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

私たちは、ナチュム・ウラノフスキーとウラノフスキー研究所のメンバーの皆さんの皆さんのご協力に感謝しています。また、タル・ノヴォプランスキー・ツァーリの技術支援に感謝しています。我々は、イスラエル科学財団-FIRSTプログラム(助成金第281/15)、およびネゲブ大学ベングリオン大学の農業、生物および認知ロボティクスイニシアチブを通じたヘルムズリー慈善信託からの財政的支援を感謝します。

すべての手術手順は、動物福祉に関する地元の倫理委員会(例えば、IACUC)によって承認されなければなりません。
1. マイクロドライブハウジングの建設
<ol><li>ハウジングを構築するには、鋸を使用して19 mm x 29 mm x 1 mm プレートに幅 1 mm の真鍮板をカットします。エッジに垂直な長辺のそれぞれに 5.5 mm のスリットを 2 つカットし、各スリットが狭い側から 6.5 mm 離るよう?...

<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>

このプロトコルは、自由に泳ぐ金魚のテレンセファロンにテトローデ配列を埋め込む際に必要なステップを詳しく説明します。この技術は、脳内のテトロード位置を調整できるマイクロドライブと共に、最大16チャンネルから取得した信号を増幅して記録するニューラルロガーを実装します。マイクロドライブは記録を最大限に活用するために脳の位置を調節することを可能にする。
<p cla...

魚は脊椎動物の最大かつ最も多様なグループであり、他の脊椎動物と同様に、ナビゲート、社交、睡眠、狩猟などの複雑な認知能力を示しています。それにもかかわらず、魚の挙動を支配する神経機構は、ほとんどの部分が未知のままである。
過去数十年間、固定化された魚からの細胞外記録は、主に行動1、2の神経基盤の異なる側面を調査するために実施されてきた。この技術は一部の感覚系に適しているが、固定化動物では不可能でない場合には神経行動の全スペクトルの調査は困難である。最初の進歩は、つながれた水泳魚3、4のモートナー細胞からの記録に関与した。しかし、Mauthner細胞は不均衡に大きく、記録された作用電位振幅は、数mVと同じくらい高く行くことができ、記録を容易にする。その後、Canfieldら、魚5のテレンセファロンから記録するためにテザー動物を使用する際の概念実証について説明した。魚からの神経活動を記録するためのもう一つの最近の技術は、カルシウムイメージングです(オルガーとデポラビエハ6によるレビューを参照してください、およびVanwalleghemら7)。この技術は、皮膚と頭蓋骨が幼虫の段階で透明であるため、ゼブラフィッシュ幼虫で使用するために開発されました。ただし、この手法を使用して、開発の後の段階で複雑な動作を学習することはできません。
ここでは、自由に泳ぐ魚の脳から細胞外神経活動を記録する新しい技術を提示する。これは、Vinepinsky et al.8で説明されているプロトコルの修正バージョンです。主な革新は外科後の電極の位置を制御することを可能にするマイクロドライブの付加である。この技術は、マイクロドライブを介してニューラルデータロガーに接続されたテトロデスのセットを使用して、金魚の脳波から記録するために設計されています。全体のセットアップはワイヤレスで、魚の頭蓋骨に固定されています。システムの特定の重量は魚が自由に泳ぐことを可能にする小さい浮遊物を加えることによって水特有の重量に等しくなされる。
この手法は、信号をオンボード メモリ デバイスで増幅、デジタル化、および格納するニューラル データ ロガーの使用に基づいています。ロガー テレメトリ システムは、録画の開始と停止、およびビデオ カメラとの同期に使用されます。このプロトコルでは、マイクロドライブと一緒に防水ボックスに埋め込まれた16チャンネルニューラルロガーが使用されます。
マイクロドライブ・アセンブリーは、マイクロドライブ自体とマイクロドライブ・ハウジング (図 1A,B)の 2 つの主要コンポーネントから製造されます。ハウジングはマイクロドライブとテトロデスを保持し、頭蓋骨とロガーボックスの間のアンカーとしても機能します(図1C)。PVCロガーボックスは機械プロセスを使用して製造され、Oリングを使用して密封されています(図1E-G、補足図1、補足図2、補足図3(3D)図も参照)。一方の端で、インプラントの重量を補償し、浮力中性インプラントを魚に提供するために、ポリスチレンフォームの一部がロガーボックスに取り付けられています。プロトコルに記載されたマイクロドライブの構築は、Vandecasteeleら9によって提示された手順に従い、マイクロドライブをハウジングに取り付ける変更を伴う(図1A)。すべての主要な手順が表示されます。
魚の頭蓋骨を調製するためのプロトコルに記載された手順は、Vinepinsky etal. 8に提示されたものと同様であり、プロトコルで簡単に説明される。手術の翌日、魚は通常麻酔の効果から完全に回復し、行動実験の準備ができています。テトロードの位置は、マイクロドライブのネジを回すことによって調整できることに注意してください。ねじの全回転あたり300μmの間隔があり、目標の脳位置に達するまで75μmの進歩が推奨される。適切な脳アトラスは、対象の特定の脳領域をターゲットに相談する必要があります。魚がバッテリーまたはメモリカードの交換のために麻酔されるたびに電極インピーダンスをテストすることをお勧めします。

<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

魚の行動を支配する神経機構はほとんど未知のままであるが、魚はすべての脊椎動物の大部分を占める。自由に動く魚から脳活動を記録する能力は、魚の行動の神経ベースの研究をかなり進めるだろう.さらに、脳内の記録位置の正確な制御は、魚の脳内の領域全体の協調神経活動を研究するために重要です。ここでは、自由に泳ぐ魚の脳から無線で記録する技術を提示し、記録場所の深さを制御する。このシステムは、マイクロドライブ制御テトロデスによって記録位置を調整できる新しい水互換インプラントに関連するニューラルロガーに基づいています。システムの機能は金魚のテレンセファロンからの記録によって示される。

記録セッション中、金魚は、その脳波の神経活動が記録されている間、正方形の水槽で自由に泳いでいました。これらの実験の目的は、単一細胞の神経活動が魚の行動をどのように決定するかを研究するであった。そのためには、記録されたデータでスパイク活動を特定する必要がありました。脳活動は記録されている間、31,250 Hzでデジタル化され、ハイパスはデー?...

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

自由に泳ぐ金魚の脳からの細胞外神経信号を記録するための新しい無線技術が提示される。記録装置は、マイクロドライブ、ニューラルデータロガー、防水ケースの2つのテトロドで構成されています。データロガーとそのコネクタを除くすべての部品はカスタムメイドです。

自由に泳ぐ魚における可動テトロデスによるニューロンの無線電気生理学的記録

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

自由に泳ぐ魚の脳から細胞外神経信号を記録する新しい方法を開発しました。これは、一日の終わりに魚の行動のニューロンのメカニズムを研究するための扉を開きます.この方法は有効で、防水性があるため、魚が水槽内を自由に泳いでいる間に記録することができます。また、記録場所はマイクロドライブで造られるによって制御することができる。私たちのラボ技術者であるTal Zoor-Novoplanskyは、この手順をデモンストレーションするのに役立ちます。ハウジングを構築するには、19ミリメートル×29ミリメートル×1ミリメートルの寸法の真鍮プレートを使用してください。長い側面に2つの5.5ミリメートルのスリット、端に垂直。スリットは狭い側から6.5ミリメートル離れている必要があります。ペンチを使用して、長い側面のスリットの間の領域を内側に折ります。次に、下部部分を内側に折り、上側を外側に折り、ハウジングを得ます。次に、3ミリメートルのディルビットを使用して、ネジ用のマイクロドライブハウジングに穴を開け、ハウジングの側面をはんだ付けします。細かい円形のファイルを使用して、半径 1.5 ミリメートルのハウジングの下部に小さな半円形スリットを作成します。1ミリメートルのドリルビットを使用すると、テトロードのハウジングの背面に穴が開きます。まず、カッターを使用して、単一の行の男性ピンヘッダーストリップから3つのピンピースを分解します。ペンチを使用すると、中央のピンが引き出されます。次に、カッターを使用して残りのピンを10ミリメートルの長さにカットします。数字65ドリルビットを使用して中央のピン穴に穴を開け、ダブルゼロ99タップを使用してスレッドをドリルします。マイクロドライブと真鍮プレートを組み立てます。最初の真鍮プレートを通して、ピンヘッダースレッドを通して、2番目の真鍮プレートを通してネジを挿入します。最後に、ネジにナットを置き、組み立てたマイクロドライブを軽く締めます。真鍮プレートと一緒にピンをはんだ、ネジの先端と一緒にナットをはんだ。この後、マイクロドライブはマイクロドライブの真鍮板の側面の4点のマイクロドライブハウジングにはんだ付けする。エポキシ接着剤6ミリメートル長いステンレス鋼管をマイクロドライブハウジングの底にある小さな半円形のスリットに使用する。長さ3ミリのステンレスチューブをピンヘッドに接着して、ハウジングの長さ6ミリメートルのチューブに並びます。2つのステンレス鋼管に準備されたシリコーンおよびポリイミド管を挿入し、シアノクリレート接着剤を使用して、ピンヘッダーに取り付けられたステンレススチールチューブに接着します。その後、マイクロドライブをずっとねじ込み、2つの鋼管の上部と下部から余分なチューブを切り落とします。次に、直径75マイクロメートルのベアシルバーワイヤーを12センチメートルの長さに2本切断し、電極インターフェースボードのグランド接続と未使用のすべてのチャンネルに両方をはんだします。準備したタングステン線の1つを16チャンネル電極インターフェースボードの穴の1つに押し込みます。穴にピンを入れ、ペンチのペアでそれを押します。ピンと配線の符号なし側の間の抵抗を測定して、接続性を確認します。参照電極用の50マイクロメートルワイヤを含む、準備されたワイヤすべてに対してこのプロセスを繰り返します。次に、電極ワイヤをそれぞれ4つのワイヤーから成る2つのグループにグループ化し、参照ワイヤを単独で残す各配線の端にあるダクトテープを使用してテープを貼ります。電動回転装置の上に電極インターフェースボードを持ち、デバイス上の4本のワイヤの1つのグループからダクトテープの端部を置きます。時計回りに 130 ラウンドを適用し、その後に 20 回時計回りに回転します。その後、シアノアクリル酸接着剤を塗布してテトロードを覆います。接着剤が硬化したら、管テープの近くにテトロードをカットします。この回転、接着、切断を他のテトロードに繰り返します。まず、マイクロドライブハウジングを2ミリメートルのネジでロガーボックスに取り付けます。テトロードと参照電極をマイクロドライブハウジングの背面にある穴に通します。テトロードを2本のシリコンチューブに通し、ポリイミドチューブを通して50マイクロメートルタングステンワイヤーを通します。マイクロダイブをずっと下にねじ込み、シアノアクリル酸接着剤をチューブの上部に塗布してテトロードとワイヤーをチューブに接着し、動きがマイクロドライブと一致していることを確認します。マイクロドライブを上までねじ込みます。動きを防ぐために、露出したテトロードとマイクロドライブハウジング内のワイヤーに柔らかい石油を適用します。プレカットシャーレボトムウィンドウをエポキシでマイクロドライブハウジングの前面に取り付け、アースワイヤーを窓の外に置きます。次に、ロガーボックスカバーとマイクロドライブハウジングの間の露出テトロデおよびワイヤに室温加硫コーティングを適用する。鋭利なはさみを使用してテトローデと参照ワイヤを所望の長さに切断します。この後、ボックスにマークされた、滲出ポリスチレンフォームを取り付けます。水浴に沈んだときに浮力がバランスが取れたりするように、そのサイズを調整します。魚を麻酔した後、魚を水から取り出し、ホルダーに入れます。滅菌ヘラを使用して、指定された手術部位の上の皮膚に5%のリドカインペーストを10分間塗布する。その後、リドカインを取り除く。無菌番号15刃メスを使用して、インプラント用に指定された領域の頭蓋骨の上の皮膚を取り除きます。その後、0.7ミリメートルのドリルビットを備えた歯科ドリルを使用して、頭蓋骨に4つの穴を開けます。穴の1つにシアノアクリル酸接着剤を塗布し、すぐに1ミリメートルのネジを挿入します。残りのドリル穴に対してこのプロセスを繰り返します。この後、歯科用バーニッシャーを使用して、ネジと露出した頭蓋骨の周囲に歯科用セメントを塗布します。歯科ドリルを使用して、関心のある脳領域の上に直径5ミリメートルの穴を作ります。頭蓋骨と脳の間の脂肪組織を除去し、頭蓋骨の下の大きな血管を損傷しないように注意して脳領域ターゲットを露出させるために細かいピンセットと柔らかいティッシュペーパーを使用してください。まず、マイクロドライブハウジングの下部が頭蓋骨の近くにある間に電極が脳に挿入されるようにインプラントを下げる。ハウジングと最も近い頭蓋骨ねじの間に少量の歯科用セメントを塗布することによって、インプラントを頭蓋骨に取り付け始めます。歯科用セメントの最初の部分が硬化した後、追加の歯科用セメントを適用し、頭蓋骨と全体の露出した頭蓋骨の上の穴を閉じます。魚のエラを新鮮な水で洗い流して目を覚ました後、ホルダーから魚を取り出し、ホームタンクに戻します。魚がインプラントで自由に泳ぐことができることを確認してください。これらの実験の目的は、単一細胞の神経活動が魚の行動をどのようにコードするかを研究することです。これを達成するために、テトロードアレイは、神経活動を記録することを可能にする自由に泳ぐ金魚のテレンスファルンに埋め込まれる。記録されている間の脳活動は、データロガーによって300ヘルツでフィルタリングされた31、250ヘルツとハイパスでデジタル化されます。次に、オフラインで禁止パスフィルタが信号に適用され、事前にソートされた生データが各テトロードのチャンネルとリファレンスチャンネルに分けられます。次に一般的なスパイクソートアルゴリズムを使用して、単一セルのアクティビティを特徴付けます。まず、各チャンネルは最小のスパイク振幅しきい値で手動でフィルタリングされます。複数のテトロードまたは参照チャネルに出現したスパイクもフィルタリングされます。検出されたスパイクは、形状、長さ、スパイク間間隔、および原則成分分析によって手動でクラスター化され、フィルタリングされます。手術前にインプラントの完全性を確認することが重要です。テトロードは、標準的なインピーダンスメーターを使用してチェックすることができ、ボックスは水中で漏出をチェックする必要があります。この方法は、システムを保持するのに十分な大きさであれば、多くの水生動物と一緒に動作するように変更することができます。これにより、その行動の根本となる神経機構を研究することができます。

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

動作げっ歯類の可動シリコンプローブによるニューロンの大規模なレコーディング

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

逆行性蛍光標識は、特定された神経細胞から標的細胞外シングルユニット記録を可能にします<em生体内で&gt;</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

ゼブラフィッシュ幼生における前脳電気生理学的記録

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

トランスジェニックフィッシュの無傷の脳内で識別ニューロンからの電気的活動を記録する

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Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

同時電気生理学的記録および視交叉上核ニューロンのカルシウムイメージング

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

自由水泳弱電気魚の長期的な行動の追跡

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

無傷アダルトゼブラフィッシュの脳における電気生理学的記録

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

自由に学習の三つの段階を越えハトを移動する単一ニューロン」の活動電位を記録する

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

自由に昆虫を歩くの脳における細胞外ワイヤーテトロード録音

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