Name: wireless electrophysiological recording of neurons by movable tetrodes in freely swimming fish
Uploaded: 2019-11-26T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Wireless Electrophysiological Recording of Neurons by Movable Tetrodes in Freely Swimming Fish at JoVE.com

ونحن ممتنون ل ناشوم اولانوفسكي وأعضاء مختبر اولانوفسكي لكل مساعدتهم. الاضافه إلى ذلك ، ونحن ممتنون لتل نوفوبلانسكي-Tzur للمساعدة التقنية المفيدة. ونحن نعترف بامتنان بالدعم المالي من البرنامج الأول للمؤسسة العلمية الاسرائيليه (المنحة رقم 281/15) ، وصندوق هيلمسلي الخيري من خلال مبادرة الروبوتات الزراعية والبيولوجية والمعرفية لجامعه بن غوريون في النقب.

يجب ان تتم الموافقة علي جميع إجراءات الجراحة من قبل لجان الأخلاق المحلية بشان رعاية الماشية (مثل IACUC).
1. بناء المساكن الميكرودرايف
<ol><li>لبناء المساكن ، وقطع 1 مم لوحه نحاسية واسعه في 19 مم × 29 مم × 1 ملم لوحه باستخدام منشار. قطع اثنين من الشقوق 5.5 ملم علي كل من الجانبين طويلة عمود...

<ol>
	<li>Jacobson, M., Gaze, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Types+of+visual+response+from+single+units+in+the+optic+tectum+and+optic+nerve+of+the+goldfish.">Types of visual response from single units in the optic tectum and optic nerve of the goldfish.</a> Quarterly Journal of Experimental Physiology and Cognate Medical Sciences. 49 (2), 199-209 (1964).</li><li>Ben-Tov, M., Donchin, O., Ben-Shahar, O., Segev, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pop-out+in+visual+search+of+moving+targets+in+the+archer+fish.">Pop-out in visual search of moving targets in the archer fish.</a> Nature Communications. 6, 6476 (2015).</li><li>Zottoli, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+of+the+startle+reflex+and+Mauthner+cell+auditory+responses+in+unrestrained+goldfish.">Correlation of the startle reflex and Mauthner cell auditory responses in unrestrained goldfish.</a> Journal of Experimental Biology. 66 (1), 243-254 (1977).</li><li>Canfield, J. G., Rose, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+Mauthner+neurons+during+prey+capture.">Activation of Mauthner neurons during prey capture.</a> Journal of Comparative Physiology A. 172 (5), 611-618 (1993).</li><li>Canfield, J. G., Mizumori, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+chronic+neural+recording+in+the+telencephalon+of+freely+behaving+fish.">Methods for chronic neural recording in the telencephalon of freely behaving fish.</a> Journal of Neuroscience Methods. 133 (1-2), 127-134 (2004).</li><li>Orger, M. B., de Polavieja, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish+behavior:+opportunities+and+challenges.">Zebrafish behavior: opportunities and challenges.</a> Annual Review of Neuroscience. 40, 125-147 (2017).</li><li>Vanwalleghem, G. C., Ahrens, M. B., Scott, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrative+whole-brain+neuroscience+in+larval+zebrafish.">Integrative whole-brain neuroscience in larval zebrafish.</a> Current Opinion in Neurobiology. 50, 136-145 (2018).</li><li>Vinepinsky, E., Donchin, O., Segev, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wireless+electrophysiology+of+the+brain+of+freely+swimming+goldfish.">Wireless electrophysiology of the brain of freely swimming goldfish.</a> Journal of Neuroscience Methods. 278, 76-86 (2017).</li><li>Vandecasteele, 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=Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents.">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> JoVE (Journal of Visualized Experiments). (61), e3568 (2012).</li><li>Ferguson, J. E., Boldt, C., Redish, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creating+low-impedance+tetrodes+by+electroplating+with+additives.">Creating low-impedance tetrodes by electroplating with additives.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 156 (2), 388-393 (2009).</li><li>Arcot Desai, S., Rolston, J. D., Guo, L., Potter, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+impedance+of+implantable+microwire+multi-electrode+arrays+by+ultrasonic+electroplating+of+durable+platinum+black.">Improving impedance of implantable microwire multi-electrode arrays by ultrasonic electroplating of durable platinum black.</a> Frontiers in Neuroengineering. 3, 5 (2010).</li><li>Lewicki, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+methods+for+spike+sorting:+the+detection+and+classification+of+neural+action+potentials.">A review of methods for spike sorting: the detection and classification of neural action potentials.</a> Network: Computation in Neural Systems. 9 (4), R53-R78 (1998).</li><li>Teixeira, F. B., Freitas, P., Pessoa, L. M., Campos, R. L., Ricardo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+IEEE+802.11+underwater+networks+operating+at+700+MHz,+2.4+GHz+and+5+GHz.">Evaluation of IEEE 802.11 underwater networks operating at 700 MHz, 2.4 GHz and 5 GHz.</a> Proceedings of the 10th International Conference on Underwater Networks &amp; Systems. , (2015).</li><li>Sendra, S., Lloret, J., Rodrigues, J. J., Aguiar, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Underwater+wireless+communications+in+freshwater+at+2.4+GHz.">Underwater wireless communications in freshwater at 2.4 GHz.</a> IEEE Communications Letters. 17 (9), 1794-1797 (2013).</li><li>Lloret, J., Sendra, S., Ardid, M., Rodrigues, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Underwater+wireless+sensor+communications+in+the+2.4+GHz+ISM+frequency+band.">Underwater wireless sensor communications in the 2.4 GHz ISM frequency band.</a> Sensors. 12 (4), 4237-4264 (2012).</li><li>Hoogerwerf, A. C., Wise, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+three-dimensional+microelectrode+array+for+chronic+neural+recording.">A three-dimensional microelectrode array for chronic neural recording.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 41 (12), 1136-1146 (1994).</li><li>Harris, K. D., Quiroga, R. Q., Freeman, J., Smith, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+data+quality+in+neuronal+population+recordings.">Improving data quality in neuronal population recordings.</a> Nature Neuroscience. 19 (9), 1165 (2016).</li></ol>

ويفصل هذا البروتوكول الخطوات التي ينطوي عليها غرس صفيف التيركب في الدماغ الذهبي للسباحة بحريه. هذه التقنية تنفذ المسجل العصبي الذي يضخم ويسجل الإشارات المكتسبة من ما يصل إلى 16 قنوات جنبا إلى جنب مع microdrive التي يمكن ضبط موقف تيركب في الدماغ. Microdrive يجعل من الممكن لضبط الموقف في الدماغ لتحسين ...

الأسماك هي المجموعة الأكبر والأكثر تنوعا من الفقاريات ، ومثل الفقاريات الأخرى انها تظهر القدرات المعرفية المعقدة مثل التنقل ، والتنشئة الجماعية ، والنوم ، والصيد ، الخ. ومع ذلك ، تبقي أليات العصبية التي تحكم سلوك الأسماك بالنسبة للجزء الأكبر غير معروف.
في العقود القليلة الماضية ، تم تنفيذ التسجيلات خارج الخلية من الأسماك المعباه في المقام الأول للتحقيق في جوانب مختلفه من الأساس العصبي للسلوك1،2. علي الرغم من ان هذا الأسلوب هو المناسب لبعض النظم الحسية ، والتحقيق في الطيف الكامل للأساس العصبي للسلوك من الصعب ان لم يكن من المستحيل في الحيوانية المعباه. وشملت التطورات الاولي تسجيل من الخلايا mauthner من السباحة المربوطة الأسماك3,4. مهما, [موتنر] خلايا بشكل غير متناسب كبيره وال يسجل عمل احتمال اتساع, اي يستطيع ذهبت مثل عال بما ان قليل من [مف], يسهل تسجيل. وفي وقت لاحق ، وصف كانفيلد وآخرون دليلا علي المفهوم عند استخدام الحيوانية المربوطة لتسجيل من الدماغ الدماغي من الأسماك5. آخر تقنيه حديثه لتسجيل النشاط العصبي من الأسماك هو تصوير الكالسيوم (راجع التعليقات من قبل Orger و de Polavieja6، و Vanwalleghem et al.7). تم تطوير هذه التقنية للاستخدام مع اليرقات الزكية لان الجلد والجمجمة شفافة خلال مرحله اليرقات. ومع ذلك ، لا يمكن استخدام هذه التقنية لدراسة السلوكيات المعقدة في مراحل لاحقه من التطوير.
هنا ، نقدم تقنيه جديده لتسجيل النشاط العصبي خارج الخلية من أدمغه اسماك السباحة بحريه. وهذه صيغه معدله للبروتوكول الموصوف في فينيبينسكي وآخرون8. الابتكار الرئيسي هو أضافه microdrive الذي يجعل من الممكن للسيطرة علي موقف الأقطاب بعد الجراحة. تم تصميم هذه التقنية للتسجيل من الدماغ من السمك الذهبي باستخدام مجموعه من tetrodes التي ترتبط بمسجل البيانات العصبية عبر microdrive. الاعداد بأكمله هو لاسلكيه والراسية إلى جمجمة السمكة. الوزن النوعي للنظام يعادل الوزن الخاص بالماء عن طريق أضافه تعويم صغير يسمح للأسماك بالسباحة بحريه.
وتستند هذه التقنية علي استخدام مسجل البيانات العصبية التي تضخيم ، digitizes ، ويخزن الاشاره في جهاز الذاكرة علي متن الطائرة. يتم استخدام نظام القياس عن بعد المسجل لبدء ووقف التسجيلات ، وللمزامنة مع كاميرا الفيديو. في هذا البروتوكول ، يتم استخدام مسجل العصبية 16 قناه ، وجزءا لا يتجزا من مربع للماء مع ميكرودرايف.
يتم تصنيع التجمع microdrive من اثنين من المكونات الرئيسية: microdrive نفسها والإسكان microdrive (الشكل 1ا ، ب). السكن يحمل microdrive و tetrodes ، وأيضا بمثابه مرساه بين الجمجمة وصندوق المسجل (الشكل 1ج). هو ملفقه مربع المسجل PVC باستخدام عمليه اله ومختومه باستخدام O-حلقه (الشكل 1E-G، انظر أيضا الشكل التكميلي 1، الشكل التكميلي 2، والشكل التكميلي 3 لرسم تخطيطي ثلاثي الابعاد [3d]). في نهاية واحده ، يتم إرفاق قطعه من رغوة البوليسترين إلى مربع المسجل للتعويض عن وزن الزرع وتوفير الأسماك مع زرع الطفو محايده. بناء microdrive الموصوفة في البروتوكول يتبع الاجراء الذي قدمه Vandecasteele et al.9 مع تعديل لإرفاق microdrive إلى السكن (الشكل 1ا). وتقدم جميع الخطوات الرئيسية.
والاجراء الموصوف في البروتوكول لاعداد جمجمة السمكة مماثل للاجراء الوارد في فينيبينسكي وآخرون8 ويرد وصفه بإيجاز في البروتوكول. بعد يوم واحد من الجراحة ، يتم استرداد الأسماك بشكل كامل من اثار التخدير وتكون جاهزه للتجارب السلوكية. لاحظ انه يمكن تعديل الموقع تيركب عن طريق تحويل المسمار microdrive. المسمار لديه تباعد من 300 μm لكل دوران كامل والتقدم من 75 μm ينصح حتى يتم الوصول إلى موقع الدماغ المستهدف. وينبغي استشاره أطلس الدماغ المناسبة لاستهداف منطقه الدماغ محدده من الفائدة. فانه من المستحسن لاختبار معاوقه القطب في كل مره يتم تخدير الأسماك للبطارية أو استبدال بطاقة الذاكرة.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.7 mm round drill bits</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Compatible with the drill.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15-blade Scalpel</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16 channel PCB board</td>
			<td>Neurlynx</td>
			<td>EIB-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1X3M phillips flat head screws</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stainless steel. Any type.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1X3M phillips round head screws</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stainless steel. Any type.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 cm X 19 cm X 1 mm brass plate</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>See Figure 2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2X6M phillips flat head screws</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stainless steel. Any type.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3140 RTV coating</td>
			<td>Dow Crowning</td>
			<td>2767996</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 &#181;m Silver wire</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brass machine screws #00-90</td>
			<td></td>
			<td>947-1006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brass plates 7.5mm X 2.5mm X 0.6mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A 3D drawing is provided. See supplementary 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coated Tungsten wire 25&#181;m</td>
			<td>California Fine Wire Company</td>
			<td>5000160</td>
			<td>Depending on the appication the tetrodes can be fabricated from any type of wire. Popular wires are nicrome wires that can be found with lower diameters (eg. A-M systems, 762000)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coated Tungsten wire 50&#181;m</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>795500</td>
			<td>Can be replaced with any other wire with low impedance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrilic glue</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental Burnisher</td>
			<td>ComDent UK</td>
			<td></td>
			<td>Any small sterille stainless-still tool will do.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement - GCFujiPLUS</td>
			<td>GC</td>
			<td>431011</td>
			<td>Other dental cements would probably will work as well although we have never tried any other.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental drill or nail polish drill</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Dental drills are expensive, a nail polish drill can be a cheap replacement.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit #65</td>
			<td></td>
			<td>947-65</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast curing epoxy</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any 5 minutes curing epoxy can be used here.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Logger box with O-ring sealing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A 3D drawing is provided. See supplementary 1-3. The box should be machine fabricated (do not use 3D printers). Use transperant material, to be able to see the indicator LEDs on the logger.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motorized turning device</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom made as described in &#34;open ephys&#34; website. Can also be purchusaed from neurolynx (&#34;Tetrode Spinner 2.0&#34;) or bulit by other means.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouselog-16 Neural logger</td>
			<td>Deuteron Technologies Ltd</td>
			<td></td>
			<td>There are several neural loggers available on the market, including: SpikeGadget (UH32 32channels) and Neurologger 2/2A/2B of Alexei Vyssotski. It should be noted that weight is not a major contraint since it can be counterbalanced with floating Styrofoam</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MS-222</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>E10521</td>
			<td>Ethtl 3-aminobenzoate methanesulfonate 98%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nano-Z plating</td>
			<td>White Matter LLC</td>
			<td></td>
			<td>The nano-Z can be bought from several supllieres. Any impedance meter can be used, e.g. IMP-1 / 6662 / 2788, BAK Electronics.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCB pins</td>
			<td>Neurlynx</td>
			<td>Neuralynx EIB Pins</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polymide tubing 250&#181;m</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>822000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rechargable battery</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>3.7 Lipo battery, 370 mAh. Holds about 6 hours of recording. Smaller or larger battries can be used to reduce the weight or extend recording time.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone tubing 0.64 mm</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>806100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel 1.5 mm</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>846000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sudium Bicarbonate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S9625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap #00-90</td>
			<td></td>
			<td>947-1301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaseline</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any type of soft petroleum skin protectant can be used here.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wireless electrophysiological recording of neurons by movable tetrodes in freely swimming fish

أليات العصبية التي تحكم سلوك الأسماك لا تزال غير معروفه في معظمها ، علي الرغم من ان الأسماك تشكل غالبيه جميع الفقاريات. القدرة علي تسجيل نشاط الدماغ من الأسماك تتحرك بحريه من شانه ان يدفع البحوث علي الأساس العصبي للسلوك الأسماك إلى حد كبير. وعلاوة علي ذلك ، فان التحكم الدقيق في موقع التسجيل في الدماغ أمر بالغ الاهميه لدراسة النشاط العصبي المنسق عبر المناطق في دماغ السمك. هنا ، نقدم تقنيه التي تسجل لاسلكيا من الدماغ من الأسماك السباحة بحريه في حين السيطرة علي عمق موقع التسجيل. ويستند النظام علي مسجل العصبية المرتبطة بزرع جديده متوافقة مع المياه التي يمكن ضبط موقع التسجيل بواسطة tetrodes التي تسيطر عليها microdrive. وتتجلى قدرات النظام من خلال تسجيلات من الدماغ الذهبي.

اثناء جلسة التسجيل ، سبحت السمكة الذهبية بحريه في خزان مياه مربع بينما تم تسجيل النشاط العصبي في الدماغ. وكان الهدف من هذه التجارب لدراسة كيفيه النشاط العصبي للخلايا واحده يحدد سلوك الأسماك. وللقيام بذلك ، يلزم تحديد النشاط الشائك في البيانات المسجلة. النشاط الدماغ ، في ?...

Watch this Scientific Journal Video about Wireless Electrophysiological Recording of Neurons by Movable Tetrodes in Freely Swimming Fish at JoVE.com

Wireless Electrophysiological Recording of Neurons by Movable Tetrodes in Freely Swimming Fish

يتم تقديم تقنيه لاسلكيه جديده لتسجيل الإشارات العصبية خارج الخلية من الدماغ من السباحة بحريه ذهبيه. يتكون جهاز التسجيل من اثنين من tetrodes ، ميكرودرايف ، مسجل البيانات العصبية ، وحاله للماء. جميع أجزاء هي مخصصه الصنع باستثناء مسجل البيانات وموصل لها.

لاسلكيه الكهربائية تسجيل الخلايا العصبية من قبل Tetrodes المنقولة في بحريه السباحة الأسماك

The neural mechanisms governing fish behavior remain mostly unknown, although fish constitute the majority of all vertebrates. The ability to record brain ...

طورنا طريقة جديدة لتسجيل إشارة عصبية خارج الخلية من دماغ الأسماك السباحة بحرية. هذا يفتح الباب لدراسة آليات الخلايا العصبية في نهاية سلوك السمك اليوم. هذا الأسلوب هو صالح ودليل على المياه، وبالتالي يسمح تسجيل بينما الأسماك تسبح بحرية في خزان المياه.وبالإضافة إلى ذلك، يمكن التحكم في موقع التسجيل من قبل بنيت في محرك الأقراص الصغيرة. (تال رور نوفوبلانسكي) فني المختبر سيساعدني على إثبات هذا الإجراء لبناء المساكن، استخدم لوحة نحاسية ذات أبعاد 19 ملليمتراً من 29 ملليمتراً بمقدار ملليمتر واحد.مع اثنين من 5.5 ملليمتر الشقوق على الجانبين الطويل، عمودي على الحافة. يجب أن تكون الشقوق 6.5 ملليمتر بعيدا عن الجانب الضيق. باستخدام كماشة، أضعاف المنطقة بين الشقوق على الجانبين طويلة إلى الداخل.ثم أضعاف الجزء السفلي إلى الداخل والجانب العلوي إلى الخارج للحصول على السكن. المقبل، واستخدام بت الشبت ثلاثة ملليمتر لجعل الثقوب في السكن محرك الأقراص الصغيرة للمسامير والحامد الجانبين من السكن. استخدام ملف دائري غرامة لإنشاء شق دائري صغير شبه في الجزء السفلي من السكن الذي نصف قطره 1.5 ملليمتر.باستخدام حفر ملليمتر واحد بت جعل ثقب في الجزء الخلفي من السكن لtetrodes. أولاً، استخدم قاطعًا لقطع قطعة دبوس ثلاثة من صف واحد شريط رأس دبوس ذكر. باستخدام كماشة سحب دبوس الأوسط.بعد ذلك، استخدم قاطعًا لقطع الدبابيس المتبقية إلى 10 ملليمترات في الطول. استخدام عدد 65 حفر بت لحفر حفرة من خلال ثقب دبوس الأوسط واستخدام مزدوجة الصفر 99 الحنفية لحفر الموضوع. تجميع محرك الأقراص الصغيرة ولوحات النحاس.إدراج المسمار من خلال لوحة النحاس الأول، من خلال موضوع رأس دبوس ومن ثم من خلال لوحة النحاس الثاني. وأخيرا، ضع الجوز على المسمار وتشديد بلطف محرك الأقراص الصغيرة تجميعها. لحام دبابيس جنبا إلى جنب مع لوحات النحاس والحامد الجوز جنبا إلى جنب مع غيض من المسمار.بعد هذا، لحام محرك الأقراص الصغيرة في السكن محرك الأقراص الصغيرة في أربع نقاط على جانبي لوحات نحاسية محرك الأقراص الصغيرة. باستخدام الايبوكسي الغراء أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ستة ملليمتر طويلة إلى شق شبه دائرية صغيرة في الجزء السفلي من المساكن محرك الأقراص الصغيرة. الغراء أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ ثلاثة ملليمتر طويلة إلى رأس دبوس بحيث اصطف مع أنبوب طوله ستة ملليمتر على السكن.إدراج سيليكون أعدت وبوليميد أنابيب في أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ اثنين واستخدام الصغري السيانواكريلات الغراء الغراء لهم إلى أنبوب سرقة غير القابل للصدأ تعلق على رأس دبوس. ثم، المسمار محرك الأقراص الصغيرة على طول الطريق حتى وقطع أنابيب الزائدة من أعلى وأسفل أنابيب الصلب اثنين. بعد ذلك، قطع اثنين من الأسلاك الفضية العارية مع قطر 75 ميكرومتر إلى طول 12 سم والحامد لهم على حد سواء إلى اتصال الأرض في لوحة واجهة القطب الكهربائي وإلى جميع القنوات غير المستخدمة.دفع واحدة من أسلاك التنغستن المعدة في واحدة من الثقوب من لوحة واجهة 16 قناة القطب. ضع دبوسًا في الحفرة واضغط عليه مع زوج من كماشة. قم بقياس المقاومة بين الدبوس والجانب غير المرمز من السلك للتحقق من الاتصال.كرر هذه العملية لجميع الأسلاك المعدة بما في ذلك سلك 50 ميكرومتر واحد لأقطاب مرجعية. ثم مجموعة أسلاك القطب في مجموعتين من أربعة أسلاك كل وشريط معا باستخدام الشريط اللاصق في نهاية كل سلك ترك السلك المرجعي وحدها. عقد لوحة واجهة القطب فوق جهاز تحول آلية ووضع نهاية الشريط اللاصق من مجموعة واحدة من أربعة أسلاك على الجهاز.تطبيق 130 جولة في اتجاه عقارب الساعة تليها 20 دوران عكس عقارب الساعة. ثم، وتطبيق الصمغ سيانوكريلات لتغطية tetrode. بعد أن شفي الغراء، وقطع tetrode قريبة من الشريط اللاصق.كرر هذه الدورية، والالتصاق وقطع عملية لتترود أخرى. أولاً، إرفاق السكن محرك الأقراص الصغيرة إلى مربع المسجل مع اثنين من المسامير ملليمتر. خيط tetrodes والأقطاب المرجعية من خلال ثقب في الجزء الخلفي من السكن محرك الأقراص الصغيرة.الخيط tetrodes من خلال أنابيب السيليكون اثنين والخيط 50 ميكرومتر التنغستن الأسلاك من خلال أنبوب بوليميد. المسمار الغوص الصغيرة على طول الطريق إلى أسفل وتطبيق الصغري سيانوكريلات على الجزء العلوي من أنابيب الغراء tetrodes والأسلاك إلى أنابيب وضمان الحركة يتسق مع محرك الأقراص الصغيرة. المسمار محرك الأقراص الصغيرة على طول الطريق إلى الأعلى.تطبيق النفط الناعم على tetrode المكشوفة والأسلاك داخل الإسكان محرك الأقراص الصغيرة لمنع الحركة. نعلق قبل قطع باب طبق بتري أسفل النافذة إلى الجزء الأمامي من المساكن محرك الأقراص الصغيرة مع الايبوكسي مع التأكد من الحفاظ على الأسلاك الأرضية خارج النافذة. المقبل، وتطبيق درجة حرارة الغرفة طلاء vulcanizing tetrodes المكشوفة والأسلاك بين غطاء مربع المسجل والإسكان microdrive.استخدام مقص حاد لقطع tetrodes والأسلاك المرجعية إلى الطول المطلوب. بعد هذا إرفاق ملحوظ، رغوة البوليسترين ينضح إلى المربع. ضبط حجمها حتى يتم توازن الطفو لها عندما غمرت في حمام الماء.بعد تخدير السمك، أخرج السمك من الماء وضعه في الحامل. استخدم ملعقة معقمة لتطبيق عجينة الليدوكائين بنسبة خمسة في المائة على الجلد فوق موقع الجراحة المعين لمدة 10 دقائق. ثم إزالة الليدوكائين.استخدم مشرطًا معقمًا رقم 15 شفرة لإزالة الجلد فوق الجمجمة في المنطقة المخصصة للزرع. ثم استخدم مثقاب أسنان مع قطع حفر 0.7 ملليمتر لحفر أربعة ثقوب في الجمجمة. تطبيق الصمغ سيانوكريل على واحدة من الثقوب وإدراج على الفور المسمار ملليمتر واحد.كرر هذه العملية لثقوب الحفر المتبقية. بعد ذلك ، استخدم نشاء الأسنان لتطبيق أسمنت الأسنان على المسامير وعلى أطراف الجمجمة المكشوفة. باستخدام حفر الأسنان جعل ثقب الذي هو خمسة ملليمترات في القطر فوق منطقة الدماغ من الفائدة.استخدام ملاقط غرامة وورق الأنسجة الرخوة لإزالة الأنسجة الدهنية بين الجمجمة والدماغ وفضح الهدف منطقة الدماغ يجري الحرص على عدم إلحاق الضرر الأوعية الدموية الكبيرة تحت الجمجمة. أولا، خفض زرع بحيث يتم إدخال الأقطاب الكهربائية في الدماغ في حين أن الجزء السفلي من السكن محرك الأقراص الصغيرة بالقرب من الجمجمة. بدء تركيب زرع على الجمجمة عن طريق تطبيق كمية صغيرة من الاسمنت الأسنان بين السكن وأقرب جمجمة المسمار.بعد أن يتم الشفاء من الجزء الأول من الاسمنت الأسنان تطبيق إضافة أسمنت الأسنان وإغلاق ثقب فوق الجمجمة وكامل الجمجمة المكشوفة. بعد غسل الخياشيم السمكية بالماء العذب لإيقاظها، قم بإزالة السمكة من الحامل ووضعها مرة أخرى في خزانها المنزلي. تأكد من أن الأسماك قادرة على السباحة بحرية مع زرع.الهدف من هذه التجارب هو دراسة كيفية النشاط العصبي للخلايا الفردية ترميز سلوك الأسماك. لتحقيق ذلك يتم زرع مجموعة tetrode في تيلينسيفلون من الأسماك الذهبية السباحة بحرية مما يسمح للنشاط العصبي ليتم تسجيلها. يتم رقمنة نشاط الدماغ أثناء تسجيلها في 31، 250 هيرتز وتمريرة عالية تصفية في 300 هيرتز من قبل مسجل البيانات.ثم يتم تطبيق عامل تصفية تمرير حظر على الإشارات دون اتصال ويتم فصل البيانات الأولية الخام في كل قناة tetrode والقناة المرجعية. يتم استخدام خوارزميات فرز الارتفاعات الشائعة التالية لتوصيف نشاط الخلية المفردة. أولاً يتم تصفية كل قناة يدوياً بواسطة عتبة السعة الارتفاعية الحد الأدنى.يتم أيضا تصفية المسامير التي ظهرت في أكثر من tetrode أو في القناة المرجعية. ثم يتم تجميع المسامير المكتشفة يدويًا وتصفيتها حسب الشكل والطول والفاصل الزمني للترتيب المتداخل وتحليل المكون الأساسي. من المهم التحقق من سلامة الزرع قبل الجراحة.ويمكن فحص tetrode باستخدام مقياس المعاوقة القياسية وينبغي فحص مربع لتسرب تحت الماء. ويمكن تعديل هذه الطريقة للعمل مع العديد من الحيوانات المائية طالما أنها كبيرة بما يكفي لعقد النظام. وهذا يمكن من دراسة الآلية العصبية التي تكمن وراء سلوكهم.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

على نطاق واسع التسجيل من الخلايا العصبية بواسطة مجسات سيليكون المنقول في يتصرفون القوارض

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

الفلورسنت وصفها الوراء يسمح لخارج الخلية المستهدفة واحدة وحدة التسجيل من الخلايا العصبية التي تم تحديدها<em&gt; في الجسم الحي</em

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from ...

Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish

الدماغ الأمامي تسجيل الكهربية في الزرد اليرقات

Epilepsy affects nearly 3 million people in the United States and up to 50 million people worldwide. Defined as the occurrence of spontaneous unprovoked ...

Recording Electrical Activity from Identified Neurons in the Intact Brain of Transgenic Fish

تسجيل النشاط الكهربائي من الخلايا العصبية التي تم تحديدها في الدماغ سليمة من الأسماك المعدلة وراثيا

Understanding the cell physiology of neural circuits that regulate complex behaviors is greatly enhanced by using model systems in which this work can be ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in ...

Long-term Behavioral Tracking of Freely Swimming Weakly Electric Fish

على المدى الطويل لتتبع السلوكية للسباحة بحرية وكلي السمك الكهربائية

Long-term behavioral tracking can capture and quantify natural animal behaviors, including those occurring infrequently. Behaviors such as exploration and ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

تسجيل الكهربية في الدماغ سليمة من اسماك الزرد الكبار

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

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

تسجيل إمكانات العمل احدة الخلايا العصبية &#39;من التنقل بحرية في جميع أنحاء الحمام ثلاث مراحل التعلم

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

Extracellular Wire Tetrode Recording in Brain of Freely Walking Insects

خارج الخلية سلك Tetrode تسجيل في الدماغ من المشي بحرية الحشرات

Increasing interest in the role of brain activity in insect motor control requires that we be able to monitor neural activity while insects perform ...