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

Este trabajo fue apoyado por CAS laboratorio clave de Salud Mental, Instituto de psicología, la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (31671141 y 31822025), el 13th Plan de informatización de cinco años de la Academia China de Ciencias (XXH13506), y el proyecto de la Fundación científica del Instituto de Psicología de la Academia China de Ciencias (Y6CX021008).

Se utilizaron ratas Sprague-Dawley macho adultas (400-450 g de peso) en el experimento. Todos los procedimientos quirúrgicos y experimentales habían seguido a la guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio de los institutos nacionales de salud. Los procedimientos fueron aprobados por el Comité de ética de investigación en el Instituto de Psicología de la Academia China de Ciencias.
1. implantación del electrodo
<ol><li>Anestesiar la rata en una cámara con isoflurano 5% y u...

<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>

En el presente estudio, describimos una técnica para registrar simultáneamente ECoGs y respuestas LFP corticales provocadas por estímulos nociceptivos laser se mueva libremente las ratas. Los resultados mostraron que las respuestas LEP se pudieran detectar claramente después de la aparición de estímulos de láser en las señales de ECoG y LFP. La grabación simultánea de ECoG y cortical LFP permitirá a los científicos investigar su relación para comprender mejor la contribución de las actividades neuronales a ...

EEG es una técnica para registrar los potenciales eléctricos y actividades del cerebro oscilatorios generadas por las actividades sincronizadas de miles de neuronas en el cerebro. Popularmente se utiliza en muchos estudios básicos y aplicaciones clínicas1,2. Por ejemplo, las respuestas EEG a láser intenso calientan pulsos (es decir, LEPs) son ampliamente adoptadas para investigar el procesamiento periférico y central de entrada sensorial nociceptiva3,4,5. En los seres humanos, LEPs consisten en principalmente tres desviaciones distintas: el componente temprano (N1) que se somatotopically organizada y capaces de reflejar la actividad de la corteza somatosensorial primaria (S1)6y los últimos componentes (N2 y P2) que son centralmente distribuida y más probabilidades de reflejar la actividad de la corteza somatosensorial secundaria, ínsula y corteza anterior del cingulate7,8. En anteriores estudios9,10, hemos demostrado eso rata LEPs, muestreado usando ECoG (un tipo de EEG intracraneal) de electrodos colocados directamente sobre la superficie expuesta del cerebro, también constan de tres distintas desviaciones ( es decir,, somatotopically organizado N1 y el N2 centralizada distribuida y P2). La polaridad, el orden y la topografía de los componentes LEP de rata son similares a humanos LEPs11. Sin embargo, debido a la limitada resolución espacial de la cuero cabelludo EEG subdural ECoG grabaciones12, así como la naturaleza inexacta de EEG fuente análisis técnicas13, la contribución detallada de las actividades neuronales a los componentes de la LEP se discute mucho. Por ejemplo, es confuso si y la medida en que S1 contribuye a la primera parte de la respuesta cortical (N1) sacada por los estímulos de láser6.
Diferente de la técnica de grabación en el macroscópicos directos, nivel intracraneales grabaciones cronometradas usando microhilos los arreglos de discos con la ayuda de un aparato de estereotáctica y microdrives14,15 podría medir actividades neurales (p. ej., LFPs ) de regiones específicas. LFPs reflejan principalmente la sumación de potenciales postsinápticos excitatorios o inhibitorios de las poblaciones neuronales locales16. Desde actividades neuronales muestreados LFP reflejan procesos neuronales que ocurren dentro de cientos de micrómetros alrededor del electrodo de la grabación, esta técnica de grabación es ampliamente utilizada para investigar la información que se procesa en el cerebro a nivel mesoscópico. Sin embargo, sólo se centra en los cambios locales precisa de actividades del cerebro y no puede responder a la pregunta de cómo se integran las señales de múltiples regiones (por ejemplo, cómo se integran componentes LEP en múltiples regiones del cerebro).
Cabe destacar que el registro simultáneo de un ECoG y corticales LFPs mueva libremente las ratas podría facilitar la investigación de procesamiento tanto macroscópico de información cortical y mesoscópica. Además, esta metodología proporciona una excelente oportunidad para investigar la medida en que las actividades neuronales de las regiones del cerebro predefinidos contribuyan a las LEPs. De hecho, varios estudios han evaluado la coherencia entre picos, LFP cortical, y ECoG señales17,18 y demostró que la LFP19,20 adyacente al electrodo de EEG contribuye a la formación de las respuestas cerebrales relacionados con estímulos. Sin embargo, la técnica existente se utiliza generalmente para grabar las respuestas cerebrales de los animales anestesiados debido a la falta de una cubierta protectora para evitar que los electrodos están dañados por la colisión. En otras palabras, la técnica que podría construir el puente de señales electrocortical a nivel mesoscópico (LFP cortical) y macroscópica (EEG y ECoG) en mover libremente las ratas todavía está careciendo.
Para solucionar este problema, hemos desarrollado una técnica que podría registrar una ECoG y LFPs corticales en múltiples regiones del cerebro al mismo tiempo se mueva libremente las ratas. Esta técnica ayuda a establecer la relación directa de señales electrocortical mesoscópicos y macroscópicos, facilitando así la investigación del procesamiento en el cerebro de la información nociceptiva.

<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

Respuesta electrocortical, sacado por los pulsos de láser térmico que activan selectivamente las terminaciones nerviosas libres nociceptivas, es ampliamente utilizado en muchos estudios animales y humanos para investigar el procesamiento cortical de información nociceptiva. Estos potenciales cerebrales evocados por láser (LEPs) consisten en varias respuestas transitorias que son tiempo-bloqueada la aparición de estímulos de láser. Sin embargo, todavía son en gran parte desconocidas, debido a la falta de una técnica de muestreo que puede grabar simultáneamente las actividades neuronales en la superficie de la corteza (es decir, hallazgos [ECoG] y el cuero cabelludo las propiedades funcionales de las respuestas de la LEP el electroencefalograma [cuero cabelludo EEG]) y dentro del cerebro (es decir, potenciales de campo local [LFP]). Para tratar este tema, presentamos aquí un protocolo de animales utilizando ratas libremente móviles. Este protocolo se compone de tres procedimientos principales: preparación (1) animal y procedimientos quirúrgicos (2) un registro simultáneo de ECoG y LFP en respuesta a estímulos nociceptivos de láser y (3) datos análisis y función de la extracción. Específicamente, con la ayuda de una concha protectora 3D impreso, ECoG y LFP electrodos implantados en el cráneo de la rata segura celebraron juntos. Durante la recolección de datos, pulsos de láser fueron entregados en patas delanteras de la rata a través de huecos en la parte inferior de la cámara cuando el animal estaba en quietud espontánea. Constante ruido blanco fue jugado para evitar la activación del sistema auditivo de los ultrasonidos generados por láser. En consecuencia, sólo las respuestas nociceptivas se registraron selectivamente. Utilizando los procedimientos analíticos estándar (p. ej., band-pass filtrado, extracción de época y corrección de línea base) para extraer las respuestas cerebrales relacionados con el estímulo, se obtuvieron resultados demostrando que eran LEPs con un alto cociente signal-to-noise al mismo tiempo registrado de electrodos ECoG y LFP. Esta metodología permite la grabación simultánea de actividades ECoG y la LFP, que proporciona un puente de señales electrocortical mesoscópicos y macroscópicos, facilitando así la investigación del procesamiento de la información nociceptiva en el cerebro.

En el experimento representativo, se registraron los datos electrofisiológicos de cinco ratas. Los estímulos de láser fueron entregados a la derecha forepaw de cada rata por 20 veces con > 40 intervalos interstimulus de s. El cerebro evocado laser las respuestas fueron registradas usando ECoG tornillos y cables de profundidad y los cables de profundidad fueron implantados en bilaterales cortezas somatosensoriales primarias (S1) y cortezas de motor principal (M1).
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Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Hemos desarrollado una técnica que registra simultáneamente la electrocorticografía y los potenciales de campo local en respuesta a estímulos nociceptivos laser se mueva libremente las ratas. Esta técnica ayuda a establecer una relación directa de señales electrocortical mesoscópicos y macroscópicos, que facilita la investigación de procesamiento en el cerebro de la información nociceptiva.

Grabaciones simultáneas de los potenciales de campo Local Cortical y Electrocorticograms en respuesta a estímulos nociceptivos Laser se mueva libremente las ratas

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

Este método ayuda a establecer la relación directa de las señales electrocorticales registradas tanto desde ECoG como desde las profundidades de los cables para responder preguntas clave sobre las contribuciones neuronales de los potenciales de evocación láser. La principal ventaja de esta técnica es que la implantación de electrodos puede ser protegida por cáscara poliláctica, por lo que la grabación se puede aplicar a nuestras ratas en movimiento libres. Este método se puede aplicar en el registro de las respuestas cerebrales evocadas por un estímulo de diferentes sensaciones o características breves de enfermedades psiquiátricas que promueven la investigación de sus respectivos neuromagnetismos.Comience este procedimiento con la anestesia de la rata como se detalla en el protocolo de texto. Luego, usa un aparato estereotaxico para fijar la cabeza de la rata con su nariz colocada en la máscara anestésica. La tolerancia quirúrgica se logra cuando la rata no responde al pellizco de los dedos del dedo del dedo del final.Aplique pomada oftálmica en los ojos para evitar el secado de la córnea. Afeitar la parte superior del cuero cabelludo de la rata usando una afeitadora estándar. Luego, esterilizar el cuero cabelludo usando la solución desinfectante de yodoforo médico y 75%alcohol para eliminar el yodo.Inyectar 2%lidocaína en el cuero cabelludo para la analgesia local. Entonces, administrar atropina para inhibir la hipersecreación respiratoria. Haga una incisión de línea media de aproximadamente dos a tres centímetros en el cuero cabelludo usando un bisturí.Cortar y eliminar parte del cuero cabelludo a lo largo de la línea media y exponer el cráneo. Marque las ubicaciones de los electrodos ECoG en función de las coordenadas estereotaxicas predefinidas. Además, marque las ubicaciones de los electrodos de referencia y de tierra en la línea media.Taladre agujeros para los tornillos ECoG usando un taladro craneal eléctrico en el cráneo en las miras marcadas sin destruir la dura. Conduzca un tornillo inoxidable, que se conecta al alambre de cobre recubierto de aislamiento, en el agujero para una profundidad aproximada de un milímetro. Evite penetrar la duración subyacente.Coloque una base protectora sobre el cráneo. Fijar la base con sus tornillos adyacentes en el cráneo usando acrílico dental. Marque las ubicaciones de los electrodos de alambre de profundidad en función de las coordenadas estereotaxicas predefinidas.Ahora, taladre pequeños agujeros en el cráneo alrededor de las miras de la marca para la implantación del alambre y retire cuidadosamente la solapa ósea para exponer la dura. Lave la craneotomía con frecuencia con solución salina normal. Usando una aguja, levante y corte la dura sin dañar el pia mater, los vasos y la superficie del neocórtex.Baje los electrodos de alambre de profundidad a la superficie del neocórtex. Luego, penetra lentamente el cerebro hasta la profundidad del objetivo. Selle la craneotomía con una mezcla de cera y aceite de parafina para asegurarse de que los electrodos de alambre de profundidad se pueden mover para las manipulaciones experimentales posteriores.Fije el aparato del electrodo usando acrílico dental en el cráneo. Suelde cada cable de cobre que se conecta al tornillo ECoG al canal correspondiente en el módulo conector. Montar la pared protectora de la cáscara a la base y soldar la referencia y los electrodos de tierra a los canales correspondientes.Fije la tapa a la carcasa protectora con cintas para evitar la contaminación. Después de inyectar la rata con penicilina, una sola casa de la rata en una jaula controlada de temperatura y humedad después de la cirugía como se detalla en el protocolo de texto. Coloque la rata en la cámara de comportamiento durante al menos una hora antes del experimento para asegurarse de que la rata se aclimata al entorno de grabación.Conecte suavemente la etapa del cabezal de grabación con el módulo de electrodos para evitar asustar a la rata y dañar el módulo del electrodo. Configure el generador láser. Conecte la fibra óptica y ajuste el tamaño del punto del láser de acuerdo con el manual de los operadores del equipo.Ahora, conecte la salida digital del generador de gatillo al puerto de entrada digital de la placa de grabación. Ajuste la cámara de video debajo de la esquina de la cámara experimental para registrar continuamente los comportamientos nociceptivos de la rata cuando su pata recibe estimulación láser nociceptiva. Proporcione ruido blanco continuo a través de un altavoz alto en la parte superior de la cámara.Recopile los datos electrofisiológicos tanto del ECoG como de los electrodos de cable de profundidad utilizando el sistema de grabación de acuerdo con el manual de operadores del equipo. Ahora, entregue los pulsos láser al plantar de la proa de la rata a través de los huecos en la parte inferior de la cámara colocando primero el generador láser. A continuación, pulse el interruptor para proporcionar estimulación láser.Aquí se muestran los datos electrofisiológicos brutos de los cortices motores primarios bilaterales, los cortices somatosensoriales primarios bilaterales y el ECoG. Un potencial claro evocado por láser, o respuesta LEP, es detectable después de la aparición del estímulo láser. Aquí se muestra el nivel de grupo promediado lep forma de onda de seis electrodos de cinco ratas.Las respuestas LEP consisten en una desviación negativa dominante llamada onda N1. Tenga en cuenta que la onda N1 de los cortices somatosensoriales primarios bilaterales muestra una latencia más corta y una amplitud más alta que la de los cortices motores primarios bilaterales. Esta figura muestra la coherencia transformada de ondas entre los LEP muestreados a partir de los cables ECoG y de profundidad en S1 y M1 bilaterales, con el láser entregado en el plantar de la horquilla derecha de la rata.Tenga en cuenta que el S1 izquierdo y el M1 mostraron una coherencia más alta que el S1 derecho y el M1 en la banda de frecuencia gamma. Después de su desarrollo, esta técnica allanará el camino para que los investigadores recuerden simultáneamente tanto los potenciales de relleno local ecoG como los intercorticales en ratas móviles libres para exponer las contribuciones neuronales de los potenciales evocados por láser.

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

El uso del Dispositivo de Evaluación Dolor Orofacial operante (OPAD) para medir los cambios en el comportamiento nociceptivo

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

Investigación

Comportamiento

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Estímulos irrelevantes y Control de la Acción: analizar la influencia de Ignorado estímulos a través del distractor-Respuesta Encuadernación Paradigma

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

Cortical Análisis Fuente de Alta Densidad EEG Grabaciones en niños

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

Las ratas de capacitación voluntariamente de buceo bajo el agua: Las investigaciones de la respuesta de buceo de los mamíferos

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

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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

La manipulación de epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) y del sueño en ratas y ratones por acupuntura

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

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

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Desactivaciones reversibles inducida por enfriamiento a estudiar contribuciones corticales a la memoria de obstáculo en el gato caminando

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

Un inalámbrico, interfaz bidireccional para la grabación en Vivo y estimulación de la actividad Neural en comportarse libremente las ratas

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