Name: simultaneous recordings of cortical local field potentials and electrocorticograms in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats at JoVE.co

この作品は、CA キー精神保健研究室、心理学研究所、(31671141 および 31822025) 中国の国家自然科学基金に支えられ、13th科学 (XXH13506) の中国アカデミーの 5 年間の情報化計画中国の科学アカデミー (Y6CX021008) 心理学研究所の科学財団のプロジェクト。

(400-450 g の重量を量る) 雄 Sprague-dawley ラットは実験で使用されました。外科的および実験手順はすべてケアと国立衛生研究所の実験動物の使用のためガイドに従った。手順は、心理学研究所、中国科学院の研究倫理委員会で承認されました。
1. 電極注入
<ol><li>商工会議所 5% イソフルランと手術前に 1 L/分の空気流量でラットを麻酔します。</li>
	<li>脳定位固定装置を使?...

<ol>
	<li>Klimesch, W., Doppelmayr, M., Schwaiger, J., Winkler, T., Gruber, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theta+oscillations+and+the+ERP+old/new+effect:+independent+phenomena?.">Theta oscillations and the ERP old/new effect: independent phenomena?.</a> Clinical Neurophysiology. 111 (5), 781-793 (2000).</li><li>Peng, 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=Brain+oscillations+reflecting+pain-related+behavior+in+freely+moving+rats.">Brain oscillations reflecting pain-related behavior in freely moving rats.</a> Pain. 159 (1), 106-118 (2018).</li><li>Treede, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiological+studies+of+pain+pathways+in+peripheral+and+central+nervous+system+disorders.">Neurophysiological studies of pain pathways in peripheral and central nervous system disorders.</a> Journal of Neurology. 250 (10), 1152-1161 (2003).</li><li>Iannetti, G. 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=Evidence+of+a+specific+spinal+pathway+for+the+sense+of+warmth+in+humans.">Evidence of a specific spinal pathway for the sense of warmth in humans.</a> Journal of Neurophysiology. 89 (1), 562-570 (2003).</li><li>Bromm, B., Treede, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+fibre+discharges,+cerebral+potentials+and+sensations+induced+by+CO2+laser+stimulation.">Nerve fibre discharges, cerebral potentials and sensations induced by CO2 laser stimulation.</a> Human Neurobiology. 3 (1), 33-40 (1984).</li><li>Valentini, E., 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+primary+somatosensory+cortex+largely+contributes+to+the+early+part+of+the+cortical+response+elicited+by+nociceptive+stimuli.">The primary somatosensory cortex largely contributes to the early part of the cortical response elicited by nociceptive stimuli.</a> NeuroImage. 59 (2), 1571-1581 (2012).</li><li>Valeriani, 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=Parallel+spinal+pathways+generate+the+middle-latency+N1+and+the+late+P2+components+of+the+laser+evoked+potentials.">Parallel spinal pathways generate the middle-latency N1 and the late P2 components of the laser evoked potentials.</a> Clinical Neurophysiology. 118 (5), 1097-1104 (2007).</li><li>Kuo, C. C., Yen, C. T. <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+anterior+cingulate+and+primary+somatosensory+neuronal+responses+to+noxious+laser-heat+stimuli+in+conscious,+behaving+rats.">Comparison of anterior cingulate and primary somatosensory neuronal responses to noxious laser-heat stimuli in conscious, behaving rats.</a> Journal of Neurophysiology. 94 (3), 1825-1836 (2005).</li><li>Hu, L., 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+primary+somatosensory+cortex+and+the+insula+contribute+differently+to+the+processing+of+transient+and+sustained+nociceptive+and+non-nociceptive+somatosensory+inputs.">The primary somatosensory cortex and the insula contribute differently to the processing of transient and sustained nociceptive and non-nociceptive somatosensory inputs.</a> Human Brain Mapping. 36 (11), 4346-4360 (2015).</li><li>Xia, X. L., Peng, W. W., Iannetti, G. D., Hu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-evoked+cortical+responses+in+freely-moving+rats+reflect+the+activation+of+C-fibre+afferent+pathways.">Laser-evoked cortical responses in freely-moving rats reflect the activation of C-fibre afferent pathways.</a> NeuroImage. 128, 209-217 (2016).</li><li>Jin, Q. Q., 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=Somatotopic+Representation+of+Second+Pain+in+the+Primary+Somatosensory+Cortex+of+Humans+and+Rodents.">Somatotopic Representation of Second Pain in the Primary Somatosensory Cortex of Humans and Rodents.</a> The Journal of Neuroscience. 38 (24), 5538-5550 (2018).</li><li>Lenkov, D. N., Volnova, A. B., Pope, A. R., Tsytsarev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advantages+and+limitations+of+brain+imaging+methods+in+the+research+of+absence+epilepsy+in+humans+and+animal+models.">Advantages and limitations of brain imaging methods in the research of absence epilepsy in humans and animal models.</a> Journal of Neuroscience Methods. 212 (2), 195-202 (2013).</li><li>Mouraux, A., Iannetti, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Across-trial+averaging+of+event-related+EEG+responses+and+beyond.">Across-trial averaging of event-related EEG responses and beyond.</a> Magnetic Resonance Imaging. 26 (7), 1041-1054 (2008).</li><li>Li, 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=Extracting+Neural+Oscillation+Signatures+of+Laser-Induced+Nociception+in+Pain-Related+Regions+in+Rats.">Extracting Neural Oscillation Signatures of Laser-Induced Nociception in Pain-Related Regions in Rats.</a> Frontiers in Neural Circuits. 11, 71 (2017).</li><li>Zhao, Z. F., Li, X. Z., Wan, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+the+Information+Trace+in+Local+Field+Potentials+by+a+Computational+Method+of+Two-Dimensional+Time-Shifting+Synchronization+Likelihood+Based+on+Graphic+Processing+Unit+Acceleration.">Mapping the Information Trace in Local Field Potentials by a Computational Method of Two-Dimensional Time-Shifting Synchronization Likelihood Based on Graphic Processing Unit Acceleration.</a> Neuroscience Bulletin. 33 (6), 653-663 (2017).</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> Nature Reviews. Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).</li><li>Bimbi, 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=Simultaneous+scalp+recorded+EEG+and+local+field+potentials+from+monkey+ventral+premotor+cortex+during+action+observation+and+execution+reveals+the+contribution+of+mirror+and+motor+neurons+to+the+mu-rhythm.">Simultaneous scalp recorded EEG and local field potentials from monkey ventral premotor cortex during action observation and execution reveals the contribution of mirror and motor neurons to the mu-rhythm.</a> NeuroImage. 175, 22-31 (2018).</li><li>Musall, S., von Pfostl, V., Rauch, A., Logothetis, N. K., Whittingstall, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+neural+synchrony+on+surface+EEG.">Effects of neural synchrony on surface EEG.</a> Cerebral Cortex. 24 (4), 1045-1053 (2014).</li><li>Bruyns-Haylett, 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=The+neurogenesis+of+P1+and+N1:+A+concurrent+EEG/LFP+study.">The neurogenesis of P1 and N1: A concurrent EEG/LFP study.</a> NeuroImage. 146, 575-588 (2017).</li><li>Kang, S., Bruyns-Haylett, M., Hayashi, Y., Zheng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concurrent+Recording+of+Co-localized+Electroencephalography+and+Local+Field+Potential+in+Rodent.">Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent.</a> Journal of Visualized Experiments. (129), e56447 (2017).</li><li>Shikano, Y., 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=Simultaneous+Recordings+of+Cortical+Local+Field+Potentials,+Electrocardiogram,+Electromyogram,+and+Breathing+Rhythm+from+a+Freely+Moving+Rat.">Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat.</a> Journal of Visualized Experiments. (134), e56980 (2018).</li><li>Cloutier, S., LaFollette, M. R., Gaskill, B. N., Panksepp, J., Newberry, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tickling,+a+Technique+for+Inducing+Positive+Affect+When+Handling+Rats.">Tickling, a Technique for Inducing Positive Affect When Handling Rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (135), e57190 (2018).</li><li>Fan, R. J., Kung, J. C., Olausson, B. A., Shyu, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nocifensive+behaviors+components+evoked+by+brief+laser+pulses+are+mediated+by+C+fibers.">Nocifensive behaviors components evoked by brief laser pulses are mediated by C fibers.</a> Physiology &amp; Behavior. 98 (1-2), 108-117 (2009).</li><li>Fan, R. J., Shyu, B. C., Hsiao, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+nocifensive+behavior+induced+in+rats+by+CO2+laser+pulse+stimulation.">Analysis of nocifensive behavior induced in rats by CO2 laser pulse stimulation.</a> Physiology &amp; Behavior. 57 (6), 1131-1137 (1995).</li><li>Hu, L., 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=Was+it+a+pain+or+a+sound?+Across-species+variability+in+sensory+sensitivity.">Was it a pain or a sound? Across-species variability in sensory sensitivity.</a> Pain. 156 (12), 2449-2457 (2015).</li><li>Catarino, 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=Task-related+functional+connectivity+in+autism+spectrum+conditions:+an+EEG+study+using+wavelet+transform+coherence.">Task-related functional connectivity in autism spectrum conditions: an EEG study using wavelet transform coherence.</a> Molecular Autism. 4 (1), 1 (2013).</li><li>Polterovich, A., Jankowski, M. M., Nelken, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deviance+sensitivity+in+the+auditory+cortex+of+freely+moving+rats.">Deviance sensitivity in the auditory cortex of freely moving rats.</a> PLoS One. 13 (6), e0197678 (2018).</li><li>Li, G., Baker, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+organization+of+envelope-responsive+neurons+in+early+visual+cortex:+organization+of+carrier+tuning+properties.">Functional organization of envelope-responsive neurons in early visual cortex: organization of carrier tuning properties.</a> The Journal of Neuroscience. 32 (22), 7538-7549 (2012).</li><li>Fujita, S., Toyoda, I., Thamattoor, A. K., Buckmaster, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preictal+activity+of+subicular,+CA1,+and+dentate+gyrus+principal+neurons+in+the+dorsal+hippocampus+before+spontaneous+seizures+in+a+rat+model+of+temporal+lobe+epilepsy.">Preictal activity of subicular, CA1, and dentate gyrus principal neurons in the dorsal hippocampus before spontaneous seizures in a rat model of temporal lobe epilepsy.</a> The Journal of Neuroscience. 34 (50), 16671-16687 (2014).</li></ol>

本研究と自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激による皮質 LFP 応答を同時に記録するための手法について説明しました。結果、ECoG と LFP の両方の信号のレーザー刺激の発症後 LEP の応答を明確に検出できます。皮質と皮質の LFP 信号の同時記録は、LEP コンポーネントにニューロン活動の貢献を理解の関係を調査する科学者を有効になります。
提案手法で重要な 5 つ...

脳波は、電位と脳のニューロンの数千人の同期の活動によって生成される振動の脳活動を記録する手法です。多くの基礎研究や臨床応用1,2で広く使用されます。例えば、脳波の反応高強度レーザー熱パルス (すなわちLep) 受容感覚入力3,4、5の末梢および中枢処理を調査するために広く採用されています。ヒトでは、Lep は主に 3 つの明瞭なたわみの構成: somatotopically 組織と一次体性感覚野 (S1)6活性を反映する可能性が高いは初期のコンポーネント (N1) と中心部が後期成分 (N2 と P2)分散および二次体性感覚皮質、皮質、前帯状皮質7,8の活動を反映する可能性が高い。以前研究9,10、我々 は直接、脳の表面につけた電極からラット レプス、ECoG (頭蓋内脳波の種類) を使用してサンプリングを実証、またから成っている 3 つの明瞭なたわみ (すなわち、somatotopically 編成 N1 と集中分散 N2 と P2)。極性、順序、およびラット LEP 成分のトポグラフィ人間レプス11に似ています。ただし、頭皮脳波と硬膜下血 ECoG 録音12の限定の空間分解能により脳波の不正確な性質だけでなく、ソース解析テクニック13、LEP コンポーネントに対する神経活動の詳細な貢献多くは議論です。たとえば、それは明白でない場合、S1 がレーザー刺激6によって誘発される電位 (N1) の初めの部分に貢献する程度。
脳定位固定装置とマイクロ ドライブ14,の支援によりマイクロワイヤー アレイを用いた巨視的レベル、直接頭蓋内録音で記録技術と異なる15神経活動 (例えばLFPs を測定できます。) 特定の地域の。LFPs は主にローカルの神経集団16の抑制や興奮性シナプス後電位の総和を反映しています。LFP サンプリング神経活動は数百 μ m の記録電極の周りの内で発生する神経プロセスを反映して、以来この録音技術がメゾスコ ピック レベルで脳内処理情報を調べるに使用されています。しかし、それがのみ脳活動の正確なローカルの変更に焦点を当て、複数の領域からの信号を統合する方法の質問に答えることはできません (例えば、複数の脳領域で LEP コンポーネントを統合する方法)。
それは ECoG と自由行動ラットから皮質 LFPs の同時記録が皮質の情報処理マクロの両方の調査を促進することは注目に値するとメゾスコ ピック レベル。さらに、この方法論は、定義済みの脳部位の神経活動が、レプスに貢献の程度を調査する絶好の機会を提供します。確かに、いくつかの以前の研究は、スパイク、皮質 LFP 間コヒーレンスを評価している、ECoG 信号を17,18と脳波電極に隣接する先進党19,20に貢献することを示した、刺激による脳の反応の形成。ただし、既存の技術は、電極の衝突による破壊を防止する保護シェルの欠乏のための麻酔下の動物の脳の反応を記録する通常されます。つまり、自由行動ラット メゾスコ ピック (皮質 LFP) と巨視的 (脳波、ECoG) レベルで electrocortical 信号のブリッジを構築できる技術はまだ欠けています。
この問題に対処するため、我々 は自由行動ラットから同時に複数の脳領域で、皮質と皮質の LFPs を記録できる技術を開発しました。この手法は、侵害受容情報の脳内処理の調査を進めメゾスコ ピックおよびマクロスコ ピック レベルで electrocortical 信号の直接関係を確立できます。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:680px;" width="679">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Male Sprague-Drawley rats</td>
			<td style="width:148px;">Vital River</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:148px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">Small animal isoflurane anaesthetic system</td>
			<td style="width:148px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">Including the anesthesia gas mask for rats</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Stereotaxic apparatus</td>
			<td style="width:148px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:200px;">The apparatus with combined ECoG and LFP electrodes</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The apparatus is home-made, which assembles the ECoG and depth wire electrodes to a connector module</td>
		</tr>
		<tr height="108">
			<td height="108" style="height:108px;width:200px;">3D-printed protective shell</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The texture of shell is polylactic, and the shell is home-made and contains three parts: a base, a wall and a cap. The wall is covered by copper tapers to construct as a Faraday cage</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">Tungsten wires (diameter: 50 mm)</td>
			<td style="width:148px;">California Fine Wires Company</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The electrodes for cortical LFP recording</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">&#160;Stainless steel screws 
			(diameter: 0.6 mm)</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The electrodes for ECoG recording</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Electric cranial drill</td>
			<td style="width:148px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">&#160;Drill bit (diameter: 0.5 mm)</td>
			<td style="width:148px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The drill is used for drilling the holes of ECoG screws</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">&#160;Drill bit (diameter: 0.2 mm)</td>
			<td style="width:148px;">RWD Life Science</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The drill is used for drilling the holes of depth wires&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Dental arylic powder</td>
			<td style="width:148px;">SNC dental</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Dental arylic liquid</td>
			<td style="width:148px;">SNC dental</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;width:200px;">Paraffin</td>
			<td style="width:148px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:259px;">The mixture is used for seal the craniotomy to ensure the following movement of micro-wire arrays</td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:200px;">Mineral Oil</td>
			<td style="width:148px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:73px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:200px;">Electrocoagulator&#160;</td>
			<td style="width:148px;">Bovie medical Corporation</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">RHD2132 Amplifier Boards&#160;</td>
			<td style="width:148px;">Intan Technologies</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">A 32-channel headstage</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">RHD2000 systerm</td>
			<td style="width:148px;">Intan Technologies</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;">The data acquisition systerm</td>
		</tr>
		<tr height="70">
			<td height="70" style="height:70px;width:200px;">Infrared neodymium yttrium aluminum perovskite (Nd:YAP) laser generator</td>
			<td style="width:148px;">Electronical Engineering</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:200px;">Matlab R2016b</td>
			<td style="width:148px;">The MathWorks&#160;</td>
			<td style="width:73px;"></td>
			<td style="width:259px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous recordings of cortical local field potentials and electrocorticograms in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats

Electrocortical 誘発侵害受容の自由神経終末をアクティブに選択的にレーザー熱によるは、痛覚情報の皮質の処理を調査する多くの動物と人間の研究で活躍しています。これらのレーザー誘発脳電位 (LEPs) は、時間ロック レーザー刺激の発症には、いくつかの一時的な応答で構成されます。しかし、LEP 応答の機能特性、まだ主として知られている (すなわち、皮質脳波 [ECoG]、頭皮の皮質の表面で神経活動を記録できる同時にサンプリング技術の不足のため脳波 [頭皮脳波])、(すなわち、ローカル フィールド ポテンシャル [LFP]) の脳内。この問題を解決するには、提案はここで自由に移動するラットを用いた動物のプロトコルこのプロトコルは 3 つの主要な手順で構成されます: (1) 動物の準備、手術、受容のレーザー刺激、(3) データ解析と特徴抽出に対応 ECoG と LFP の (2) の同時記録。具体的には、3 D プリントの保護シェルの助けを借りて、ラットの頭蓋骨に埋め込まれた ECoG と LFP の両方の電極が安全に一緒に開催。動物は自然の静けさにいたとき、データ収集中パルス レーザーは商工会議所の下の隙間からネズミの前足に渡されました。継続的なホワイト ノイズ レーザ超音波聴覚システムの活性化を避けるために演奏されました。結果として、侵害受容応答のみを選択的に記録しました。高い信号対雑音比とレプスがあったことを示す結果を得た (例えば、バンドパス フィルター、エポック抽出、基線補正) 刺激による脳の反応を抽出する標準的な分析手順を使用して、ECoG と LFP 電極から同時に記録されます。この方法論 ECoG、先進党活動の同時記録を可能とすることにより侵害受容情報処理の調査を促進するメゾスコ ピックおよびマクロスコ ピック レベルで electrocortical 信号のブリッジを提供します。脳内。

代表的な実験 5 ラットから電気生理学的データが記録されました。20 回の各ラットの右の前足にレーザー刺激が届いた > 40 s 刺激間隔。ECoG ネジ両方の深さワイヤと深さ線反応が記録されたレーザー誘発脳に移植された両側の一次体性感覚野 (S1) と一次運動野 (M1)。
図 1にまとめたよう 2 (黒でマーク) ...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats at JoVE.co

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

我々 は自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で下角と局所電界電位を同時に記録する技術を開発しました。この手法は、侵害受容情報の脳内処理の検討を容易にするメゾスコ ピックおよびマクロスコ ピック レベルで electrocortical 信号の直接関係を確立できます。

大脳皮質の局所電界電位と自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で Electrocorticograms の同時録音

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

この方法は、ECoGとワイヤの深さの両方から記録された電気皮質信号の直接的な関係を確立し、レーザー誘発電位のニューロン寄与に関する重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、電極注入がポリ乳酸シェルによって保護され、したがって記録は私達の自由移動ラットに適用することができるということです。この方法は、それぞれの神経磁気の調査を促進する精神疾患の異なる感覚または短い特徴の刺激によって誘発される脳応答を記録する際に適用することができる。テキストプロトコルで詳述されているように、ラットの麻酔を使用して、この手順を開始します。次に、立体性装置を使用して、ラットの頭部を麻酔マスクに置かれた鼻で固定します。外科的耐性は、ラットがつま先のつまみに応答しない場合に達成される。角膜乾燥を避けるために眼科軟膏を目に適用します。標準的な剃り器を使用して、ラットの頭皮の上部を剃ります。次いで、医用ヨウドファー消毒液と75%アルコールを用いて頭皮を殺菌し、ヨウ素を除去する。局所鎮痛のために頭皮に2%リドカインを注入する。次いで、アトロピンを投与して呼吸過敏を抑制する。メスを使って頭皮に約2〜3センチメートルの正中切開を行います。中線に沿って頭皮の一部をカットして取り除き、頭蓋骨を露出します。定義済みの立体座標系に基づいて ECoG 電極の位置をマークします。また、正中線の参照電極と接地電極の位置をマークします。デュラを破壊することなく、マークされた観光スポットで頭蓋骨に電気頭蓋ドリルを使用してECoGネジ用ドリル穴。絶縁被覆銅線に接続するステンレスネジを穴に入れ、およそ1ミリメートルの深さになります。基礎となる硬膜に浸透しないようにしてください。頭蓋骨に保護シェルベースを置きます。歯科アクリルを使用して、頭蓋骨の隣接するネジでベースを固定します。定義済みの立体座標系に基づいて、深度ワイヤ電極の位置をマークします。さて、ワイヤー注入のためにマークの照準器の周りの頭蓋骨に小さな穴を開け、慎重に硬膜を露出させるために骨のフラップを取り除きます。正常な生理的な生理を頻繁に洗ってください。針を使用して、ピアの合体、血管および新皮質の表面を損傷することなく、硬膜を持ち上げて切断する。深さのワイヤー電極を新皮質の表面に下げます。次に、ゆっくりと脳をターゲットの深さまで貫通する。ワックスとパラフィン油の混合物で頭蓋骨切れ目を密封し、その後の実験操作のために深さワイヤー電極を移動できるようにします。頭蓋骨に歯科用アクリルを使用して電極装置を固定します。ECoG ねじに接続する銅線を、コネクタ モジュールの対応するチャネルに溶接します。保護シェル壁をベースに組み立て、参照電極と接地電極を対応するチャネルに溶接します。テープを使用してキャップを保護シェルに固定して、汚染を防ぎます。ペニシリンをラットに注入した後、単一の家のラットは、テキストプロトコルに詳述されるように手術後の温度と湿度制御ケージ内のラットを制御する。ラットを実験の前に少なくとも1時間行動室に入れ、ラットが記録環境に順応することを確認する。記録ヘッドステージを電極モジュールにそっと接続して、ラットを怖がらせ、電極モジュールを損傷させないようにします。レーザー発生器をセットアップします。光ファイバーを接続し、機器オペレータマニュアルに従ってレーザーのスポットサイズを調整します。トリガジェネレータからのデジタル出力を、記録ボードのデジタル入力ポートに接続します。実験室の隅の下にビデオカメラを設定し、足が忍化レーザー刺激を受けたときにラットの不可解な行動を連続的に記録します。チャンバーの上部にある大音量のスピーカーを介して、継続的なホワイトノイズを提供します。機器オペレータマニュアルに従って記録システムを使用して、ECoGと深さ線電極の両方から電気生理学的データを収集します。次に、レーザー発生器を最初に配置して、チャンバーの底部の隙間からラットの前足の足底にレーザーパルスを送ります。次に、スイッチを押してレーザー刺激を行います。ここに示されているのは、両側原発性運動皮質、両側原発性体性感覚皮質およびECoGからの生の電気生理学的データである。レーザー刺激の発症後に、明確なレーザー誘発電位、またはLEP応答が検出可能である。ここに示されているのは、5匹のラットの6つの電極から形成されたグループレベルの平均LEP波状である。LEP応答は、N1波と呼ばれる支配的な負の偏向で構成されています。両側原発性体性感覚皮質のN1波は、二国間の一次運動皮質よりも短い待ち時間と高い振幅を示していることに注意してください。この図は、ECoGからサンプリングされたLEPと両側S1およびM1の深さ線との間のウェーブレット変換された一貫性を示し、レーザーはラットの右前足の足底に送達された。なお、左S1及びM1はガンマ周波数帯域において右S1及びM1より高いコハーレンスを示した。開発後、この技術は、研究者が同時にレーザー誘発電位の神経寄与を暴露するために、自由な移動ラットのECoGと皮質間局所充填電位の両方をリコールする道を開きます。

Research

JoVE Journal

Behavior

Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) to Measure Changes in Nociceptive Behavior

Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device OPAD to Measure Changes in Nociceptive Behavior

侵害受容性行動の変化を測定するためにオペラント口腔顔面疼痛評価デバイス（OPAD）の使用

We present an operant  system for the detection of pain in awake, conscious rodents. The Orofacial  Pain Assessment Device (OPAD) assesses pain behaviors ...

Irrelevant Stimuli and Action Control: Analyzing the Influence of Ignored Stimuli via the Distractor-Response Binding Paradigm

無関係な刺激と行動制御：ディストラクタ - 応答パラダイムを結合することにより無視された刺激の影響を分析

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are ...

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

子供高密度脳波記録の皮質ソース解析

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and ...

Training Rats to Voluntarily Dive Underwater: Investigations of the Mammalian Diving Response

自主ダイブ水中へのトレーニングラット：哺乳類ダイビング応答の調査

Underwater submergence produces autonomic changes that are observed in virtually all diving animals. This reflexly-induced response consists of apnea, a ...

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

オープンフィールドタワー迷路に置き、レスポンス学習

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

ターゲット応答の作業中に事象関連電位片側脳性麻痺児の上肢利用の認知プロセスを研究するために

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

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

多層皮質Ca<sup&gt; 2+</sup&gt;プリズムプローブと小型蛍光顕微鏡を用いて自由に動くマウスのイメージング

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

Reversible Cooling-induced Deactivations to Study Cortical Contributions to Obstacle Memory in the Walking Cat

リバーシブルの冷却誘起 Deactivations 歩行猫障害メモリへの皮質の貢献を研究するには

On complex, naturalistic terrain, sensory information about an environmental obstacle can be used to rapidly adjust locomotor movements for avoidance. For ...

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

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

ワイヤレス、 In Vivo記録そして自由行動下ラットにおける神経活動の刺激のための双方向インタ フェース

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