Name: simultaneous recordings of cortical local field potentials, electrocardiogram, electromyogram, and breathing rhythm from a freely moving rat
Uploaded: 2018-04-02T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat at JoVE.com

Эта работа была поддержана Какен Привет (17 H 05939; 17 H 05551), Фонд Накатоми и Suzuken Мемориальный фонд.

Все процедуры с участием животных темы были выполнены согласно NIH руководящие принципы для ухода и использования животных.
1. Подготовка интегративной массива, микро привода
<ol><li>Создайте массив микро привода для корковой LFP записей, как описано в других местах...

<ol>
	<li>Kloosterman, F., 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=Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording:+Drive+Fabrication.">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication.</a> JoVE. (26), e1094 (2009).</li><li>Nguyen, D. P., 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=Micro-drive+Array+for+Chronic+in+vivo+Recording:+Tetrode+Assembly.">Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (26), e1098 (2009).</li><li>Jog, M. 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=Tetrode+technology:+advances+in+implantable+hardware,+neuroimaging,+and+data+analysis+techniques.">Tetrode technology: advances in implantable hardware, neuroimaging, and data analysis techniques.</a> J Neurosci Methods. 117 (2), 141-152 (2002).</li><li>Fenske, 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=Comprehensive+multilevel+in+vivo+and+in+vitro+analysis+of+heart+rate+fluctuations+in+mice+by+ECG+telemetry+and+electrophysiology.">Comprehensive multilevel in vivo and in vitro analysis of heart rate fluctuations in mice by ECG telemetry and electrophysiology.</a> Nat Protoc. 11 (1), 61-86 (2016).</li><li>Rossi, 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=The+effect+of+aging+on+the+specialized+conducting+system:+a+telemetry+ECG+study+in+rats+over+a+6+month+period.">The effect of aging on the specialized conducting system: a telemetry ECG study in rats over a 6 month period.</a> PLoS One. 9 (11), 112697 (2014).</li><li>Cesarovic, N., Jirkof, P., Rettich, A., Arras, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implantation+of+radiotelemetry+transmitters+yielding+data+on+ECG,+heart+rate,+core+body+temperature+and+activity+in+free-moving+laboratory+mice.">Implantation of radiotelemetry transmitters yielding data on ECG, heart rate, core body temperature and activity in free-moving laboratory mice.</a> JoVE. (57), (2011).</li><li>Zeredo, J. L., Kumei, Y., Shibazaki, T., Yoshida, N., Toda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+biting+behavior+induced+by+acute+stress+in+the+rat.">Measuring biting behavior induced by acute stress in the rat.</a> Behav Res Methods. 41 (3), 761-764 (2009).</li><li>Young, G. A., Khazan, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromyographic+power+spectral+changes+associated+with+the+sleep-awake+cycle+and+with+diazepam+treatment+in+the+rat.">Electromyographic power spectral changes associated with the sleep-awake cycle and with diazepam treatment in the rat.</a> Pharmacol Biochem Be. 19 (4), 715-718 (1983).</li><li>Oishi, 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=Polygraphic+Recording+Procedure+for+Measuring+Sleep+in+Mice.">Polygraphic Recording Procedure for Measuring Sleep in Mice.</a> JoVE. (107), e53678 (2016).</li><li>Chaput, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory-phase-related+coding+of+olfactory+information+in+the+olfactory+bulb+of+awake+freely-breathing+rabbits.">Respiratory-phase-related coding of olfactory information in the olfactory bulb of awake freely-breathing rabbits.</a> Physiol Behav. 36 (2), 319-324 (1986).</li><li>Ravel, N., Pager, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Respiratory+patterning+of+the+rat+olfactory+bulb+unit+activity:+Nasal+versus+tracheal+breathing.">Respiratory patterning of the rat olfactory bulb unit activity: Nasal versus tracheal breathing.</a> Neurosci Lett. 115 (2-3), 213-218 (1990).</li><li>Okada, S., Igata, H., Sakaguchi, T., Sasaki, T., Ikegaya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+device+for+the+simultaneous+recording+of+cerebral,+cardiac,+and+muscular+electrical+activity+in+freely+moving+rodents.">A new device for the simultaneous recording of cerebral, cardiac, and muscular electrical activity in freely moving rodents.</a> J Pharmacol Sci. 132 (1), 105-108 (2016).</li><li>Sasaki, T., Nishimura, Y., Ikegaya, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+Recordings+of+Central+and+Peripheral+Bioelectrical+Signals+in+a+Freely+Moving+Rodent.">Simultaneous Recordings of Central and Peripheral Bioelectrical Signals in a Freely Moving Rodent.</a> Biol Pharm Bull. 40 (5), 711-715 (2017).</li></ol>

Для понимания того, как мозг модулирует уровни периферической активности и наоборот, крупномасштабные запись методы одновременно захватить электрические биосигналов из нескольких областей тела являются необходимыми. Это исследование описал хирургическая процедура и записи системы...

Центральной нервной системы контролирует орган государства в ответ на различные экологические изменения, и этот элемент управления обычно представлены как изменения в пульс, частоту дыхания и сокращения мышц. Однако несколько исследований проверили, как такие периферийные физиологические факторы связаны с корковой активности. Для решения этой проблемы, необходимо крупномасштабных записи метод для контроля электрических биосигналов из центральных и периферических тканей. В коре местах потенциал (LFP) сигналы записываются внеклеточно электродов, которые вставляются в кортикальной тканей1,2,3. Одновременно записать несколько LFP сигналы из коркового регионов мелких млекопитающих, таких как крыс и мышей, ряд исследований были разработаны различные типы сборок на заказ электрода, которые называются микро диски. Обычные микро привод состоит из металлических винтов придает средней части электродов (которые обычно tetrodes), основного органа, который вмещает винты и электродов и электрические интерфейсная плата (ЕИБ) которая приспосабливает металла отверстия для Соедините открытые концы электродов (рис. 1, рис. 2и рис. 3). Эта Ассамблея электрода позволяет оператору контролировать глубину многих электродов, вставляется в мозге в течение дней до нескольких недель и позволяет проводить долгосрочный хронический записи активности нейронов, как животное оспаривается с различными поведенческих задач. В периферических органах сердцебиение сигналы регистрируются как электрокардиограммы (ЭКГ) с помощью пары электродов, которые имплантированы на или вокруг сердца район4,5,6, и скелетных мышц сигналы записываются как электромиограммы (EMGs) с электродами, которые вставляются в мышечной ткани7,8,9. Отношения между электрических сигналов обонятельные луковицы и ритм дыхания (BR) была изучена с единицей записи10,11. В записи обычных систем, эти сигналы от различных тканей были захвачены независимых записывающих устройств, это означает, что дополнительные экспериментальные системы требуется точно синхронизировать эти несколько устройств для одновременного записи сигналов мозга и тела. Эта система была разработана для преодоления этой проблемы. В этой системе все электрические сигналы, записанных из периферийных органов, включая ЭКГ, EMGs и электрические сигналы от обонятельные луковицы, которые отражают ритм дыхания, интегрированы в единый массив микро привод1,2 ,3, здесь называют массив интегративной микро привод. Эта система требует только одно устройство записи многоканальных и применима для любого обычного массива микро привод. Преимущества этой методики, что она не требует каких-либо специальных устройств или триггера сигналов соответствует время записи нескольких устройств, и это позволяет для более удобной обработки данных, так как все сигналы записываются как одинаковые типы данных. Эта техника будет способствовать пониманию нейрофизиологических коррелятов ассоциаций между органами Центральной и периферической. В этом документе описываются процедуры, связанные с техникой и представляет представитель наборы данных, полученные из крыса.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1088px;" width="1089">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:307px;">FEP Hookup Wire Stranded Stainless Steel&#160;</td>
			<td style="width:324px;">Cooner Wire Company, Chatsworth, CA</td>
			<td style="width:127px;">AS 633</td>
			<td style="width:331px;">Bioflex wire</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">EIB-36-PTB</td>
			<td>Neuralynx, Inc., Bozeman, MT</td>
			<td>EIB-36-PTB</td>
			<td>EIB</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Cereplex&#160; M</td>
			<td>Blackrock&#160; Microsystems, Salt Lake City, UT</td>
			<td></td>
			<td>Digital headstage</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Cereplex Direct&#160;</td>
			<td>Blackrock&#160; Microsystems, Salt Lake City, UT</td>
			<td></td>
			<td>Data acquisition system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">UEW polyurethane magnet wire</td>
			<td>Oyaide.com, Tokyo, Japan</td>
			<td>UEW 0.14mm 20m&#160;</td>
			<td>Enamel wire</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">SD-102</td>
			<td>Narishige, Tokyo, Japan</td>
			<td>SD-102</td>
			<td>High-speed drill</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Minimo ONE SERIES ver.2</td>
			<td>Minitor Co.,Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>C2012</td>
			<td>High-peed drill Power Supply&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Provinice 250 mL</td>
			<td>Shofu Inc., Kyoto, Japan</td>
			<td style="width:127px;">213620136</td>
			<td style="width:331px;">Dental cement</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Small Animal Anesthetizer&#160;</td>
			<td>Biomachinery, Chiba, Japan</td>
			<td>TK-7</td>
			<td>Anesthetizer&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Buprenorphine hydrochloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td>
			<td style="width:127px;">B7536-1ML</td>
			<td>Analgesic</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Isoflurane</td>
			<td>DS Pharma Animal Health, Osaka, Japan&#160;</td>
			<td>Isoflu 250mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Vaseline, White&#160;</td>
			<td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan</td>
			<td>224-00165&#160;</td>
			<td>Vet ointment&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">&#160;Sodium alginate</td>
			<td>Nacalai tesque, Kyoto, Japan</td>
			<td>31131-85</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Calcium Chloride Dihydrate</td>
			<td>Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan</td>
			<td>031-00435&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Stainless steel screw M1.0&#215;4.0&#160;</td>
			<td>MonotaRO, Hyogo, Japan</td>
			<td style="width:127px;">42617504</td>
			<td>Stainless steel screw for BR electrodes</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:307px;">Stainless steel screw M1.4&#215;3.0</td>
			<td>MonotaRO, Hyogo, Japan</td>
			<td>42617687</td>
			<td>Stainless steel screw for g/r electrodes and anchors</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous recordings of cortical local field potentials, electrocardiogram, electromyogram, and breathing rhythm from a freely moving rat

Мониторинга физиологических динамика головного мозга и периферических тканях необходима для решения ряда вопросов о как мозг контроль тела функции и ритмы, внутренний орган когда животные подвергаются эмоциональные проблемы и изменения в их условий жизни. В целом эксперименты, сигналы от различных органов, таких как мозг и сердце, записываются в системах независимые записи, которые требуется несколько устройств записи и различные процедуры для обработки файлов данных. Это исследование описывает новый метод, который может одновременно контролировать электрические биосигналов, включая десятки местных потенциалов поля в нескольких областях мозга, электрокардиограммы, которые представляют сердечного ритма, электромиограммы, которые представляют проснулся / связанных с сна мышц и дыхание сигналов, свободно движущихся крыс. Запись конфигурации этот метод основан на обычных микро дисковый массив для корковых местах потенциальных записей, в которых размещаются десятки электродов, и сигналы, полученные из этих электродов интегрированы в единый Шкафы электрические монтируется на голову животного. Здесь эта система записи была улучшена, так что сигналы от периферических органов также передаются электрические интерфейсная плата. В одной операции электроды сначала отдельно имплантируется в целевых областях мозга и соответствующие части. Открытые концы всех этих электродов затем припаиваются к отдельным каналам электрической платы выше головы животного так, что все сигналы могут быть интегрированы в одноплатный электрические. Подключение к устройству записи этот Совет позволяет осуществлять сбор всех сигналов в единое устройство, которое уменьшает экспериментальной расходы и упрощает обработку данных, поскольку все данные могут быть обработаны в один и тот же файл данных. Эта техника будет способствовать пониманию нейрофизиологических коррелятов ассоциаций между органами Центральной и периферической.

Этот метод может одновременно захватить биоэлектрические сигналы от нескольких органов, которые представляют активность нейронов мозга, частота сердечных сокращений, дыхания, ритм и сокращения скелетных мышц (рис. 1). Рисунок 4</strong...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat at JoVE.com

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

Это исследование вводит метод для одновременной записи местных потенциалов поля в мозг, электрокардиограммы, электромиограммы и дыхание сигналы свободно движущихся крысы. Это техника, которая снижает затраты на экспериментальной и упрощает анализ данных, будет способствовать пониманию взаимодействия между мозгом и периферийных органов.

Одновременной записи корковых местных потенциалов поля, электрокардиограмма, электромиограммы и дыхательный ритм от свободно движущихся крыса

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Высокая плотность ЭЭГ Записи свободно движущихся мышей использованием полиимида основе Микроэлектродные

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

Запись потенциалов действия отдельных нейронов &#39;свободно перемещаться Голуби на трех этапах обучения

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

Одновременная запись электроретинография и визуальных Вызванные Потенциалы в анестезированных крыс

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

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Запись ЭЭГ в свободно перемещающихся крысах новорожденных с использованием нового метода

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

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

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

острый<em&gt; В Виво</em&gt; Электрофизиологические записи локальных полевых потенциалов и многоуровневой активности по пути гиперперспекции у анестезированных крыс

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

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

Неинвазивный ЭЭГ записи от свободно перемещающихся поросят

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats

Микродиализом возбуждающих аминокислот во время записи ЭЭГ в свободно перемещающихся крысы

Microdialysis is a well-established neuroscience technique that correlates the changes of neurologically active substances diffusing into the brain ...

Multi-Fiber Photometry to Record Neural Activity in Freely-Moving Animals

Мульти-Волокно Фотометрия для записи нейронной активности в свободно движущихся животных

Recording the activity of a group of neurons in a freely-moving animal is a challenging undertaking. Moreover, as the brain is dissected into smaller and ...

Construction of Local Field Potential Microelectrodes for in vivo Recordings from Multiple Brain Structures Simultaneously

Construction of Local Field Potential Microelectrodes for in vivo Recordings from Multiple Brain Structures Simultaneously

Построение микроэлектродов локального потенциала поля для записи in vivo из нескольких структур мозга одновременно

Researchers often need to record local field potentials (LFPs) simultaneously from several brain structures. Recording from multiple desired brain regions ...

Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice

Интрацеребровентрикулярная доставка кишечных микробных метаболитов у свободно движущихся мышей

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have ...