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

우리는 나추움 울라노프스키와 울라노프스키 연구소의 모든 도움에 감사드립니다. 또한, 우리는 도움이 기술 지원을 탈 노보 플랑 스키 - Tzur에 감사드립니다. 우리는 이스라엘 과학 재단의 재정적 지원을 감사하게 생각합니다 - 첫 번째 프로그램 (부여 번호 281/15), 네게브의 벤 구리온 대학의 농업, 생물학 및 인지 로봇 이니셔티브를 통해 헬름슬리 자선 신탁.

모든 수술 절차는 동물 복지에 관한 지역 윤리 위원회(예: IACUC)의 승인을 받아야 합니다.
1. 마이크로 드라이브 하우징 의 건설
<ol><li>하우징을 구성하려면 1mm 너비의 황동 플레이트를 톱을 사용하여 19mm x 29mm x 1mm 플레이트로 자른다. 각 슬릿이 좁은 면에서 6.5 mm 떨어져 있도록 가장자리에 수직으로 긴 면각각에 두 개의 5.5 mm 슬릿을 잘라냅니다(그림 2<st...

<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>

이 프로토콜은 자유롭게 수영 금붕어의 말살망에 tetrode 배열을 이식에 관련된 단계를 자세히 설명합니다. 이 기술은 뇌의 테트로드 위치를 조정할 수있는 마이크로 드라이브와 함께 최대 16 채널에서 획득 한 신호를 증폭하고 기록하는 신경 로거를 구현합니다. 마이크로 드라이브는 기록을 최적화하기 위해 뇌의 위치를 조정할 수 있습니다.
이 프로토콜은 다른 뇌 영역(유사?...

물고기는 척추동물의 가장 크고 가장 다양한 그룹이며, 다른 척추동물과 마찬가지로 탐색, 사교, 수면, 사냥 등과 같은 복잡한 인지 능력을 발휘합니다. 그럼에도 불구 하 고, 물고기 행동을 지배 하는 신경 메커니즘 은 대부분 알 수 없는 남아.
지난 수십 년 동안, 고정 된 물고기에서 세포 외 기록은 주로 행동1,2의신경 기초의 다른 측면을 조사하기 위해 구현되었습니다. 이 기술은 일부 감각 시스템에 적합하지만, 고정화 동물에서 불가능하지 않은 경우 행동의 신경 기초의 전체 스펙트럼의 조사는 어렵다. 첫 번째 발전은 테더 드 수영 물고기3,4의Mauthner 세포에서 녹음을 포함. 그러나 Mauthner 셀은 불균형적으로 크고 몇 mV만큼 높게 갈 수있는 기록 된 동작 전위 진폭은 기록을 용이하게합니다. 나중에 Canfield 등은물고기5의 말레전성에서 기록하기 위해 테더된 동물을 사용할 때 개념 증명을 설명했습니다. 물고기에서 신경 활동을 기록 하기 위한 또 다른 최근 기술은 칼슘 이미징 (오거와 드 폴라비에야6에의해 리뷰를 참조, 그리고 Vanwalleghem외. 7). 이 기술은 피부와 두개골이 애벌레 단계 동안 투명하기 때문에 얼룩말 유충과 함께 사용하기 위해 개발되었다. 그러나 이 기술은 개발 의 후반 단계에서 복잡한 행동을 연구하는 데 사용할 수 없습니다.
여기에서, 우리는 자유롭게 수영 물고기의 두뇌에서 세포 외 신경 활동을 기록하기위한 새로운 기술을 제시한다. 이것은 Vinepinsky 외8에설명 된 프로토콜의 수정 된 버전입니다. 주요 혁신은 수술 후 전극의 위치를 제어 할 수 있게하는 마이크로 드라이브의 추가입니다. 이 기술은 마이크로 드라이브를 통해 신경 데이터 로거에 연결된 테트로데스 세트를 사용하여 금붕어의 말살망에서 기록하도록 설계되었습니다. 전체 설정은 무선이며 물고기의 두개골에 고정되어 있습니다. 시스템의 특정 무게는 물고기가 자유롭게 수영 할 수있는 작은 플로를 추가하여 물 특정 무게에 균등화됩니다.
이 기술은 온보드 메모리 장치에 신호를 증폭, 디지털화 및 저장하는 신경 데이터 로거를 사용합니다. 로거 원격 분석 시스템은 레코딩을 시작하고 중지하고 비디오 카메라와 동기화하는 데 사용됩니다. 이 프로토콜에서는 마이크로드라이브와 함께 방수 상자에 내장된 16채널 신경 로거가 사용됩니다.
마이크로 드라이브 어셈블리는 마이크로 드라이브 자체와 마이크로 드라이브 하우징(그림 1A, B)의두 가지 주요 구성 요소에서 제작됩니다. 하우징은 마이크로드라이브와 테트로젠을 보유하며, 또한 두개골과 로거 박스 사이의 앵커역할을한다(도 1C). PVC 로거 박스는 기계 공정을 사용하여 제작되고 O-링(도1E-G, 보조 도 1, 보충 도2 및 3차원 [3D] 다이어그램에 대한 보충 도면 3참조)을 사용하여 밀봉됩니다. 한쪽 끝에서, 폴리스티렌 폼의 조각은 임플란트의 무게를 보상하고 부력 중립 임플란트와 물고기를 제공하기 위해 로거 상자에 부착된다. 프로토콜에 기재된 마이크로드라이브의 구성은 Vandecasteele등 9에 의해 제시된 절차를 따르며, 하우징에 마이크로드라이브를 부착하는 변형을 갖는다(도1A). 모든 주요 단계가 표시됩니다.
물고기 두개골을 준비하는 프로토콜에 기재된 절차는 Vinepinsky etal.8에 제시된 것과 유사하며 프로토콜에 간략하게 설명된다. 수술 후 하루, 물고기는 일반적으로 완전히 마취의 효과에서 회복하고 행동 실험에 대한 준비가되어 있습니다. 마이크로 드라이브 나사를 돌려 테트로드 위치를 조정할 수 있습니다. 나사는 전체 회전당 300 μm의 간격을 가지며 목표 뇌 위치에 도달 할 때까지 75 μm의 전진을 권장합니다. 적절한 뇌 아틀라스는 관심있는 특정 뇌 영역을 대상으로 상담해야합니다. 배터리 또는 메모리 카드 교체를 위해 물고기를 마취 할 때마다 전극 임피던스를 테스트하는 것이 좋습니다.

<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

물고기는 모든 척추 동물의 대부분을 구성하지만 물고기 행동을 지배하는 신경 메커니즘은 대부분 알 수없는 남아있다. 자유롭게 움직이는 물고기에서 뇌 활동을 기록하는 능력은 상당히 물고기 행동의 신경 기초에 연구를 진행합니다. 또한, 뇌의 기록 위치를 정밀하게 제어하는 것은 물고기 뇌의 영역에서 조정 된 신경 활동을 연구하는 데 중요합니다. 여기서는 자유롭게 수영하는 물고기의 뇌에서 무선으로 기록하는 기술을 제시하면서 기록 위치의 깊이를 제어합니다. 이 시스템은 마이크로 드라이브 제어 테트로드에 의해 기록 위치를 조정할 수있는 새로운 수성 호환 임플란트와 관련된 신경 로거를 기반으로합니다. 시스템의 기능은 금붕어의 텔렌세팔론에서 녹음을 통해 설명된다.

녹음 세션 동안 금붕어는 사각 물 탱크에서 자유롭게 수레를 수레로, 말렌세팔론의 신경 활동은 기록되었습니다. 이 실험의 목표는 단 하나 세포의 신경 활동이 물고기의 행동을 결정하는 방법을 연구하는 것이었습니다. 이렇게 하려면 기록된 데이터에서 스파이크 활동을 식별해야 했습니다. 뇌 활동은 기록되는 동안 31,250 Hz에서 디지털화되었으며 데이터 로거에 의해 300...

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

자유롭게 수영하는 금붕어의 뇌에서 세포 외 신경 신호를 기록하기위한 새로운 무선 기술이 제시됩니다. 기록 장치는 두 개의 테트로데스, 마이크로 드라이브, 신경 데이터 로거 및 방수 케이스로 구성됩니다. 데이터 로거와 커넥터를 제외한 모든 부품은 맞춤 제작됩니다.

자유롭게 수영 물고기에서 이동 식 Tetrodes에 의해 뉴런의 무선 전기 생리적 기록

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

우리는 자유롭게 수영 물고기의 뇌에서 세포 외 신경 신호를 기록하는 새로운 방법을 개발했다. 이것은 하루 물고기 행동의 끝에 신경 기계장치를 공부에 문을 엽니다. 이 방법은 유효하고 방수이므로 물고기가 물 탱크에서 자유롭게 수영하는 동안 녹음할 수 있습니다.또한, 기록 위치는 내장 된 마이크로 드라이브에 의해 제어 될 수있다. 우리의 실험실 기술자 인 Tal Zoor-Novoplansky는이 절차를 시연하는 데 도움이 될 것입니다. 하우징을 구성하려면 19mm x 29밀리미터의 치수를 가진 황동 플레이트를 1밀리미터 x 1밀리미터로 사용하십시오.긴 면에 5.5밀리미터 슬릿 2개가 있으며 가장자리에 수직으로 맞습니다. 슬릿은 좁은 면에서 6.5밀리미터 떨어져 있어야 합니다. 펜치를 사용하여 긴 면의 슬릿 사이의 영역을 안쪽으로 접습니다.그런 다음 하우징을 얻기 위해 바닥 부분을 안쪽으로 접고 상부를 바깥쪽으로 접습니다. 다음으로, 나사에 대한 마이크로 드라이브 하우징에 구멍을 만들고 하우징의 측면을 납땜하기 위해 3밀리미터 딜 비트를 사용합니다. 미세 원형 파일을 사용하여 반경이 1.5mm인 하우징 하단에 작은 반원형 슬릿을 만듭니다.1밀리미터 드릴 비트를 사용하면 테트로드용 하우징 뒷면에 구멍이 뚫려 있습니다. 먼저 커터를 사용하여 한 행 남성 핀 헤더 스트립에서 3개의 핀 조각을 분리합니다. 펜치를 사용하여 중간 핀을 가져옵니다.다음으로 커터를 사용하여 나머지 핀을 길이가 10밀리미터로 자른다. 숫자 65 드릴 비트를 사용하여 중간 핀 구멍을 뚫고 더블 제로 99 탭을 사용하여 스레드를 드릴링합니다. 마이크로 드라이브와 황동 플레이트를 조립합니다.핀 헤더 스레드를 통해 두 번째 황동 플레이트를 통해 나사를 삽입합니다. 마지막으로, 나사에 너트를 놓고 조립된 마이크로 드라이브를 부드럽게 조입니다. 황동 플레이트와 함께 핀을 납땜하고 나사의 끝과 함께 너트를 납땜.그 후 마이크로 드라이브의 측면에 있는 4개의 지점에서 마이크로 드라이브 하우징으로 마이크로 드라이브를 납땜합니다. 에폭시 접착제를 사용하여 6mm 길이의 스테인레스 스틸 튜브를 마이크로 드라이브 하우징 의 하단에있는 작은 반 원형 슬릿에 사용하십시오. 3mm 길이의 스테인리스 스틸 튜브를 핀 헤드에 붙이면 하우징에 6mm 길이의 튜브가 줄지어 있습니다.준비된 실리콘 및 폴리이미드 튜브를 두 개의 스테인리스 스틸 튜브에 삽입하고 시아노아크라일트 접착제를 사용하여 핀 헤더에 부착된 스테인리스 도용 튜브에 접착제를 부착합니다. 그런 다음, 마이크로 드라이브를 끝까지 나사로 만들고 두 개의 강철 튜브의 상단과 아래에서 과도한 튜브를 차단합니다. 다음으로 직경 75마이크로미터의 맨손으로 두 개의 베어 실버 와이어를 길이 12cm로 자르고 전극 인터페이스 보드의 지상 연결과 모든 사용되지 않는 채널에 모두 납땜합니다.준비된 텅스텐 와이어 중 하나를 16 채널 전극 인터페이스 보드의 구멍 중 하나에 밀어 넣습니다. 핀을 구멍에 넣고 펜치 한 쌍으로 누릅니다. 연결을 확인하기 위해 핀과 와이어의 코드되지 않은 측면 사이의 저항을 측정합니다.레퍼런스 전극을 위한 50마이크로미터 와이어 1개를 포함하여 준비된 모든 전선에 대해 이 과정을 반복한다. 그런 다음 전극 와이어를 각각 4개의 와이어로 구성된 두 그룹으로 그룹화하고 각 와이어의 끝에 있는 덕트 테이프를 사용하여 함께 테이프를 사용하여 레퍼런스 와이어를 단독으로 남깁니다. 전극 인터페이스 보드를 전동 선회 장치 위에 놓고 장치에 4개의 와이어로 구성된 한 그룹에서 덕트 테이프 끝을 배치합니다.시계 방향으로 130라운드를 적용한 다음 20개의 반시계 방향으로 회전합니다. 그런 다음 시아노아크라일트 접착제를 적용하여 테트로드를 덮습니다. 접착제가 경화 된 후, 덕트 테이프에 가까운 테트로드를 잘라.이 회전, 접착 및 절단 공정을 다른 테트로드에 반복합니다. 먼저 마이크로 드라이브 하우징을 2mm 나사로 로거 박스에 부착합니다. 마이크로 드라이브 하우징 의 뒤쪽 구멍을 통해 테트로다 및 기준 전극을 스레드합니다.두 개의 실리콘 튜브를 통해 테트로드를 스레드하고 폴리이미드 튜브를 통해 50 마이크로 미터 텅스텐 와이어를 스레드. 마이크로 다이빙을 끝까지 나사로 놓고 튜브 상단에 시아노아크라일트 접착제를 적용하여 테로데와 와이어를 튜브에 붙이고 움직임이 마이크로 드라이브와 일치하는지 확인합니다. 마이크로 드라이브를 끝까지 상단으로 나사로 나사.노출 된 테트로드에 부드러운 석유를 적용하고 움직임을 방지하기 위해 마이크로 드라이브 하우징 내부의 와이어. 창 외부에 접지 와이어를 유지하면서 에폭시와 마이크로 드라이브 하우징의 전면에 미리 절단 된 페트리 접시 바닥 창을 부착합니다. 다음으로, 로거 박스 커버와 마이크로 드라이브 하우징 사이에 노출된 테트로데 및 와이어에 실온 을 저속하게 코팅합니다.날카로운 가위를 사용하여 테트로데및 레퍼런스 와이어를 원하는 길이로 자른다. 이 후 마크 된, 상자에 폴리스티렌 폼을 발산. 수조에 잠겼을 때 부력이 균형을 이루게 크기를 조정합니다.물고기를 마취 한 후, 물에서 물고기를 꺼내 홀더에 놓습니다. 멸균 주걱을 사용하여 지정된 수술 부위 위의 피부에 5 % 리도카인 페이스트를 10 분 동안 적용하십시오. 그런 다음 리도카인을 제거합니다.멸균 번호 15 블레이드 메스를 사용하여 임플란트에 지정된 지역의 두개골 위의 피부를 제거하십시오. 그런 다음 두개골에 4 개의 구멍을 뚫기 위해 0.7 밀리미터 드릴 비트가있는 치과 훈련을 사용합니다. 구멍 중 하나에 시아노아크라일트 접착제를 바르고 즉시 1mm 나사를 삽입합니다.나머지 드릴 구멍에 대해 이 프로세스를 반복합니다. 그 후, 치과 용 화상을 사용하여 나사와 노출 된 두개골 의 주변에 치과 시멘트를 적용하십시오. 치과 드릴을 사용하면 뇌 영역보다 직경 5밀리미터인 구멍이 있습니다.미세 핀셋과 연조직 종이를 사용하여 두개골과 뇌 사이의 지방 조직을 제거하고 두개골 아래 큰 혈관을 손상시키지 않도록 주의되는 뇌 영역 표적을 노출하십시오. 첫째, 마이크로 드라이브 하우징의 하단 부분이 두개골 근처에있는 동안 전극이 뇌에 삽입되는 임플란트를 낮춥니다. 하우징과 가장 가까운 두개골 나사 사이에 소량의 치과 시멘트를 적용하여 임플란트를 두개골에 부착하십시오.치과 시멘트의 첫 번째 부분이 경화 된 후 추가 치과 시멘트를 적용하고 두개골과 전체 노출 된 두개골 위의 구멍을 닫습니다. 물고기를 담수로 씻어낸 후, 물고기를 홀더에서 꺼내 홈 탱크에 다시 놓습니다. 물고기가 임플란트와 함께 자유롭게 수영 할 수 있는지 확인하십시오.이 실험의 목표는 단 하나 세포의 신경 활동이 물고기의 행동을 부각하는 방법을 연구하는 것입니다. 이를 달성하기 위해 테트로드 어레이는 자유롭게 수영하는 금붕어의 텔렌스폴론에 이식되어 신경 활동을 기록할 수 있습니다. 기록되는 동안 뇌 활동은 데이터 로거에 의해 300 Hertz에서 필터링 31, 250 Hertz 및 높은 패스에 디지털화된다.그런 다음 오프라인에서 금지 패스 필터가 신호에 적용되고 양면 된 원시 데이터는 각 테트로드의 채널 및 참조 채널로 분리됩니다. 다음 일반적인 스파이크 정렬 알고리즘은 단일 셀 활성을 특성화하는 데 사용됩니다. 먼저 각 채널은 최소한의 스파이크 진폭 임계값에 의해 수동으로 필터링됩니다.둘 이상의 테트로드 또는 참조 채널에 나타난 스파이크도 필터링됩니다. 그런 다음 감지된 스파이크는 셰이프, 길이, 인터 스파이크 간격 및 원리 구성 요소 분석에 의해 수동으로 클러스터링되고 필터링됩니다. 수술 전에 임플란트 무결성을 확인하는 것이 중요합니다.테트로드는 표준 임피던스 미터를 사용하여 확인할 수 있으며 수중 누출을 확인해야합니다. 이 방법은 시스템을 보유할 만큼 큰 만큼 많은 수생 동물과 함께 작동하도록 수정할 수 있습니다. 이것은 그들의 행동의 기초가 되는 신경 기계장치를 공부할 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

설치류를 행동에 이동 가능한 실리콘 프로브에 의한 뉴런의 대규모 녹화

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

연구

신경과학

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

역행 형광 라벨이 확인 된 신경 세포의 표적 세포 외 단일 단위 기록을 허용<em&gt; 생체 내</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

애벌레의 Zebrafish의 Forebrain Electrophysiological 기록

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

형질 전환 생선의 본래 뇌에서 발견 뉴런의 전기적 활동을 기록

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

자유롭게 수영 약하게 전기 생선의 장기 행동 추적

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

온전한 성인 Zebrafish의의 뇌에 전기 생리학 기록

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

자유롭게 학습의 세 단계에 걸쳐 비둘기를 이동에서 단일 신경 세포 &#39;활동 전위를 기록

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

자유롭게 곤충 워킹 뇌 세포 와이어 사극 기록

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