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

Somos gratos a Nachum Ulanovsky e aos membros do laboratório Ulanovsky por toda a sua ajuda. Além disso, somos gratos a Tal Novoplansky-Tzur por uma assistência técnica útil. Reconhecemos com gratidão o apoio financeiro da THE ISRAEL SCIENCE FOUNDATION - FIRST Program (grant no. 281/15), e do Helmsley Charitable Trust através da Iniciativa de Robótica Agrícola, Biológica e Cognitiva da Universidade Ben-Gurion do Negev.

Todos os procedimentos cirúrgicos devem ser aprovados pelos comitês de ética locais sobre bem-estar animal (por exemplo, IACUC).
1. Construção da habitação Microdrive
<ol><li>Para construir a habitação, corte uma placa de bronze de 1 mm de largura em uma placa de 19 mm x 29 mm x 1 mm usando uma serra. Corte duas fendas de 5,5 mm em cada um dos lados longos perpendiculares à borda, de modo que cada fenda é de 6,5 mm de distância dos lados estreitos (Figura 2</...

<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>

Este protocolo detalha as etapas envolvidas na implantação de uma matriz de tetróda na telencefalon de peixinho dourado livremente natação. Esta técnica implementa um madeireiro neural que amplifica e registra os sinais adquiridos de até 16 canais, juntamente com um microdrive que pode ajustar a posição tetróna no cérebro. O microdrive torna possível ajustar a posição no cérebro para otimizar a gravação.
Este protocolo pode ser facilmente modificado para gravação de outras r...

Os peixes são o maior e mais diversificado grupo de vertebrados, e como outros vertebrados eles exibem habilidades cognitivas complexas, como navegar, socializar, dormir, caçar, etc. No entanto, os mecanismos neurais que regem o comportamento dos peixes permanecem em sua maior parte desconhecidos.
Nas últimas décadas, gravações extracelulares de peixes imobilizados foram implementadas principalmente para investigar diferentes aspectos da base neural do comportamento1,2. Embora esta técnica seja apropriada para alguns sistemas sensoriais, a investigação de todo o espectro da base neural de comportamento é difícil, se não impossível, em animais imobilizados. Os primeiros avanços envolveram a gravação das células Mauthner de peixes de natação amarrados3,4. No entanto, as células Mauthner são desproporcionalmente grandes e as amplitudes potenciais de ação registradas, que podem ir tão alto quanto alguns mV, facilitam a gravação. Mais tarde, Canfield et al. descreveu uma prova de conceito ao usar um animal amarrado para gravar a partir do telencefalon depeixes 5. Outra técnica recente para o registro da atividade neural a partir de peixes é a imagem de cálcio (ver comentários de Orger e de Polavieja6, e Vanwalleghem et al.7). Esta técnica foi desenvolvida para uso com larvas de zebrafish porque a pele e o crânio são transparentes durante o estágio larval. No entanto, esta técnica não pode ser usada para estudar comportamentos complexos em estágios posteriores de desenvolvimento.
Aqui, apresentamos uma nova técnica para a gravação da atividade neural extracelular dos cérebros dos peixes nadadores livremente. Esta é uma versão modificada do protocolo descrito em Vinepinsky et al.8. A principal inovação é a adição de um microdrive que possibilita controlar a posição dos eletrodos após a cirurgia. A técnica é projetada para a gravação do telencephalon do goldfish usando um jogo dos tetrodes que são conectados a um registrador neural dos dados através de uma microdrive. Toda a configuração é sem fio e ancorada no crânio do peixe. O peso específico do sistema é igualado ao peso específico da água, adicionando um pequeno flutuador que permite que os peixes nadem livremente.
A técnica é baseada no uso de um registrador de dados neural que amplifica, digitaliza e armazena o sinal em um dispositivo de memória a bordo. O sistema de telemetria madeireiro é usado para iniciar e parar as gravações, e para sincronização com a câmera de vídeo. Neste protocolo, um madeireiro neural de 16 canais é usado, embutido em uma caixa impermeável junto com o microdrive.
A montagem de microdrive é fabricada a partir de dois componentes principais: o microdrive em si e a carcaça de microdrive (Figura 1A,B). A habitação contém o microdrive e os tetrodes, e também atua como a âncora entre o crânio ea caixa madeireiro (Figura 1C). A caixa de registrador de PVC é fabricada usando um processo de máquina e é selada usando um Anel O(Figura 1E-G, veja também figura suplementar 1, Figura Suplementar 2e Figura Suplementar 3 para um diagrama tridimensional [3D]). Em uma extremidade, um pedaço de espuma de poliestireno é anexado à caixa de cabeçudo para compensar o peso do implante e fornecer o peixe com um implante neutro em flutuabilidade. A construção do microdrive descrito no protocolo segue o procedimento apresentado por Vandecasteele et al.9 com uma modificação para anexar o microdrive à habitação (Figura 1A). Todos os passos principais são apresentados.
O procedimento descrito no protocolo para preparar o crânio de peixe é semelhante ao apresentado em Vinepinsky et al.8 e é descrito brevemente no protocolo. Um dia após a cirurgia, os peixes são normalmente totalmente recuperados dos efeitos da anestesia e estão prontos para os experimentos comportamentais. Observe que a localização do téts pode ser ajustada girando o parafuso de microdrive. O parafuso tem um espaçamento de 300 μm por rotação completa e um avanço de 75 μm é recomendado até que a localização do cérebro alvo seja atingida. Um atlas cerebral apropriado deve ser consultado para atingir a região específica do cérebro de interesse. É aconselhável testar a impedância do elétrodo cada vez que os peixes são anestesiados para a bateria ou a recolocação do cartão de memória.

<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

Os mecanismos neurais que regem o comportamento dos peixes permanecem em sua maioria desconhecidos, embora os peixes constituam a maioria de todos os vertebrados. A capacidade de registrar a atividade cerebral de peixes em movimento livre avançaria a pesquisa com base neural do comportamento dos peixes consideravelmente. Além disso, o controle preciso do local de gravação no cérebro é fundamental para estudar a atividade neural coordenada em todas as regiões do cérebro de peixes. Aqui, apresentamos uma técnica que grava sem fio do cérebro de peixes nadando livremente enquanto controlamos a profundidade do local de gravação. O sistema é baseado em um madeireiro neural associado a um novo implante compatível com água que pode ajustar o local de gravação por tetés controlados por microdrive. As capacidades do sistema são ilustradas através de gravações do telencefalon de peixinho dourado.

Durante uma sessão de gravação, o peixinho dourado nadou livremente em um tanque de água quadrada, enquanto a atividade neural em sua telencefalon foi gravada. O objetivo desses experimentos era estudar como a atividade neural das células individuais determina o comportamento do peixe. Para isso, a atividade de cravagem precisava ser identificada nos dados registrados. A atividade cerebral, ao ser registrada, foi digitalizada em 31.250 Hz e alta passagem filtrada a 300 Hz pelo regist...

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

Uma nova técnica sem fio para a gravação de sinais neurais extracelulares do cérebro de peixinho dourado livremente natação é apresentado. O dispositivo de gravação é composto por dois tetródos, um microdrive, um registrador de dados neurais e uma caixa impermeável. Todas as peças são feitas medida, exceto para o registrador de dados e seu conector.

Gravação eletrofisiológica sem fio dos neurônios por tetrodes móveis em peixes livremente da natação

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

Desenvolvemos um novo método para gravar sinal neural extracelular do cérebro de peixes nadando livremente. Isso abre a porta para estudar os mecanismos dos neurônios no final do dia o comportamento dos peixes. Este método é válido e à prova de água e, portanto, permite o registro enquanto os peixes nadam livremente no reservatório de água.Além disso, o local de gravação pode ser controlado pela unidade micro incorporada. Tal Zoor-Novoplansky, nosso técnico de laboratório, vai me ajudar a demonstrar este procedimento. Para construir a carcaça, utilize uma placa de latão com dimensões de 19 milímetros por 29 milímetros por milímetro.Com duas fendas de 5,5 milímetros nas laterais longas, perpendiculares à borda. As fendas devem estar a 6,5 milímetros de distância do lado estreito. Usando alicates, dobre a área entre as fendas nos lados longos para dentro.Em seguida, dobre a parte inferior para dentro e para fora para obter a carcaça. Em seguida, use um bit dill de três milímetros para fazer furos na caixa de micro acionamento para os parafusos e soldar as laterais da carcaça. Use um arquivo circular fino para criar uma pequena fenda semi circular na parte inferior da carcaça que tenha um raio de 1,5 milímetros.Usando uma broca de um milímetro faça um furo na parte de trás da carcaça para os tetrodes. Primeiro, use um cortador para quebrar uma peça de três pinos de uma única linha de cabeçalho masculino. Usando alicate puxe o pino do meio.Em seguida, use um cortador para cortar os pinos restantes para 10 milímetros de comprimento. Use uma broca número 65 para fazer um furo através do orifício do pino médio e use um toque duplo zero 99 para perfurar um fio. Monte a micro unidade e as placas de latão.Insira um parafuso através da primeira placa de latão, através da rosca de cabeçalho do pino e, em seguida, através da segunda placa de latão. Por fim, coloque uma porca no parafuso e aperte suavemente a micro unidade montada. Soldar os pinos junto com as placas de latão e soldar a porca junto com a ponta do parafuso.Depois disso, solde a micro unidade na carcaça da micro unidade em quatro pontos nas laterais das placas de latão da micro unidade. Usando cola epóxi um tubo de aço inoxidável de seis milímetros de comprimento para a pequena fenda semi circular na parte inferior da carcaça da micro unidade. Cole um tubo de aço inoxidável de três milímetros de comprimento na cabeça do pino para que ele seja alinhado com o tubo de seis milímetros de comprimento na carcaça.Insira os tubos de silicone e poliimida preparados nos dois tubos de aço inoxidável e use cola cianoacrilato para cole-os ao tubo de roubo inoxidável ligado ao cabeçalho do pino. Em seguida, dane-se a micro unidade todo o caminho para cima e cortar o excesso de tubos da parte superior e inferior dos dois tubos de aço. Em seguida, corte dois fios de prata nus com um diâmetro de 75 micrômetros a um comprimento de 12 centímetros e solde-os tanto para a conexão do solo na placa de interface eletrodo e para todos os canais nãousados.Empurre um dos fios de tungstênio preparados em um dos orifícios de uma placa de interface de eletrodo de 16 canais. Coloque um pino no orifício e pressione-o com um alicate. Meça a resistência entre o pino e o lado não codificado do fio para verificar se há conectividade.Repita este processo para todos os fios preparados, incluindo um fio de 50 micrômetros para eletrodo de referência. Em seguida, agrupar os fios de eletrodo em dois grupos de quatro fios cada e amarrá-los juntos usando fita adesiva na extremidade de cada fio deixando o fio de referência sozinho. Segure a placa de interface de eletrodo acima de um dispositivo de giro motorizado e coloque a extremidade da fita adesiva de um grupo de quatro fios no dispositivo.Aplique 130 rodadas no sentido horário seguidas por 20 rotações no sentido anti-horário. Em seguida, aplique cola cianoacrilato para cobrir o tetrodo. Depois que a cola for curada, corte o tetrodo perto da fita adesiva.Repita este processo de rotação, colagem e corte para o outro tetrode. Primeiro, conecte a carcaça do micro drive à caixa de logger com parafusos de dois milímetros. Enfie os tetrodes e o eletrodo de referência através do orifício na parte de trás da carcaça da micro unidade.Enfie os tetrodes através dos dois tubos de silicone e rosque o fio de tungstênio de 50 micrômetros através do tubo de poliimida. Enrosque o micro mergulho todo o caminho para baixo e aplique cola cianoacrilato na parte superior dos tubos para colar os tetrodes e fios em seus tubos e garantir que o movimento seja consistente com a micro unidade. Dane-se a micro unidade até o topo.Aplique petróleo macio no tetrodo exposto e fios dentro da carcaça da micro unidade para evitar o movimento. Conecte uma janela inferior da placa de petri pré-cortada na frente da carcaça da micro unidade com epóxi, certificando-se de manter os fios do chão fora da janela. Em seguida, aplique o revestimento vulcanizador da temperatura ambiente aos tetrodes e fios expostos entre a tampa da caixa de logger e a carcaça do microdrive.Use uma tesoura afiada para cortar os tetrodes e o fio de referência ao comprimento desejado. Depois disso, conecte a espuma de poliestireno exalado à caixa. Ajuste seu tamanho para que sua flutuação seja equilibrada quando submersa no banho de água.Depois de anestesiar o peixe, tire o peixe da água e coloque-o no suporte. Use uma espátula estéril para aplicar 5% de pasta de lidocaína na pele acima do local de cirurgia designado por 10 minutos. Em seguida, remova a lidocaína.Use um bisturi de lâmina estéril 15 para remover a pele acima do crânio na região designada para o implante. Em seguida, use uma broca dentária com brocas de 0,7 milímetros para fazer quatro furos no crânio. Aplique cola cianoacrilato em um dos orifícios e insira imediatamente um parafuso de um milímetro.Repita este processo para os furos restantes. Depois disso, use um queimador dentário para aplicar cimento dental nos parafusos e na periferia do crânio exposto. Usando a broca dentária faça um buraco de cinco milímetros de diâmetro acima da região do cérebro de interesse.Use pinças finas e papel de tecido mole para remover tecido gorduroso entre o crânio e o cérebro e expor o alvo da região cerebral tendo o cuidado de não danificar os vasos sanguíneos grandes sob o crânio. Primeiro, abaixe o implante de tal forma que os eletrodos sejam inseridos no cérebro enquanto a parte inferior da carcaça do micro drive está perto do crânio. Comece a anexar o implante ao crânio aplicando uma pequena quantidade de cimento dental entre a carcaça e o parafuso do crânio mais próximo.Após a primeira parte do cimento dental ser curado aplique cimento dentário adição e feche o orifício acima do crânio e todo o crânio exposto. Depois de lavar as brânquias do peixe com água doce para acordá-lo, retire o peixe do suporte e coloque-o de volta em seu tanque de origem. Certifique-se de que o peixe é capaz de nadar livremente com o implante.O objetivo desses experimentos é estudar como a atividade neural de células únicas codifica o comportamento do peixe. Para conseguir isso, uma matriz de tetrode é implantada no telencephalon de peixes dourados que permitem que a atividade neural seja registrada. A atividade cerebral ao ser gravada é digitalizada em 31.250 Hertz e passe alto filtrado a 300 Hertz pelo garimpeiro.Em seguida, um filtro de passe de proibição é aplicado aos sinais e os dados brutos presos são separados no canal de cada tetrode e no canal de referência. Os próximos algoritmos comuns de classificação de picos são usados para caracterizar a atividade de célula única. Primeiro, cada canal é filtrado manualmente pelo limiar mínimo de amplitude de pico.Picos que apareceram em mais de um tetrode ou no canal de referência também são filtrados. Os espinhos detectados são então agrupados manualmente e filtrados por forma, comprimento, intervalo interpesado e análise de componentes de princípio. É importante verificar a integridade do implante antes da cirurgia.O tetrode pode ser verificado usando um medidor de impedância padrão e a caixa deve ser verificada quanto ao vazamento debaixo d'água. Este método pode ser modificado para trabalhar com muitos animais aquáticos, desde que sejam grandes o suficiente para manter o sistema. Isso permite estudar o mecanismo neural que está por trás de seu comportamento.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Em larga escala de gravação de Neurônios por sondas de silicone móveis em Comportando Roedores

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

Neurociência

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

Labeling fluorescentes retrógrada Permite alvejado Extracelular Gravação Single-unidade dos neurônios identificados<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

Prosencéfalo gravação eletrofisiológico em larval Zebrafish

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

Registro da atividade elétrica dos neurônios identificados no cérebro intacto de peixes transgénicos

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

Longo prazo Behavioral Rastreamento de Livremente Natação fracamente elétrico dos peixes

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

Gravação eletrofisiológica no cérebro de Intacta Zebrafish Adulto

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

Registro do potencial de ação simples Neurônios &#39;de livremente mover Pombos em três estágios da aprendizagem

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

Extracelular Fio Tetrode Gravação em Cérebro de Livremente Andando Insetos

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