Это поведение было вызвано в настоящем исследовании уступает colliculus, используя TWS или традиционной привязной системы стимулирования. Для того чтобы проверить эффективность стимуляции TWS, пороги побег – минимальная интенсивность тока производства бег или прыжки-сравнивали с использованием обеих систем. Крысы с головы стадии TWS способны быстро, прыжки и восхождение из открытом поле, т.е. дисплей типичные побега поведение, с большей свободы передвижения. Важно отметить, что побег пороги были похожи по сравнению с традиционной системой привязи. Вместе довольно сложной парадигме был использован для тестирования устойчивости TWS, который он освоил в беспроблемный путь.
TWS также подходит для хронических электрической стимуляции экспериментов с блоком микроэлектродные имплантированных позволяет хроническое использование. TWS позволяет корректировки текущих параметров стимуляции очень точно в способ точно определить частоту и количество текущих стимуляции, который является эффективным выяснить поведенческие реакции. Кроме того то же самое животное была простимулирована с же порог тока через 3 дня и вызвали тот же ответ желаемого поведения. Это свидетельствует о том, что ткани вокруг кончика электрод стимуляции не пострадал от текущего стимуляции, что обычно требует повышенной стимуляции текущего амплитуд с повторных стимуляцию для того, чтобы добиться такой же поведенческие реакции.
Кроме того это позволяет значительно сократить время экспериментальных, потому что микро стимулятор TWS обновления параметров стимуляции в режиме реального времени, когда экспериментатор изменения их в графическом интерфейсе пользователя. Другие электрические стимуляторы19 применяется для доклинических исследований необходимо перепрограммировать для обновления параметров стимула. В тех случаях прибор запрограммирован, привязывая животных через кабель для программирования блока. Это не требуется при использовании TWS.
Наконец аккумулятор крепится к верхней части головы стадии TWS и электрически подключен к стадии голову через разъем магнит двух булавки для легкого обмена батареи. Преимущество заключается в том, что в ходе эксперимента можно изменить батарею без отключения TWS главный этап от блока имплантированных электродов, который является гораздо более удобной для животного. В настоящем исследовании мы использовали батарея, время которого операция является только 1 час. В случае, если эксперимент занимает более 1 h, рекомендуется иметь дополнительные заряженную аккумуляторную батарею. TWS может подключаться к замене аккумуляторов с мощностью (i) 230 мА на 1 ч время работы или (ii) 450 мА для примерно 2,5 ч время работы. Оба типа аккумуляторов можно полностью зарядить в 15 мин.
Таким образом настоящее исследование описывает операцию TWS предназначен для нейронной стимуляции и запись с свободно себя мелких животных. Также представлен полностью интегрированный набор имплантируемых микроэлектродные подразделение, главный этап, приемник и программное обеспечение. Качество записи беспроводной и стимуляции похож на что из привязанный записи системы с преимуществом является более комфортной, легкой и безопасной для животного. Таким образом TWS может использоваться для замены привязной системы, поскольку она не ограничивает мобильность животного и предоставляет гибкий способ для контроля стимуляции и нейронных записи при обстоятельствах где другие подходы, будет трудно или невозможно. Таким образом TWS может быть важным инструментом для изучения как электрической активности в определенных нейронных цепей создает определенные формы поведения, фундаментальный вопрос в неврологии.

Фундаментальный вопрос в неврологии, как электрической активности в определенных нейронных цепей создает определенные формы поведения. В vivo электрофизиологии – это мощный метод для решения этого вопроса, обеспечивая инструмент для записи или стимулировать электрической активности в головном мозге, в то время как животные выполняют определенные поведенческие задачи. Однако нынешние системы часто полагаются на привязанный кабель записи1,2, скорее всего ограничивает мобильность и предотвращения полное выражение поведенческого репертуара animal´s. Кроме того используются главным образом однонаправленный системы, позволяя либо записи3,,45 или стимуляции6,7 нейронной активности, но не в то же время или же цель, что делает его трудно отделить причинно-следственной связи между конкретными мозга активации структуры и поведения. В настоящее время доступны только несколько беспроводных, двунаправленный систем для подготовки в естественных условиях . Однако, они обычно тяжелые (40-50 г) и состоят из двух отдельных портативных устройств, т.е. главный этап и подключенных рюкзак для энергии на основе батареи питания8,9,10, делая их менее гибкие и увеличивая риск отключения кабеля например во время самостоятельного ухода поведение. Ни один из вышеупомянутых беспроводных систем предлагают имплантируемых микроэлектродные единиц для приобретения полной комплексной концепции нейронной активности во время полной этологических допустимое поведение с высокой воспроизводимостью экспериментальных условий.
Здесь вводится новый беспроводной, двунаправленные устройства для записи в естественных условиях и стимуляции нейронной активности в свободно себя крыс. Томас беспроводные системы (TWS) работает через съемные головы одноступенчатые, могут передавать многоканальный активности с использованием до четырех независимых записи каналов и может быть направлена для стимуляции электрическими мозга в реальном времени. Кроме того хронически имплантируемых микроэлектродные блок совместим с TWS был разработан, позволяющий нейронной стимуляции и записи. TWS программного обеспечения графический интерфейс пользователя, для записи и стимуляции также представил. Это исследование описывает реализацию проверки и в естественных условиях всего устройства.
С целью проверки системы TWS уступает colliculus был выбран в качестве целевого невральной структуры потому что открытой поведенческие реакции может вызвали его электрическая стимуляция. Широко известно, что электрическая стимуляция уступает colliculus вызывает безусловный «страх как» поведенческих реакций в организме крыс, как настороженность, боком позы, выгибая спину, замораживания и побег (полет) поведение. Этот шаблон ответа имитирует реакции страха вызвала, экологические проблемы, например воспринимается вредных событие, нападение или угрозу для выживания11,12,13. Предполагалось, что в состоянии добиться такого ясного и недвусмысленного поведение обеспечит реальный вызов для TWS.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Thomas Wireless System (TWS) version 2.0</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001165</td>
			<td>The Thomas Wireless System (TWS) version 2.0 is a portable multichannel telemetry system with laptop computer, a preinstalled Microsoft Windows operating system and TWS control software. The TWS includes: low noise 4 channel pre&#8211; and programmable main amplifier with fixed bandwidth, single channel constant&#8211;current stimulator for application of biphasic current pulses, software programmable micro stimulator, implantable connector system and a basic head stage unit for mounting to an animal. The system is delivered with a transceiver with USB port connection for laptops or desktop personal computers, the control software running under Microsoft operating system Windows. The TWS system can be used for extracellular neural stimulation and recording in freely behaving small animals (e.g. rats, guinea pigs). This system can be adapted to be used in larger animals (e.g. primates) as well.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for Thomas Wireless System (TWS)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>inlcuded in AN001165</td>
			<td>The software for the Thomas wireless system is running under Microsoft Windows operating system and provides the graphical user interface (GUI) for the Thomas Wireless System (TWS). The TWS GUI offers complete control of the TWS functions 4 channel recording and 1 channel stimulation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Implantable tetrode for recording (4 channels) and stimulation (single channel)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001132</td>
			<td>Implantable tetrode for recording (4 channels) and stimulation (single channel) for use with Thomas Wireless Systems (TWS). 
			Recording tetrode specifications: tetrode fiber material: quartz glass insulated platinum tungsten fiber, tetrode fiber outer diameter: 100&#181;m, tip shape D, impedance 0.5-0.8MOHm; Reference electrode: tip shape: D; Impedance: 300-500kOhm; Material: quartzglass insulated platinum/tungsten; Stimulation electrode specification: fiber material: platinum/iridium, diameter: 125&#181;m, lacquer insulated, tip shape : D, impedance: &#60; 10kOhm, dimensions of the electrode can be specified by the end user</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Implantable microelectrode for recording (single channel) and stimulation (single channel)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001118</td>
			<td>Implantable microelectrode for recording (single channel) and stimulation (single channel) for use with Thomas Wireless Systems (TWS). 
			Recording electrode specifications: electrode fiber material: quartz glass insulated platinum tungsten fiber, electrode fiber outer diameter: 80&#181;m/250&#181;m (please specify), tip shape D, impedance 0.5-0.8MOHm; Reference electrode: tip shape: D; Impedance. 300-500kOhm; Material: quartzglass insulated platinum/tungsten; Stimulation electrode specification: fiber material: platinum/iridium, diameter: 125&#181;m, lacquer insulated, tip shape : D, impedance: &#60; 10kOhm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Holder for electrode implantation</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000838</td>
			<td>Special bent metal rod for microelectrode implantation for standard electrode holders. The rod is used to hold an implantable electrode. The implantable electrode is fixed to the rod with special Thomas RECORDING water soluable glue (AN001080). (Electrode holder is not included)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Replacement accumulator power supply for the Thomas Wireless System (3,7V/230mAh)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001208</td>
			<td>Replacement rechargeable battery (accumulator) for Thomas Wireless System with a capacity of 230mA for approximately 1h operation time. (size: 27mm x 20mm x 6mm, weight app. 6g)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Replacement accumulator power supply for the Thomas Wireless System (3,7V/450mAh)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001209</td>
			<td>Replacement rechargeable battery (accumulator) for Thomas Wireless System with a capacity of 450mA for more than 1h operation time. (size: 48mm x 30mm x 4mm, weight app. 11g)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accumulator charger for Thomas Wireless System (TWS) rechargable accumulator</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001207</td>
			<td>Mains powered charger for the Thomas Wirless System (TWS) rechargable accumulators (AN001209 and AN001209)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water soluble glue</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001080</td>
			<td>Thomas RECORDING water soluble electrode glue is a specially selected product for use with implantable microelectrodes in neuroscientific research. Its unique properties ensure a rigid connection between electrode and mounting device although it is easily removable with warm water. The Thomas RECORDING water soluble electrode glue can be used out-of-the-box, without any time consuming preparation. Thomas RECORDING water soluble electrode glue is not harmful to humans, animals or the environment. Quantity: 1 box of 10 gramms</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miniature differential preamplifier</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000329</td>
			<td>The Miniature Differential Pre-Amplifier, Model MDPA-2 is a 2-channel, differential input preamplifier that is designed for low noise recordings from excitable tissue. It is intended for extracellular recording in conjunction with the implantation of implantable microelectrodes for freely moving animal appliactions with the Thomas Wireless System (TWS). The 2-Channel Miniature Differential Preamplifier (MDPA-2) is connected to the implantable microelectrodes for providing the initial tenfold amplification stage. Ideally Thomas RECORDING quartz glass insulated platinum/tungsten electrodes are used to yield optimal recording results with high signal amplitudes and low noise levels. The MDPA-2 has additional common ground and reference electrode inputs.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connection cable</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000330</td>
			<td>Connection cable to connect the Thomas Miniature differential preamplifier (MDPA-2) to a main amplifier and an accumulator power supply.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rechargeable power supply for the miniature preamplifier</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000328</td>
			<td>Rechargeable accumulator power supply for the Miniature differential preamplifier (MDPA-2).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accumulator charger (US)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000167</td>
			<td>Accumulator charger for the power supply AN000328 (US mains power outlet conenctor)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accumulator charger (EU)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000168</td>
			<td>Accumulator charger for the power supply AN000328 (EU mains power outlet connector)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Differential preamplifier/main amplifier/bandpass filter</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000677</td>
			<td>TREC AC Main Amplifier (LabAmp-03) is a single-channel, differential main amplifier for neurophysiological applications (e.g. extracellular recording with microelectrodes). This Instrument is designed to work with the miniature Differential Pre-Amplifier, Model MDPA-2. The single channel of the LabAmp-03 contains a high-gain, low-noise differential amplifier stage followed by low frequency and high-frequency filters. The amplifier has two different filter amplifiers, a single unit activity (SUA) filter &#8211;amplifier and a local field potential (LFP) filter amplifier, both are connected parallel in the signal path. Record Mode offers two levels of signal gain (x10, x100) in a first stage and 4 additional levels (x5, x10, x25 and x50) in a final amplifier stage. Each amplifier has different bandpass characteristics for single unit activity (SUA) 500Hz&#8230;20kHz and local field potentials (LFP) 0,1Hz&#8230;140Hz. An audio monitor and a window discriminator is integrated in the device. The LabAmp-03 has an integrated audio monitor with loudspeaker. This unit provides audio reproduction of electrophysiological signals. The unit combines an audio amplifier in a compact, rugged package. This is especially suited to monitoring neural firing and muscle contractions. The audio monitor input is internally connected to the SUA-Filter amplifier output. The LabAmp-03 is delivered with external power supply for a mains power operation voltage range of 100-240V AC/50-60Hz.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB Oscilloscope</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001096</td>
			<td>USB PC Oszilloskop, 2 Kanal. This 2-channel PC oscilloscope is perfect suitable for mobile use on a laptop and permanent installation in control cabinets, industrial equipment and many other applications where a small, lightweight and powerful oscilloscope is required. This oscilloscope is connected to the signal output of the main amplifier is for display of recorded extracellular activity during the implanation of the implantable microelectrodes for the Thomas Wireless System (TWS). The user can acquire the measurement data over the several data-interfaces directly on the PC with includes PC software.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulus generator</td>
			<td>Multichannel Systems</td>
			<td>STG3008-FA</td>
			<td>Stimulus Generator for Current (STG) and Voltage Driven Stimulation fulfill three functions: current driven stimulation, voltage driven stimulation, controlling and timing. The STG is available with 2, 4 or 8 independet output channels. Featuring integrated isolation units for each output channel, the STG is able to provide any arbitrary waveform.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cap protector for the electrode</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN001193</td>
			<td>Protective cap for implantable electrode unit for the Thomas Wireless System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Scissors, blunt-end forceps, spatulas, surgical clippers, dental drill, and cotton buds</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drugs and chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Isoflurane, xylocaine, tramadol hydrochloride (Tramadol-CT, AbZ-Pharma GmbH, Ulm, Germany), dexpantenol eye salve (Bepanthen, Bayer AG, Leverkusen, Germany), 3% hydrogen peroxide, povidone-Iodine (Betaisodona, Mundipharma GmbH, Limburg, Germany) and 70% ethanol;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fixation material including</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stainless steel screws (BN650 M1.2x5; 4.7 mm ), acrylic resin (Paladur, Heraeus Holding GmbH, Hanau, Germany), ultraviolet glue (Cyberbond U3300, Cyberbond Europe GmbH, Germany) and cap protector (Thomas Recording GmbH, Giessen, Germany);</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Additional material</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Gloves, heating pad, syringes, and physiological saline.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Animal Stereotaxic Instrument (SASI)</td>
			<td>Thomas RECORDING GmbH</td>
			<td>AN000287</td>
			<td>The model should be chosen according to the animal (rat, guinea pig, monkeys, etc) used in the study</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Video camera</td>
			<td>EverFocus</td>
			<td></td>
			<td>EverFocus, model: EQ150</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open field</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Made of transparent or gray acrylic, having round shape measuring 40x40x40cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elevated plus maze</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Made of gray acrylic and consisted of two open arms (50 cm long x 10 cm wide) and two closed arms (50 cm long x 10 cm wide, with 40 cm high walls) that extended from a central platform elevated 50 cm above the floor.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a wireless, bidirectional interface for in vivo recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats

В vivo электрофизиологии – это мощный метод для изучения взаимосвязи между мозговой деятельности и поведения в миллисекунду и микрометр масштабе. Однако текущие методы главным образом полагаться на привязи кабель записей или использовать только однонаправленный системы, позволяя запись или стимуляции нейронной активности, но не в то же время или же цель. Здесь описан новый беспроводной, двунаправленный устройство для одновременной многоканальной записи и стимуляции нейронной активности в свободно себя крыс. Система работает через одноступенчатый портативный головы, которая передает записанные деятельность и могут быть направлены в режиме реального времени для стимуляции мозга с помощью многоканального программного обеспечения на основе телеметрии. Главный этап оборудован предусилитель и аккумуляторная батарея, позволяя стабильной долгосрочной записи или стимуляции для до 1 ч. Главное, главный этап компактный, весит 12 g (включая батарея) и таким образом оказывает минимальное влияние на animal´s поведенческие репертуар, делая метод применимых к широкий набор поведенческих задач. Кроме того этот метод имеет главное преимущество, что эффект стимуляции мозга на нейронной активности и поведение могут быть измерены одновременно, обеспечивая инструмент для оценки причинно-следственных связей между конкретными мозга активации структуры и поведения. Эта особенность делает метод особенно ценными для поля глубокая стимуляция мозга, позволяя точной оценки, мониторинга и корректировки параметров стимуляции во время долгосрочного поведенческих экспериментов. Применимость системы были проверены с использованием нижнего colliculus как модель структуры.

Watch this Scientific Journal Video about A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats at JoVE.com

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

Вводится беспроводной, двунаправленная система для многоканальной записи и нейронных и стимуляции в свободно себя крыс. Система является легкий и компактный, таким образом оказывает минимальное влияние на поведенческие репертуар animal´s. Кроме того это двунаправленная система обеспечивает сложный инструмент для оценки причинно-следственных связей между моделями активации мозга и поведение.

Беспроводной, двунаправленный интерфейс для записи в естественных условиях и стимуляции нейронной активности в свободно себя крысы

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

Research

JoVE Journal

Behavior

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

Строительство Microdrive массивы для нейронной Хронический Записи в Awake Поведение мышей

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

Simultaneous Scalp Electroencephalography (EEG), Electromyography (EMG), and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Simultaneous Scalp Electroencephalography EEG, Electromyography EMG, and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Одновременное головы электроэнцефалография (ЭЭГ), электромиография (ЭМГ) и всего тела сегментных инерциальных Запись для Мультимодальные нейронных декодирование

Recent  studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal  human walking. Part of this evidence  encompasses studies, ...

Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice

Долгосрочный Потенцирование перфорантных Pathway-зубчатой ​​извилине Synapse в свободно Поступая Мышей

Studies of long-term potentiation of synaptic efficacy, an activity-dependent synaptic phenomenon having properties that make it attractive as a potential ...

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

Процедура для изучения влияния длительного продовольственной ограничение на героин Ищу в абстинентного крыс

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

Автоматизированные Визуальные Задачи Когнитивные для записи нейронной активности с использованием этаж Проекция Maze

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Процедура Соблюдать Context-индуцированной Возобновление павловской кондиционером Алкоголь на обращении у крыс

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

Модифицированный Совет Hole - Измерение поведения, познания и социального взаимодействия у мышей и крыс

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

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

Метод Дистанционно заставить замолчать нейронной активности в течение Грызуны дискретных фаз обучения

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

Using the Activity-based Anorexia Rodent Model to Study the Neurobiological Basis of Anorexia Nervosa

Использование Activity-Based Анорексия грызунов моделью для изучения нейробиологических Основа Анорексия

Anorexia nervosa (AN) is a psychiatric illness characterized by excessively restricted caloric intake and abnormally high levels of physical activity. A ...

A Novel Experimental and Analytical Approach to the Multimodal Neural Decoding of Intent During Social Interaction in Freely-behaving Human Infants

Роман Экспериментальные и Аналитический подход к мультимодальным Neural декодирования намерениях Во социального взаимодействия в свободно-Младенцев себя человека

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental ...