Method Article

بناء أقطاب كهربائية دقيقة محلية محتملة المجال للتسجيلات في الجسم الحي من هياكل دماغية متعددة في وقت واحد

DOI:

10.3791/63633

⸱

March 14th, 2022

 ,  ,  ,  , 
1Department of Neurology, University of Virginia, 2UVA Brain Institute, University of Virginia

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يصف هذا البروتوكول بناء صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة المصممة خصيصا لتسجيل إمكانات المجال المحلي في الجسم الحي من هياكل دماغية متعددة في وقت واحد.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

غالبا ما يحتاج الباحثون إلى تسجيل إمكانات المجال المحلي (LFPs) في وقت واحد من العديد من هياكل الدماغ. يتطلب التسجيل من مناطق الدماغ المرغوبة المتعددة تصميمات مختلفة للأقطاب الكهربائية الدقيقة ، ولكن صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة المتاحة تجاريا غالبا ما لا توفر مثل هذه المرونة. هنا ، يحدد البروتوكول الحالي التصميم المباشر لمصفوفات الأقطاب الكهربائية الدقيقة المصممة خصيصا لتسجيل LFPs من هياكل دماغية متعددة في وقت واحد على أعماق مختلفة. يصف هذا العمل بناء الأقطاب الكهربائية الثنائية القشرية والمخططة والبطنية الجانبية والكهربائية الدقيقة كمثال. يوفر مبدأ التصميم المحدد المرونة ، ويمكن تعديل الأقطاب الكهربائية الدقيقة وتخصيصها لتسجيل LFPs من أي هيكل عن طريق حساب الإحداثيات المجسمة وتغيير البناء بسرعة وفقا لذلك لاستهداف مناطق الدماغ المختلفة في الفئران التي تتحرك بحرية أو تخديرها. يتطلب تجميع microelectrode أدوات ولوازم قياسية. تسمح صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة المخصصة للمحققين بتصميم صفائف microelectrode بسهولة في أي تكوين لتتبع النشاط العصبي ، مما يوفر تسجيلات LFP بدقة مللي ثانية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

إمكانات المجال المحلي (LFPs) هي الإمكانات الكهربائية المسجلة من الفضاء خارج الخلية في الدماغ. يتم إنشاؤها بواسطة اختلالات تركيز الأيونات خارج الخلايا العصبية وتمثل نشاط مجموعة صغيرة وموضعية من الخلايا العصبية ، مما يسمح بمراقبة نشاط منطقة معينة من الدماغ بدقة مقارنة بتسجيلات EEG على نطاق واسع1. كتقدير ، تتوافق الأقطاب الكهربائية الدقيقة LFP المفصولة ب 1 مم مع مجموعتين مختلفتين تماما من الخلايا العصبية. في حين يتم ترشيح إشارة EEG بواسطة أنسجة المخ والسائل الدماغي الشوكي والجمجمة والعضلات والجلد ، فإن إشارة LFP هي علامة موثوقة للنشاط العصبي المحلي1.

غالبا ما يحتاج الباحثون إلى تسجيل LFPs في وقت ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على هذا العمل من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات بجامعة فرجينيا. تم استخدام C57Bl / 6 فئران من كلا الجنسين (7-12 أسبوعا) للتجارب. تم الحفاظ على الحيوانات في دورة مظلمة مدتها 12 ساعة / 12 ساعة من الضوء وكان لديها إمكانية الوصول إلى الطعام والماء.

1. بناء القطب الدقيق

  1. لبناء الأقطاب الكهربائية الدقيقة ، استخدم سلك النيكل والكروم المطلي بالديميل 50 ميكرومتر (انظر جدول المواد). قم بشريط أحد طرفي السلك في الجزء الخلفي من المنصة ولف السلك ثلاث مرات حول أقرب مقبض على المنصة (الشكل 1A ، C).
    ملاحظة: تم استخدام منصة أكريليك مع مقبضين (....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذا العمل ، تم استخدام الأقطاب الكهربائية الدقيقة LFP لرسم خريطة للنوبة المنتشرة عبر العقد القاعدية11. تم إجراء تسجيلات LFP المتزامنة من القشرة المخية اليمنى قبل الحركية (حيث كان تركيز النوبة) و VL الأيسر والمخطط و SNR (الشكل 4). تم تحديد بداية النوبة على أنها انحراف في أثر الجهد على الأقل ضعف خط الأساس (الشكل 4A ، السهم الأحمر). ويبين مخطط طيف القدرة11 التوزيعات الترددية لل LFPs المسجلة (ال.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تاريخيا ، تم استخدام صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة على نطاق واسع لتسجيل النشاط العصبي من منطقة معينة في الدماغ ذات أهمية2،3،4،5،6،7،8،9،13. ومع ذلك ، فإن تصميم microelectrode السهل لدينا يسمح بالتسجيل من هياكل متعددة في.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل المعهد الوطني للصحة (RO1 NS120945 ، R37NS119012 إلى JK) ومعهد UVA للدماغ.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
مكبر للصوت 16 قناةأنظمة AMنموذج 3600مكبر للصوت
رأب القحف الأسمنتColtenePerm Reeline / Repair Resin Type II Class I Shade - ClearCement لحمل الأقطاب الكهربائية
الدقيقة Cryostat MicrotomePrecisionaryCF-6100لتقطيع الدماغ
سلك النيكل والكروم المطليبالدياميل جونسون ماتي Inc.50 وميكرو ؛ مسلك القطب الكهربائي
الدقيق DremelDremel300 Seriesلحفر ثقوب في جمجمة الماوس
EpoxyCEC CorpC-POXY 5لاصق سريع
الإعداد Hemostatأيلعقد سماعة الرأس
ملقطأيلحمل أقطاب كهربائية
دقيقة مجهر ضوئينيكونSMZ-10لرؤية المحاذاة
مقياس الأومترأيلقياس
دبابيس المقاومة (الرؤوس والمقابس المطابقة)وصلات Mill-Max، سلسلة 833 ، رؤوس ومآخذ تثبيت سطح الجناح النورس 2 مملربط الأقطاب الكهربائية الدقيقة بمجموعة
أنابيب PolymicroNeuralynxID 100 & plusmn ؛ 04 & micro ؛ م ، OD 164 & plusmn ؛ 06 ومايكرو; م ، سمك الطلاء 12 ومايكرو ؛ مأنابيب زجاجية
محفز النبضأنظمة AMموديل 2100لتحديد موقع القطب الكهربائي الدقيق في نهاية التسجيلات
مقصأيلقطع الأقطاب الكهربائية الدقيقة
SuperglueGorillaAdhesive
سلك سميك 0.008 بوصة. &ndash ؛ 0.011 بوصة.أنظمة AM791900سلك علامة لعقد مجموعة الأقطاب الكهربائية
الدقيقة سلك رفيع 0.005 بوصة. - 0.008 بوصة.أنظمة AM791400سلك رفيع للإشارة والأرض

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents-EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13, 407-420 (2012).
  2. Hubel, D. H., Wiesel, T. N. Receptive fields of single neurones in the cat's stri....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Local Field PotentialsMicroelectrode ArraysIn Vivo RecordingsBrain StructuresCustom MicroelectrodesStereotaxic CoordinatesNeuronal ActivityCortical ElectrodesStriatal MicroelectrodesMillisecond Resolution

Related Articles