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

אנו אסירי תודה לנחום אולנובסקי ולחברי מעבדת אולאנקובסקי על כל עזרתם. בנוסף, אנו אסירי תודה לטל נובאופנסקי-צור לקבלת סיוע טכני מועיל. אנו מכירים בהכרת המדינה את התמיכה הפיננסית בקרן המדע הישראלית-התוכנית הראשונה (מענק מס ' 281/15), וקרן הנאמנות ההלמסלי דרך היוזמה החקלאית, הביולוגית והקוגניטיבית של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב.

כל הליכי הניתוח חייבים להיות מאושרים על ידי ועדות האתיקה המקומית על רווחת בעלי חיים (למשל, IACUC).
1. בניית מבנה המיקרו-כוננים
<ol><li>כדי לבנות את הדיור, לחתוך צלחת 1 מ"מ פליז רחב לתוך לוחית 19 מ"מ x 1 מ"מ באמצעות מסור. חותכים שני חריצים 5.5 מ"מ על כל הצדדים הארוכים בניצב לקצה, כך שכל חתך ה?...

<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>

פרוטוקול זה מפרט את הצעדים הכרוכים בנטיעת מערך מעטפת לתוך הטלנצאלון של דגי זהב שוחים בחופשיות. טכניקה זו מיישמת לוגר עצבי כי מגביר ומתעד את האותות שנרכשו של עד 16 ערוצים יחד עם מיקרודרייב שיכול להתאים את המיקום tetrode במוח. המיקרו-כונן מאפשר לכוונן את המיקום במוח כדי למטב את ההקלטה.
<p class="jove_...

דגים הם הקבוצה הגדולה והמגוונת ביותר של בעלי חוליות, וכמו בעלי חוליות אחרים הם מציגים יכולות קוגניטיביות מורכבות כגון ניווט, החברה, שינה, ציד ועוד. למרות זאת, המנגנונים העצביים השולטים בהתנהגות הדג נשארים לרוב לא ידועים.
בעשורים האחרונים, הקלטות ממומשות מ-"מוטפיש" בוצעו בעיקר כדי לחקור היבטים שונים של הבסיס העצבי של התנהגות1,2. למרות שטכניקה זו מתאימה לכמה מערכות חישה, החקירה של הספקטרום המלא של התנהגות עצבית היא קשה אם לא בלתי אפשרי לקיבוע בעלי חיים. ההתקדמות הראשונה מעורבת הקלטה מתאי ארגמן של דג שחייה קשור3,4. עם זאת, תאים מאותנר הם גדולים באופן לא פרופורציונלי ופעולה מוקלטת הפוטנציאל המוני, אשר יכול ללכת גבוה כמו כמה mV, להקל על ההקלטה. מאוחר יותר, Canfield ואח ' תיאר הוכחת רעיון בעת שימוש בחיה קשורה להקליט מתוך הטלנצאלון של הדג5. טכניקה נוספת שנעשתה לאחרונה עבור הקלטת פעילות עצבית מן הדגים הוא הדמיה סידן (ראה ביקורות של Orger ו de Polavieja6, ו Vanwalleghem ואח '7). טכניקה זו פותחה לשימוש עם הזחלים דג זברה כי העור והגולגולת הם שקופים בשלב זחל. עם זאת, לא ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי ללמוד התנהגויות מורכבות בשלבים מאוחרים יותר של פיתוח.
כאן, אנו מציגים טכניקה הרומן עבור הקלטת פעילות עצבית מן המוחות של דגים שוחה בחופשיות. זוהי גירסה ששונתה של הפרוטוקול המתואר ב-Vinepinsky et al.8. החדשנות העיקרית היא תוספת של מיקרודרייב שמאפשר לשלוט על מיקום האלקטרודות לאחר הניתוח. הטכניקה מיועדת להקלטה מתוך הטלנצאלון של דגי זהב באמצעות מערכת של tetrodes המחוברים לוגר מידע עצבי באמצעות מיקרודרייב. כל ההתקנה היא אלחוטית מעוגנת הגולגולת של הדג. המשקל הסגולי של המערכת מוחודש למשקל הספציפי למים על ידי הוספת מצוף קטן המאפשר לדגים לשחות בחופשיות.
הטכניקה מבוססת על השימוש לוגר מידע עצבי המעלה, digitizes, ומאחסן את האות בהתקן זיכרון על הסיפון. מערכת הטלמטריה לאוגר משמשת להפעלה ולעצירה של ההקלטות, ולסנכרון עם מצלמת הווידיאו. בפרוטוקול זה, נעשה שימוש באוגר עצבי בן 16 ערוצים, המוטבע בתוך תיבה עם המיקרו-כונן.
מכלול המיקרו-כונן מפוברק משני מרכיבים עיקריים: המיקרו-כונן עצמו ומגורי המיקרו-כונן (איור 1א, ב). הדיור מחזיק במיקרו-כונן ובטטרודס, ומשמש גם כעוגן בין הגולגולת לבין תיבת האוגר (איור 1ג). התיבה לאוגר PVC מפוברק באמצעות תהליך מכונה והיא אטומה באמצעות O-ring (איור 1E-G, ראה גם איור משלים 1, איור משלים 2, ואיור משלים 3 עבור דיאגרמה תלת ממדית [3d]). בקצה אחד, פיסת קלקר מחוברת לתיבת האוגר כדי לפצות על המשקל של השתל ולספק את הדג עם שתל לציפה נייטרלי. בניית המיקרו-כונן המתואר בפרוטוקול מלווה את ההליך המוצג על ידי ואנדאקסטיל ואח '9 עם שינוי לחיבור המיקרו-כונן לדיור (איור 1א). כל השלבים העיקריים מוצגים.
ההליך המתואר בפרוטוקול להכין את גולגולת הדג דומה לזה שהוצגו ב Vinepinsky et al.8 והוא מתואר בקצרה בפרוטוקול. יום אחד לאחר הניתוח, הדג בדרך כלל התאושש באופן מלא מן ההשפעות של הרדמה והם מוכנים ניסויים התנהגותיים. שים לב כי ניתן לכוונן את מיקום ה-tetrode על-ידי הפיכת בורג המיקרו-כונן. בורג יש מרווח של 300 יקרומטר לסיבוב מלא וקידום 75 יקרומטר מומלץ עד מיקום המוח היעד הוא הגיע. אטלס המוח המתאים צריך להתייעץ כדי למקד את אזור המוח הספציפי של עניין. מומלץ לבדוק את העכבה אלקטרודה בכל פעם הדג מורדם עבור סוללה או החלפת כרטיס זיכרון.

<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

המנגנונים העצביים השולטים בהתנהגות הדג אינם ידועים בעיקר, אך הדגים מהווים את רוב החוליות. היכולת להקליט את פעילות המוח מדגים הנעים בחופשיות יקדם מחקר על בסיס עצבי של התנהגות הדג באופן משמעותי. יתרה מזאת, שליטה מדויקת במיקום ההקלטה במוח היא קריטית ללימוד פעילות עצבית מתואמת על פני אזורים במוח הדגים. כאן, אנו מציגים טכניקה הרושמת באופן אלחוטי מהמוח של דגים שוחים בחופשיות תוך שליטה על עומק מיקום ההקלטה. המערכת מבוססת על לוגר עצבי הקשורים השתל תואם מים הרומן שיכול להתאים את מיקום ההקלטה על ידי מיקרודרייב מבוקרת tetrodes. יכולות המערכת מומחשות באמצעות הקלטות מתוך הטלנצאלון של דג הזהב.

במהלך הקלטה הקליט דג הזהב בחופשיות במיכל המים המרובע, ואילו הפעילות העצבית בטלנצהאלון נרשמה. המטרה של ניסויים אלה הייתה ללמוד כיצד הפעילות העצבית של תאים בודדים קובעת את התנהגותו של הדג. כדי לעשות זאת, פעילות העולה צריך להיות מזוהה בנתונים המוקלט. פעילות המוח, בעת ההקלטה,...

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

טכניקה אלחוטית הרומן עבור הקלטת אותות עצביים מן המוח של שחייה בחופשיות הזהב מוצג. המכשיר מורכב משני tetrodes, מיקרודרייב, לוגר מידע עצבי, ומקרה עמיד למים. כל החלקים מותאמים אישית למעט לוגר הנתונים והמחבר שלו.

הקלטה אלקטרופיסיולוגית של הנוירונים על ידי להזזה Tetrodes בחינם שחייה דגים

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

פיתחנו שיטה חדשנית להקלטת אות עצבי חוץ-תאי מהמוח של דגים שוחים בחופשיות. זה פותח את הדלת לחקר מנגנוני הנוירון בסוף היום התנהגות דגים. שיטה זו תקפה ווכחנית למים ולכן מאפשרת הקלטה בזמן שהדגים שוחים בחופשיות במיכל המים.בנוסף, מיקום ההקלטה יכול להיות נשלט על ידי כונן מיקרו מובנה. טל זור-נובופלנסקי, טכנאי המעבדה שלנו, יעזור לי להדגים את ההליך הזה. כדי לבנות את הדיור, להשתמש צלחת פליז עם מידות של 19 מילימטרים על ידי 29 מילימטרים על ידי מילימטר אחד.עם שני חריצים 5.5 מילימטר בצדדים הארוכים, בניצב לקצה. חריצים צריך להיות 6.5 מילימטרים מהצד הצר. באמצעות צבת, מקפלים את האזור בין חריצים בצדדים הארוכים פנימה.ואז לקפל את החלק התחתון פנימה ואת הצד העליון כלפי חוץ כדי להשיג את הדיור. לאחר מכן, השתמש קצת שמיר שלושה מילימטר כדי להפוך חורים דיור כונן מיקרו עבור הברגים הלחמת הצדדים של הדיור. השתמש בקובץ מעגלי עדין כדי ליצור חריץ חצי עגול קטן בתחתית הדיור עם רדיוס של 1.5 מילימטרים.באמצעות קצת מקדחה מילימטר אחד לעשות חור בחלק האחורי של הדיור עבור tetrodes. ראשית, השתמש בחותך כדי לשבור חתיכת שלושה פינים מרצועת ראש סיכה גברית של שורה אחת. באמצעות צבת לשלוף את הסיכה האמצעית.לאחר מכן, השתמש חותך לחתוך את הסיכות הנותרות ל 10 מילימטרים אורך. השתמש במקדחה מספר 65 כדי לקדוח חור דרך חור הסיכה האמצעית ולהשתמש בהקשה כפולה של אפס 99 כדי לקדוח חוט. להרכיב את כונן מיקרו ואת לוחות פליז.הכנס בורג דרך צלחת הפליז הראשונה, דרך חוט ראש הסיכה ולאחר מכן דרך צלחת הפליז השנייה. לבסוף, מניחים אגוז על הבורג ומהדקים בעדינות את כונן המיקרו המורכב. הלחם את הסיכות יחד עם צלחות פליז הלחם את האגוז יחד עם קצה הבורג.לאחר מכן, הלחים את כונן מיקרו לתוך כונן מיקרו דיור בארבע נקודות בצידי לוחות פליז כונן מיקרו. באמצעות אפוקסי דבק צינור נירוסטה באורך שישה מילימטרים כדי חריץ עגול למחצה קטן בחלק התחתון של דיור כונן מיקרו. הדבק צינור נירוסטה באורך שלושה מילימטר לראש הסיכה כך שהוא מסודר עם צינור באורך שישה מילימטרים על הדיור.הכנס את צינורות הסיליקון והפולימיד המוכנים לשני צינורות נירוסטה ולהשתמש בדבק ציאנואקרילאט כדי להדביק אותם לצינור גניבת אל-חלד המחובר לכותרת הסיכה. לאחר מכן, לדפוק את כונן מיקרו כל הדרך למעלה לחתוך את הצינורות העודפים מלמעלה למטה של שני צינורות פלדה. לאחר מכן, חותכים שני חוטי כסף חשופים בקוטר של 75 מיקרומטרים לאורך של 12 ס"מ ומ הלחימו אותם הן לחיבור הקרקע בלוח ממשק האלקטרודה והן לכל הערוצים שאינם נמצאים לשימוש.לדחוף את אחד חוטי טונגסטן מוכן לתוך אחד החורים של לוח ממשק אלקטרודה 16 ערוצים. מניחים סיכה לתוך החור ולחץ עליו עם זוג צבת. למדוד את ההתנגדות בין הסיכה לבין הצד הלא מקודד של החוט כדי לבדוק אם יש קישוריות.חזור על תהליך זה עבור כל החוטים מוכנים כולל חוט אחד 50 מיקרומטר עבור אלקטרודה התייחסות. ואז לקבץ את חוטי האלקטרודה לשתי קבוצות של ארבעה חוטים כל אחד ולהקליט אותם יחד באמצעות סרט דביק בסוף כל חוט עוזב את חוט הייחוס לבד. החזק את לוח ממשק האלקטרודה מעל התקן סיבוב ממונע והצב את קצה סרט ההדבקה מקבוצה אחת של ארבעה חוטים במכשיר.החל 130 סיבובים בכיוון השעון ואחריו 20 סיבובים נגד כיוון השעון. לאחר מכן, להחיל דבק cyanoacrylate כדי לכסות את הטטרוד. לאחר שהדבק נרפא, חותכים את הטטרוד קרוב לקלטת ההדבקה.חזור על תהליך סיבוב, הדבקה וחיתוך זה לטטרודה האחרת. ראשית, חבר את מאכלס כונן המיקרו לתיבת העצים עם שני ברגים מילימטר. להשחיל את הטטרודים ואת אלקטרודה התייחסות דרך החור בחלק האחורי של דיור כונן מיקרו.משחילים את הטטרודים דרך שני צינורות הסיליקון ומעבירים את חוט הטונגסטן 50 מיקרומטר דרך צינור הפולימיד. בורג לצלול מיקרו כל הדרך למטה ולהחיל דבק cyanoacrylate על החלק העליון של הצינורות כדי להדביק את הטטרודים והחוטים לצינורות שלהם ולהבטיח תנועה עולה בקנה אחד עם כונן מיקרו. בורג כונן מיקרו כל הדרך לפסגה.החל נפט רך על tetrode חשוף חוטים בתוך דיור כונן מיקרו כדי למנוע תנועה. חבר חלון תחתון צלחת פטרי precut לחלק הקדמי של דיור כונן מיקרו עם אפוקסי תוך הקפדה לשמור על חוטי הקרקע מחוץ לחלון. לאחר מכן, החל ציפוי וולקניזציה בטמפרטורת החדר על הטטרודים והחוטים החשופים בין כיסוי תיבת העצים לבין דיור המיקרו-דרייב.השתמש במספריים חדים כדי לחתוך את הטטרודים ואת חוט הייחוס לאורך הרצוי. לאחר מכן לצרף את קצף פוליסטירן מסומן, exuded לקופסה. התאימו את גודלו כך שהצוף שלו יהיה מאוזן כאשר הוא שקוע באמבט המים.לאחר הרדמה הדגים, מוציאים את הדג מהמים ומ מניחים אותו במחזיק. השתמש מרית סטרילית להחיל חמישה אחוזים הדבק לידוקאין על העור מעל אתר הניתוח המיועד במשך 10 דקות. לאחר מכן הסר את הלידוקאין.השתמש באזמל להב סטרילי מספר 15 כדי להסיר את העור מעל הגולגולת באזור המיועד לשתל. לאחר מכן השתמש בתרגיל שיניים עם פיסות מקדחה של 0.7 מילימטר כדי לקדוח ארבעה חורים בגולגולת. יש למרוח דבק ציאנואקרילאט על אחד החורים ולהכניס מיד בורג של מילימטר אחד.חזור על תהליך זה עבור חורי הקידוח הנותרים. לאחר מכן, השתמשו במבער שיניים כדי למרוח מלט דנטלי על הברגים ועל הפריפריה של הגולגולת החשופה. באמצעות מקדחה שיניים לעשות חור כי הוא חמישה מילימטרים קוטר מעל אזור המוח של עניין.השתמש פינצטה עדין נייר רקמות רכות כדי להסיר רקמת שומן בין הגולגולת למוח ולחשוף את היעד אזור המוח נזהר לא לפגוע בכלי הדם הגדולים מתחת לגולגולת. ראשית, להוריד את השתל כך האלקטרודות מוכנסים לתוך המוח בעוד החלק התחתון של דיור כונן מיקרו הוא ליד הגולגולת. התחל לחבר את השתל לגולגולת על ידי החלת כמות קטנה של מלט דנטלי בין הדיור לבין בורג הגולגולת הקרוב ביותר.לאחר החלק הראשון של מלט שיניים נרפא להחיל מלט שיניים תוספת ולסגור את החור מעל הגולגולת ואת הגולגולת חשופה כולה. לאחר שטיפה של זימים של הדג עם מים מתוקים כדי להעיר אותו, להסיר את הדג מהמחזיק ולמקם אותו בחזרה במיכל הבית שלה. ודא הדג הוא מסוגל לשחות בחופשיות עם השתל.מטרת הניסויים הללו היא לחקור כיצד הפעילות העצבית של תאים בודדים מקודדת את התנהגות הדג. כדי להשיג זאת מושתל מערך טטרודה לתוך telencephalon של דג זהב שוחה בחופשיות המאפשר את הפעילות העצבית להיות מתועד. פעילות המוח בזמן ההקלטה עוברת דיגיטציה בגיל 31, 250 הרץ ומסירה גבוהה מסוננת ב-300 הרץ על ידי אוגר הנתונים.לאחר מכן, במצב לא מקוון מוחל מסנן מעבר איסור על האותות והנתונים הגולמיים מראש מופרדים לערוץ של כל tetrode וערוץ ההפניה. אלגוריתמי מיון הדקר הנפוצים הבאים משמשים לאפיון פעילות תא בודד. תחילה כל ערוץ מסונן ידנית על ידי סף משרעת ספייק מינימלי.קוצים שהופיעו ביותר מטטרודה אחת או בערוץ הייחוס מסוננים גם הם. לאחר מכן, הקוצים שזוהו מקובצים באופן ידני ומסוננים לפי צורה, אורך, מרווח בין ספייק וניתוח רכיבים עקרוני. חשוב לבדוק את שלמות השתל לפני הניתוח.ניתן לבדוק את הטטרוד באמצעות מד בלתי תקן ויש לבדוק את התיבה לדליפת מתחת למים. שיטה זו ניתן לשנות לעבוד עם בעלי חיים ימיים רבים כל עוד הם גדולים מספיק כדי להחזיק את המערכת. זה מאפשר ללמוד את המנגנון העצבי המהותי את התנהגותם.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

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

תיוג של פלורסנט מדרדר מאפשר להקלטה ממוקדת חד תאית מיחידת נוירונים שזוהו<em&gt; בvivo</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

הקלטת אלקטרו מוח קדמי בזחל דג זברה

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

הקלטת פעילות חשמלי מתא העצב מזוהה במוח שלם של דג מהונדס

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

אלקטרו הקלטה בו זמנית ובסידן הדמיה של suprachiasmatic גרעין נוירונים

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

לטווח ארוך התנהגות מעקב של Freely בריכה בחולשת דגים חשמליים

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

הקלטת אלקטרו במוח של דג הזברה למבוגר שלמה

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

הקלטת הפוטנציאלים הפעולה &#39;יחיד נוירונים מחופשיות העברת יונים על פני שלושה שלבים של למידה

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

תאי חוט Tetrode הקלטה במוח של חופשיות הליכה חרקים

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