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

Biz Nachum Ulanovsky ve Ulanovsky laboratuvar üyeleri için tüm yardım için müteşekkiriz. Ayrıca, tal Novoplansky-Tzur'a yardımcı teknik yardım için müteşekkiriz. İsRAİl Bİlİm VAKFI - İlk Program (hibe no. 281/15) ve Necef Ben-Gurion Üniversitesi Tarımsal, Biyolojik ve Bilişsel Robotik İnisiyatifi ile Helmsley HayırseverLik Vakfı'nın mali desteğini takdir ediyoruz.

Tüm cerrahi prosedürler, hayvan refahı ile ilgili yerel etik komiteler tarafından onaylanmalıdır (örn. IACUC).
1. Microdrive Konut İnşaatı
<ol><li>Gövdeyi oluşturmak için, testere kullanarak 19 mm x 29 mm x 1 mm plakaya 1 mm genişliğinde pirinç plaka kesin. Kenarına dik uzun kenarların her birinde iki adet 5,5 mm yarık kesin, böylece her yarık dar kenarlardan 6,5 mm uzaktadır(Şekil 2A).</li>
	<li>Pliers kullanarak, uzun ke...

<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>

Bu protokol, serbestçe yüzen japon balığının telensefalonuna bir tetrode dizisi nin yer leştirilmesindeki adımları ayrıntılarıyla anlatır. Bu teknik, beyindeki tetrode pozisyonunu ayarlayabilen bir mikrosürücü ile birlikte 16 kanaldan elde edilen sinyalleri yükselten ve kaydeden bir sinir kaydedici uygular. Mikrosürücü, kaydı optimize etmek için beyindeki pozisyonu ayarlamayı mümkün kılar.
Bu protokol kolayca diğer beyin bölgelerinden kayıt için değiştirilebilir...

Balık omurgalıların en büyük ve en çeşitli grubudur ve diğer omurgalılar gibi gezinme, sosyalleşme, uyku, avcılık gibi karmaşık bilişsel yetenekler sergilerler. Bununla birlikte, balık davranışlarını yöneten sinirsel mekanizmalar çoğunlukla bilinmemektedir.
Son birkaç on yıl içinde, hareketsiz balıkların hücre dışı kayıtları öncelikle davranış1,2sinirsel temelfarklı yönlerini araştırmak için uygulanmıştır. Bu teknik bazı duyu sistemleri için uygun olsa da, hareketsiz hayvanlarda imkansız olmasa da, davranışın nöral temelinin tüm spektrumunun araştırılması zordur. İlk gelişmeler bağlı yüzme balıkMauthnerhücrelerinden kayıt dahil 3,4. Ancak, Mauthner hücreleri orantısız büyük ve kaydedilen eylem potansiyeli genlikleri, hangi birkaç mV kadar yüksek gidebilirsiniz, kayıt kolaylaştırmak. Daha sonra, Canfield ve ark. balık telencephalon kaydetmek için bir tethered hayvan kullanırken kavram bir kanıtı açıklanan5. Balıkn nöral aktiviteyi kaydetmek için bir diğer yeni teknik kalsiyum görüntülemedir (Orger ve de Polavieja6ve Vanwalleghem ve ark.7tarafından yapılan yorumlara bakınız). Bu teknik zebra balığı larvaları ile kullanılmak üzere geliştirilmiştir çünkü larva evresinde deri ve kafatası saydamdır. Ancak, bu teknik geliştirmenin sonraki aşamalarında karmaşık davranışları incelemek için kullanılamaz.
Burada, serbestçe yüzen balıkların beyinlerinden hücre dışı nöral aktiviteyi kaydetmek için yeni bir teknik sıyoruz. Bu, Vinepinsky ve ark.8'deaçıklanan protokolün değiştirilmiş bir sürümüdür. Ana yenilik mümkün ameliyat sonrası elektrotların konumunu kontrol etmek için kılan bir mikrosürücü eklenmesidir. Bu teknik, bir mikrosürücü aracılığıyla nöral veri kaydedicisine bağlanan bir dizi tetrode kullanarak japon balıklarının telensefalonundan kayıt için tasarlanmıştır. Tüm kurulum kablosuz ve balığın kafatasına bağlı. Sistemin özgül ağırlığı, balığın serbestçe yüzmesini sağlayan küçük bir şamandıra ekleyerek suya özgü ağırlığa eşitlenir.
Teknik, sinyali bir dahili bellek aygıtında yükselten, sayısallaştıran ve depolayan bir nöral veri kaydedicisinin kullanımına dayanır. Logger telemetri sistemi başlatmak ve kayıtları durdurmak için kullanılır ve video kamera ile senkronizasyon için. Bu protokolde, mikrosürücü ile birlikte su geçirmez bir kutuya gömülü 16 kanallı nöral logger kullanılır.
Mikrosürücü montajı iki ana bileşenden imal edilmiştir: mikrosürücünün kendisi ve mikrosürücü gövdesi(Şekil 1A,B). Gövde mikrosürücü ve tetrodes tutar ve aynı zamanda kafatası ve logger kutusu arasında çapa olarak hareket eder (Şekil 1C). PVC logger kutusu bir makine işlemi kullanılarak imal edilir ve bir O-halkası kullanılarak mühürlenir(Şekil 1E-G, ayrıca bkz. Ek Şekil 1, Ek Şekil 2, ve Üç boyutlu [3D] diyagramı için Ek Şekil 3). Bir ucunda, implantın ağırlığını dengelemek ve balıklara yüzdürme-nötr bir implant sağlamak için bir parça polistiren köpük logger kutusuna eklenir. Protokolde tanımlanan mikrosürücünün yapımı, Vandecasteele ve ark.9 tarafından sunulan prosedürü, mikrosürücüyü gövdeye takmak için yapılan bir değişiklikle takip eder(Şekil 1A). Tüm önemli adımlar sunulur.
Balık kafatasının hazırlanması için protokolde tanımlanan prosedür Vinepinsky ve ark.8'de sunulana benzer ve protokolde kısaca anlatılmaktadır. Ameliyattan bir gün sonra, balıklar normalde anestezinin etkilerinden tamamen kurtulur lar ve davranışsal deneylere hazırdırlar. Tetrode yerinin microdrive vidasının çevirilerek ayarlanabildiği unutulmamalıdır. Vida tam dönüş başına 300 μm'lik bir aralıktadır ve hedef beyin konumuna ulaşıncaya kadar 75 μm ilerleme önerilir. İlgi çekici belirli beyin bölgesini hedeflemek için uygun bir beyin atlasına danışılmalıdır. Bu balık pil veya bellek kartı değişimi için anestezi her zaman elektrot empedansı test etmek için tavsiye edilir.

<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

Balıkların davranışlarını yöneten sinirsel mekanizmalar çoğunlukla bilinmemekle birlikte, balıklar tüm omurgalıların çoğunluğunu oluşturur. Serbestçe hareket eden balıklardan beyin aktivitesini kaydetme yeteneği, balık davranışlarının sinirsel temelinde araştırmayı oldukça ilerletecektir. Ayrıca, beyindeki kayıt yerinin kesin kontrolü balık beynindeki bölgeler arasında eşgüdümlü nöral aktiviteyi incelemek için çok önemlidir. Burada, kayıt yerinin derinliğini kontrol ederken serbestçe yüzen balıkların beyninden kablosuz olarak kaydeden bir teknik salıyoruz. Sistem mikrosürücü kontrollü tetrodes tarafından kayıt konumunu ayarlayabilirsiniz yeni bir su uyumlu implant ile ilişkili bir nöral logger dayanmaktadır. Sistemin yetenekleri japon balığı nın telensefalon kayıtları ile gösterilmiştir.

Bir kayıt oturumu sırasında japon balığı, telensefalonundaki sinirsel aktivite kaydedilirken, kare su tankında serbestçe yüzdü. Bu deneylerin amacı, tek hücrelerin nöral aktivitesinin balığın davranışını nasıl belirlediğini incelemekti. Bunu yapmak için, spiking etkinliği kaydedilen verilerde tanımlanması gerekiyordu. Beyin aktivitesi kaydedilirken 31.250 Hz'de sayısallaştırıldı ve yüksek geçiş 300 Hz'de veri kaydedici tarafından filtrelendi. Daha sonra,...

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

Serbestçe yüzen japon balığının beyninden hücre dışı sinir selülasyon sinyallerini kaydetmek için yeni bir kablosuz teknik sunulmuştur. Kayıt cihazı iki tetrode, bir mikrosürücü, bir sinirsel veri kaydedici ve su geçirmez bir kasaoluşur. Veri kaydedicisi ve bağlayıcısı dışında tüm parçalar özel olarak üretilir.

Serbest Yüzme Balık hareketli Tetrodes tarafından Nöronların Kablosuz Elektrofizyolojik Kayıt

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

Serbestçe yüzen balıkların beyninden hücre dışı sinirsel sinyali kaydetmek için yeni bir yöntem geliştirdik. Bu gün balığı davranışı sonunda nöron mekanizmaları çalışma için kapıyı açar. Bu yöntem geçerli ve su geçirmez ve bu nedenle balık su tankı serbestçe yüzerken kayıt sağlar.Buna ek olarak, kayıt konumu yerleşik mikro sürücü tarafından kontrol edilebilir. Laboratuvar teknisyenimiz Tal Zoor-Novoplansky bu prosedürü göstermeme yardım edecek. Konut inşa etmek için, bir milimetre tarafından 29 milimetre tarafından 19 milimetre boyutlarında bir pirinç plaka kullanın.Uzun kenarlarında iki 5.5 milimetrelik, kenarına dik. Klisler dar taraftan 6.5 milimetre uzakta olmalı. Pliers kullanarak, içe doğru uzun kenarlarında kisitler arasındaki alanı katlayın.Sonra gövde elde etmek için alt kısmı içe ve üst tarafı dışa doğru katlayın. Daha sonra, vidalar için mikro sürücü muhafaza delik yapmak ve gövde yanlarında lehim üç milimetre dereotu bit kullanın. 1,5 milimetre yarıçapı olan gövdenin alt kısmında küçük bir yarı dairesel yarık oluşturmak için ince bir dairesel dosya kullanın.Bir milimetre matkap bitkullanarak tetrodes için gövde arkasında bir delik yapmak. İlk olarak, tek bir satır erkek pin başlık şeritten üç iğneli parça kırmak için bir kesici kullanın. Eğerler kullanarak orta pimi çekin.Daha sonra, kalan pimleri 10 milimetre uzunluğunda kesmek için bir kesici kullanın. Orta iğne deliğinde bir delik açmak için 65 numaralı matkap ucu kullanın ve bir ipliği delmek için çift sıfır 99 musluğu kullanın. Mikro sürücüyü ve pirinç plakaları birleştirin.İlk pirinç plakadan, iğne başlığıip ikinci pirinç plakadan bir vida yerleştirin. Son olarak, vida üzerine bir somun yerleştirin ve yavaşça monte mikro sürücü sıkın. Pimleri pirinç plakalarla birlikte lehimle ve somunu vidaucuyla birlikte lehimle.Bundan sonra, lehim mikro sürücü muhafaza içine mikro sürücü muhafaza içine mikro sürücü pirinç plakalar tarafında dört noktada. Epoksi tutkal kullanarak mikro sürücü muhafaza altındaki küçük yarı dairesel yarık altı milimetre uzunluğunda paslanmaz çelik tüp. Üç milimetre uzunluğundaki paslanmaz çelik boruyu iğne başına yapıştırın, böylece gövdedeki altı milimetre uzunluğundaki tüple hizalanır.Hazırlanan silikon ve poliimid tüpleri iki paslanmaz çelik boruya yerleştirin ve pim başlığına bağlı paslanmaz çalma tüpüne yapıştırmak için siyanoakrilat tutkal kullanın. Daha sonra, mikro sürücüyü tamamen yukarı vidalayın ve iki çelik tüpün üst ve alt kısmından fazla boruyu kesin. Daha sonra, çapı 75 mikrometre olan iki çıplak gümüş teli 12 santimetre uzunluğa kadar kesin ve hem elektrot arayüz panosundaki zemin bağlantısına hem de kullanılmayan tüm kanallara lehimleyin.Hazırlanan tungsten kablolarından birini 16 kanallı elektrot arayüz panosunun deliklerinden birine itin. Deliğe bir iğne yerleştirin ve bir çift iğne ile bastırın. Bağlantı olup deyanağını kontrol etmek için pim ile kablonun kodsuz tarafı arasındaki direnci ölçün.Referans elektrot için bir 50 mikrometre tel de dahil olmak üzere hazırlanan tüm teller için bu işlemi tekrarlayın. Daha sonra elektrot kablolarını her biri dört telden oluşan iki gruba ayırın ve referans teli yalnız bırakarak her telin sonundaki koli bandı kullanarak bantlayın. Elektrot arayüz tahtasını motorlu bir tornalama cihazının üzerinde tutun ve koli bandı ucunu dört kablodan oluşan bir gruptan cihaza yerleştirin.Saat yönünde 130 mermi uygulayın ve ardından saat yönünün tersine 20 dönüş uygulayın. Sonra, tetrode kapsayacak şekilde siyanoakrilat tutkal uygulayın. Tutkal iyileştikten sonra, tetrode koli bandına yakın kesin.Bu döndürme, yapıştırma ve kesme işlemini diğer tetrode tekrarlayın. İlk olarak, iki milimetre vida ile logger kutusuna mikro sürücü muhafaza takın. Tetrode'ları ve referans elektrotları mikro tahrik gövdesinin arka sideki delikten geçirin.İplik iki silikon tüpler aracılığıyla tetrodes ve iplik 50 mikrometre tungsten tel poliimid tüp ile. Vida mikro dalış tüm yol aşağı ve tüpler için tetrodes ve teller yapıştırmak ve hareket mikro sürücü ile tutarlı olduğundan emin olmak için tüplerin üstüne siyanoakrilat tutkal uygulayın. Mikro sürücüyü en üste kadar vidala.Hareketi önlemek için mikro sürücü gövdesinin içindeki maruz kalan tetrode ve tellere yumuşak petrol uygulayın. Zemin kablolarını pencerenin dışında tutmayı yaparken mikro sürücü gövdesinin önüne epoksi bir ön kesme petri kabı alt penceresi takın. Daha sonra, oda sıcaklığında vulkanize kaplamayı, logger kutusu kapağı ile mikrosürücü gövdesi arasındaki açıkta kalan tetrodelara ve kablolara uygulayın.İstenilen uzunlukta tetrodes ve referans tel kesmek için keskin makas kullanın. Bu kutuya işaretli, exuded polistiren köpük eklemek sonra. Su banyosuna batırıldığında yüzdürme kuvvetinin dengelenmesi için boyutunu ayarlayın.Balığı anestezi ettikten sonra balığı sudan çıkarıp tutucuya yerleştirin. 10 dakika boyunca belirlenen cerrahi sitenin üzerinde deriüzerinde yüzde beş lidokain macun uygulamak için steril bir spatula kullanın. Sonra lidokain çıkarın.İmplant için belirlenen bölgede kafatası üzerinde deri kaldırmak için steril bir sayı 15 bıçak neşter kullanın. Sonra kafatasında dört delik açmak için 0,7 milimetre matkap uçları ile bir diş matkap kullanın. Deliklerden birine siyanoakrilat tutkal uygulayın ve hemen bir milimetre vida takın.Kalan matkap delikleri için bu işlemi tekrarlayın. Bundan sonra, vidalar ve maruz kafatası nın çevre üzerinde diş çimentosu uygulamak için bir diş burnisher kullanın. Diş matkap kullanarak ilgi beyin bölgesi üzerinde çapı beş milimetre olan bir delik yapmak.Kafatası ve beyin arasındaki yağ dokusunu kaldırmak ve kafatasının altındaki büyük kan damarlarına zarar vermemeye dikkat eden beyin bölgesi hedefini ortaya çıkarmak için ince cımbız ve yumuşak mendil kağıdı kullanın. İlk olarak, mikro sürücü gövdesinin alt kısmı kafatasına yakınken elektrotlar beyne sokulacak şekilde implantı indirin. Gövde ve en yakın kafatası vidası arasında diş çimentosu küçük bir miktar uygulayarak kafatası implant takmaya başlayın.Diş çimento ilk bölümü tedavi edildikten sonra ek diş çimentosu uygulayın ve kafatası ve tüm maruz kafatası üzerinde delik kapatın. Balığın solungaçlarını uyandırmak için tatlı suyla yıkdıktan sonra balığı tutucudan çıkarın ve kendi tankına geri yerleştirin. Balığın implantla serbestçe yüzediğinden emin olun.Bu deneylerin amacı, tek hücrelerin nöral aktivitesinin balığın davranışını nasıl kodlar olduğunu incelemektir. Bunu başarmak için bir tetrode dizisi nöral aktivitekaydedilmesine olanak sağlayan serbestçe yüzen japon balığının telensefalon içine yerleştirilir. Kaydedilirken beyin aktivitesi 31, 250 Hertz ve yüksek geçiş 300 Hertz'de veri kaydedici tarafından dijitalleştirilmiştir.Daha sonra çevrimdışı bir yasaklama geçiş filtresi sinyalleri uygulanır ve presorted ham veri her tetrode kanalı ve referans kanalına ayrılır. Sonraki ortak başak sıralama algoritmaları tek hücreli etkinliği karakterize etmek için kullanılır. Öncelikle her kanal en az başak genliği eşiği tarafından el ile süzülür.Birden fazla tetrode veya referans kanalında görünen çiviler de filtrelenir. Algılanan ani artışlar daha sonra el ile kümelenir ve şekil, uzunluk, inter spike aralığı ve ilke bileşen analizi ile filtrelenir. Ameliyattan önce implantın bütünlüğünün kontrol edilebisolması önemlidir.Tetrode standart bir empedans ölçer kullanılarak kontrol edilebilir ve kutu su altında sızıntı için kontrol edilmelidir. Bu yöntem, sistemi tutacak kadar büyük olduğu sürece birçok su hayvanı ile çalışacak şekilde değiştirilebilir. Bu, davranışlarının altında yatan sinirsel mekanizmayı incelemeyi sağlar.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Kemirgenler davranmak yılında Hareketli Silikon Problar tarafından Nöronlar Büyük ölçekli Kaydı

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

Retrograd Floresan Etiketleme Belirlenen Nöronlar gelen Hedefli Hücre dışı Tek ünitesi Kayıt izin verir<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

Larva Zebra balığı olarak önbeyin Elektrofizyolojik Kaydı

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

Transgenik Balık Sağlam Beyin Tespit Edilen nöronlar Elektrik Aktivitesi Kayıt

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

Eşzamanlı Elektrofizyolojik Kayıt ve Suprakiazmatik Nucleus Nöronlar Kalsiyum Görüntüleme

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

Serbestçe Yüzme Zayıf Elektrik Balık Uzun vadeli Davranış Takip

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

Sağlam Yetişkin Zebra balığı Beyin Elektrofizyolojik Kayıt

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

Serbestçe Öğrenmenin üç aşamalı karşısında Güvercinler Hareketli gelen tek nöronların &#39;Aksiyon Potansiyelleri kayıt

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

Serbestçe Böcekler Yürüyüş Beyin Ektraselüler Tel Tetrode Kaydı

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