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

Vi er takknemlige for Nachum Ulanovsky og medlemmene av Ulanovsky-laboratoriet for all deres hjelp. I tillegg er vi takknemlige for Tal Novoplansky-Tzur for nyttig teknisk assistanse. Vi takker takknemlig for økonomisk støtte fra ISRAEL SCIENCE FOUNDATION-FIRST program (Grant no. 281/15), og Helmsley veldedige Trust gjennom Agricultural, biologisk og kognitiv Robotics Initiative av Ben-Gurion University of the Negev.

Alle kirurgiske prosedyrer må godkjennes av lokale etikk komiteer på dyrevelferd (f. eks, IACUC).
1. bygging av Microdrive Housing
<ol><li>For å konstruere huset, kutt en 1 mm bred messingplate i en 19 mm x 29 mm x 1 mm plate ved hjelp av en SAG. Skjær to 5,5 mm åpninger på hver av de lange sidene vinkelrett på kanten, slik at hver spalte er 6,5 mm unna de smale sidene (figur 2A).</li>
	<li>Ved hjelp av tang, brett området mellom spalten...

<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>

Denne protokollen detaljene foranstaltningene involvert inne implanting en sperrende oppstille inn i Telencephalon av fritt svømmer goldfish. Denne teknikken implementerer en neural logger som forsterker og registrerer signalene ervervet fra opptil 16 kanaler sammen med en Microdrive som kan justere sperrende posisjon i hjernen. Microdrive gjør det mulig å justere posisjonen i hjernen for å optimalisere opptaket.
Denne protokollen kan enkelt endres for opptak fra andre hjerneregioner (se V...

Fisken er det størst og høyst Miscellaneous gruppe av virveldyr, og like annet virveldyr de forevise innviklet Cognitive evnene som navigering, sosialt samvær, sovende, jakten, etc. Likevel er det nevrale mekanismer som regulerer fiske atferden fortsatt for det meste ukjent.
I de siste ti årene har ekstracellulære innspillinger fra immobilisert fisk primært blitt iverksatt for å undersøke ulike aspekter av det nevrale grunnlaget for atferden1,2. Selv om denne teknikken er hensiktsmessig for noen sensoriske systemer, etterforskning av hele spekteret av nevrale grunnlag av atferd er vanskelig om ikke umulig i immobilisert dyr. Den første fremskritt involvert innspillingen fra Mauthner celler av bundet svømming fisk3,4. Men Mauthner celler er uforholdsmessig store og den registrerte handlingen potensielle amplituder, som kan gå så høyt som noen mV, lette innspillingen. Senere, Canfield et al. beskrevet et bevis på konseptet når du bruker et bundet dyr til posten fra Telencephalon av fisk5. En annen nyere teknikk for opptak neural aktivitet fra fisk er kalsium Imaging (se anmeldelser av Orger og de Polavieja6, og Vanwalleghem et al.7). Denne teknikken ble utviklet for bruk med sebrafisk larver fordi huden og skallen er gjennomsiktige under larvestadiet scenen. Imidlertid kan denne teknikken ikke brukes til å studere komplekse atferd i senere stadier av utviklingen.
Her presenterer vi en ny teknikk for innspilling ekstracellulære nevrale aktivitet fra hjernen av fritt svømming fisk. Dette er en modifisert versjon av protokollen som er beskrevet i Vinepinsky et al.8. Den viktigste innovasjonen er tilsetning av en Microdrive som gjør det mulig å kontrollere posisjonen til elektrodene etter operasjonen. Teknikken er beregnet på innspillingen fra Telencephalon av goldfish benytter en sette av tetrodes det er koplet å en nevrale data ført inn i loggbok via en Microdrive. Hele oppsettet er trådløst og forankret til fiske skallen. Den spesifikke vekten av systemet er equalized til vann-spesifikk vekt ved å legge en liten dupp som gjør at fisken å svømme fritt.
Teknikken er basert på bruk av en nevrale data logger som forsterker, digitaliserer, og lagrer signalet i en onboard minneenhet. Den logger telemetri systemet brukes til å starte og stoppe opptakene, og for synkronisering med videokameraet. I denne protokollen, en 16-kanals neural logger brukes, innebygd i en vanntett boks sammen med Microdrive.
Den Microdrive forsamlingen er fabrikkert fra to hovedkomponenter: selve Microdrive og Microdrive huset (figur 1A, B). Huset holder Microdrive og tetrodes, og fungerer også som ankeret mellom skallen og logger boksen (figur 1C). PVC-logger boksen er fabrikkert ved hjelp av en maskin prosess og er forseglet ved hjelp av en O-ring (figur 1E-G, se også supplerende figur 1, supplerende figur 2, og supplerende figur 3 for et tredimensjonalt [3D]-diagram). I den ene enden, er et stykke av polystyren skum festet til logger boksen for å kompensere for vekten av implantatet og gi fisken med en oppdrift-nøytralt implantat. Konstruksjonen av Microdrive som er beskrevet i protokollen følger prosedyren presentert av Vandecasteele et al.9 med en modifikasjon for å feste Microdrive til huset (figur 1a). Alle de viktigste trinnene er presentert.
Prosedyren er beskrevet i protokollen for å forberede fisken skallen ligner den som presenteres i Vinepinsky et al.8 og er beskrevet kort i protokollen. En dag etter operasjonen, er fisken normalt helt utvinnes fra virkningene av anestesi og er klar for atferds eksperimenter. Legg merke til at sperrende plassering kan justeres ved å dreie på Microdrive skruen. Skruen har en avstand på 300 μm per full rotasjon og en avansement på 75 μm anbefales til målet hjernen plasseringen er nådd. En hensiktsmessig hjernen Atlas bør konsulteres for å målrette den spesifikke hjernen regionen av interesse. Det er tilrådelig å teste elektroden impedans hver gang fisken er anesthetized for batteri eller minnekort erstatning.

<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

De nevrale mekanismene som regulerer fiske atferden forblir for det meste ukjent, selv om fisken utgjør flertallet av Alle virveldyr. Evnen å fortegnelse hjerne aktivitet fra fritt flytter fisken ville fremskritt forskning på neural basis av fisken opptreden atskillig. Videre er presis kontroll av innspillingen plassering i hjernen avgjørende for å studere koordinert nevrale aktivitet på tvers av regioner i fisk hjernen. Her presenterer vi en teknikk som registrerer trådløst fra hjernen av fritt svømming fisk mens du kontrollerer dybden på innspillingen plassering. Systemet er basert på en neural logger assosiert med en roman vann-kompatible implantat som kan justere innspillingen plasseringen av Microdrive-kontrollerte tetrodes. Evnene av systemet er belyst igjennom registreringene fra Telencephalon av goldfish.

Under en innspillingen samling det goldfish svømte fritt inne en kvadrat vanntank stund det neural aktivitet i sin Telencephalon var registrert. Målet med disse eksperimentene var å studere hvordan neural aktivitet av enkeltceller bestemmer fisken atferd. For å gjøre dette, skyter aktivitet som trengs for å bli identifisert i de registrerte data. Hjernen aktivitet, som samtidig er registrert, ble digitalisert på 31 250 Hz og High-pass filtrert på 300 Hz av data logger. Offline, et...

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

En roman trådløs teknikk for innspilling ekstracellulære nevrale signaler fra hjernen av fritt svømming gullfisk presenteres. Innspillingen enheten består av to tetrodes, en Microdrive, en nevrale data logger, og en vanntett sak. Alle deler er skreddersydd med unntak av data logger og dens kontakt.

Trådløs elektrofysiologisk innspilling av neurons av Movable Tetrodes i fritt svømming Fish

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

Vi utviklet en ny metode for å registrere ekstracellulært nevrale signal fra hjernen til fritt svømmende fisk. Dette åpner døren for å studere nevronmekanismene på slutten av dagen fisk atferd. Denne metoden er gyldig og vanntett og tillater derfor opptak mens fisken svømmer fritt i vanntanken.I tillegg kan opptaksstedet styres av den innebygde mikrostasjonen. Tal Zoor-Novoplansky, vår laboratorietekniker, vil hjelpe meg med å demonstrere denne prosedyren. For å konstruere huset, bruk en messingplate med dimensjoner på 19 millimeter med 29 millimeter med en millimeter.Med to 5,5 millimeter åpninger på langsidene, vinkelrett på kanten. Slissene skal være 6,5 millimeter unna den smale siden. Bruk tang, brett området mellom slissene på langsidene innover.Brett deretter den nederste delen innover og oversiden utover for å få huset. Deretter bruker du en tre millimeter dillbit til å lage hull i mikrodrivhuset for skruene og loddesidene av huset. Bruk en fin sirkulær fil til å lage en liten halv sirkulær spalte nederst i huset som har en radius på 1,5 millimeter.Ved hjelp av en millimeter borkrone lage et hull på baksiden av huset for ttrodene. Først bruker du en kutter til å bryte av en tre-pin stykke fra en enkelt rad mannlig pin header stripe. Bruk tang trekke ut den midterste pinnen.Deretter bruker du en kutter til å kutte de resterende pinnene til 10 millimeter i lengde. Bruk en borekrone nummer 65 til å bore et hull gjennom det midterste hullet og bruke et dobbelt null 99-trykk til å bore en tråd. Monter mikrostasjonen og messingplatene.Sett inn en skrue gjennom den første messingplaten, gjennom pinnehodetråden og deretter gjennom den andre messingplaten. Til slutt plasserer du en mutter på skruen og strammer forsiktig til den monterte mikrostasjonen. Loddete pinnene sammen med messingplatene og lodde mutteren sammen med skruen.Etter dette loddet mikrostasjonen inn i mikrodrivhuset på fire punkter på sidene av mikrodrivmessplatene. Ved hjelp av epoxy lim en seks millimeter lang rustfritt stål rør til den lille halv sirkulære spalten nederst på mikrodrivhuset. Lim et tre millimeter langt rør i rustfritt stål til pinnehodet slik at det er stilt opp med det seks millimeter lange røret på huset.Sett de tilberedte silikon- og polyimidrørene inn i de to rørene i rustfritt stål og bruk cyanoacrylatlim til å lime dem til det rustfrie stjelerøret festet til pin-overskriften. Skru deretter mikrostasjonen helt opp og kutt av overflødig rør fra toppen og bunnen av de to stålrørene. Deretter kutter du to nakne sølvledninger med en diameter på 75 mikrometer til en lengde på 12 centimeter og lodde dem både til bakkeforbindelsen i elektrodegrensesnittkortet og til alle ubrukte kanaler.Skyv en av de forberedte wolframledningene inn i et av hullene på et 16-kanals elektrodegrensesnittkort. Plasser en pinne i hullet og trykk den med et par tang. Mål motstanden mellom pinnen og den ikke-kodede siden av ledningen for å se etter tilkobling.Gjenta denne prosessen for alle de forberedte ledningene, inkludert en 50 mikrometerledning for referanseelektrode. Grupper deretter elektrodeledningene i to grupper på fire ledninger hver og teip dem sammen ved hjelp av duct tape på enden av hver ledning forlater referanseledningen alene. Hold elektrodegrensesnittkortet over en motorisert dreieenhet og plasser kanaltapenden fra en gruppe på fire ledninger på enheten.Påfør 130 runder med klokken etterfulgt av 20 rotasjoner mot klokken. Deretter påfør cyanoacrylat lim for å dekke tetroden. Etter at limet har herdet, kutt tetroden nær duct tape.Gjenta denne roterende, liming og kutte prosessen til den andre tetrode. Først feste mikrostasjonshuset til loggerboksen med to millimeter skruer. Tre tetrodene og referanseelektroden gjennom hullet på baksiden av mikrodrivhuset.Tre tetrodene gjennom de to silikonrørene og tre 50 mikrometer wolframtråden gjennom polyimidrøret. Skru mikrodykket helt ned og påfør cyanoacrylat lim til toppen av rørene for å lime ttrodene og ledningene til sine rør og sikre at bevegelsen er i samsvar med mikrostasjonen. Skru mikrostasjonen helt til toppen.Påfør myk petroleum på eksponert tetrode og ledninger inne i mikrodrivhuset for å hindre bevegelse. Fest et precut petriskål bunnvindu til forsiden av mikrostasjonshuset med epoxy samtidig som du sørger for å holde jordledningene utenfor vinduet. Deretter påfør romtemperatur vulkanisere belegg på eksponerte tetroder og ledninger mellom logger boksen dekselet og microdrive huset.Bruk skarp saks til å kutte tetrene og referanseledningen til ønsket lengde. Etter dette feste merket, utstråler polystyren skum til boksen. Juster størrelsen slik at oppdriften balanseres når den er nedsenket i vannbadet.Etter bedøving av fisken, ta fisken opp av vannet og legg den i holderen. Bruk en steril slikkepott til å påføre fem prosent lidokainpasta på huden over det angitte operasjonsstedet i 10 minutter. Fjern deretter lidokainen.Bruk et sterilt nummer 15 blad skalpell for å fjerne huden over skallen i regionen som er utpekt for implantatet. Bruk deretter en tannbor med 0,7 millimeter borkroner til å bore fire hull i skallen. Påfør cyanoacrylat lim til et av hullene og sett umiddelbart inn en en millimeter skrue.Gjenta denne prosessen for de gjenværende borehullene. Etter dette, bruk en dental brenner for å påføre tannsement på skruene og i periferien av den eksponerte skallen. Ved hjelp av tannboret lage et hull som er fem millimeter i diameter over hjernen regionen av interesse.Bruk fine pinsett og bløtvevspapir for å fjerne fettvev mellom skallen og hjernen og utsette hjerneområdet målet å være forsiktig med å ikke skade de store blodårene under skallen. Senk først implantatet slik at elektrodene settes inn i hjernen mens den nederste delen av mikrodrivhuset er nær skallen. Begynn å feste implantatet til skallen ved å påføre en liten mengde tannsement mellom huset og nærmeste skalleskrue.Etter at den første delen av tannsementen er herdet, gjelder det tilsetning av tannsement og lukk hullet over skallen og hele den eksponerte skallen. Etter å ha spylt fiskens gjeller med ferskvann for å vekke den, fjern fisken fra holderen og plasser den tilbake i sin hjemmetank. Sørg for at fisken er i stand til å svømme fritt med implantatet.Målet med disse eksperimentene er å studere hvordan den nevrale aktiviteten til enkeltceller koder fiskens oppførsel. For å oppnå dette implanteres en tetrodearray inn i telencefalonen av fritt svømmende gullfisk som gjør det mulig for nevrale aktiviteten som skal registreres. Hjerneaktiviteten mens den registreres digitaliseres ved 31, 250 Hertz og high pass filtrert på 300 Hertz av dataloggeren.Deretter frakoblet et forbudspassfilter brukes på signalene, og de forhåndsorterte rådatane deles inn i hver tetrodekanal og referansekanalen. Neste vanlige piggsorteringsalgoritmer brukes til å karakterisere enkeltcelleaktivitet. Først filtreres hver kanal manuelt etter den minimale piggalitudterskelen.Pigger som dukket opp i mer enn én tetrode eller i referansekanalen, filtreres også. De oppdagede toppene grupperes deretter manuelt og filtreres etter form, lengde, inter piggintervall og prinsippkomponentanalyse. Det er viktig å sjekke implantatintegriteten før operasjonen.Tetoden kan kontrolleres ved hjelp av en standard impedansmåler, og boksen bør kontrolleres for lekkasje under vann. Denne metoden kan endres for å fungere med mange akvatiske dyr så lenge de er store nok til å holde systemet. Dette gjør det mulig å studere den nevrale mekanismen som ligger til grunn for deres oppførsel.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Storskala opptak av nevroner med bevegelige Silicon Sonder i oppfører Gnagere

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

Retrograde Fluorescent Merking Tillater målrettet Ekstracellulær Single-enhet Opptak fra Identifiserte Nerveceller<em&gt; In vivo</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

Forebrain Elektrofysiologisk opptak i larve Sebrafisk

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

Innspilling elektriske aktiviteten fra Identifiserte Nerveceller i Intakt Norgesmester Transgenic Fish

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

Langsiktig Behavioral Sporing av frittsvømmende Weakly Electric Fish

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

Elektro opptak i hjernen til Intakt Adult Sebrafisk

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

Opptak single nevroner &#39;aksjonspotensialer fra Fritt Moving Pigeons Across tre stadier av læring

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

Ekstracellulær Wire Tetrode opptak i hjernen til Fritt Walking Insekter

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