Großflächige Aufnahme von Neuronen durch Movable Silicon Probes in Behaving Nagetiere
Summary
Wir beschreiben Methoden zur großflächigen Erfassung von mehreren Einzelgeräten und lokalen Bereich Potential in Nagetieren verhalten mit Silizium-Sonden. Antrieb Fertigung, Sonde Befestigung an der Antriebs-und Sonde Implantation Prozesse sind in ausreichender Details für eine einfache Replikation dargestellt.
Abstract
Eine große Herausforderung in den Neurowissenschaften ist die Verknüpfung mit dem kollektiven Verhalten Aktivität neuronaler Baugruppen. Verständnis der Input-Output-Beziehungen von Neuronen und Schaltungen erfordert Methoden, mit der räumlichen Selektivität und zeitlicher Auflösung geeignet für mechanistische Analyse von neuronalen Ensembles in der Tier verhält, dh die Aufnahme von großen Proben repräsentativ isolierter einzelner Neurone. Ensemble Überwachung der neuronalen Aktivität hat sich in den vergangenen zehn Jahren in kleinen und mit großem Gehirn Tiere, einschließlich der menschlichen Probanden 1-11 fortgeschritten ist. Multiple-Ort-Aufnahme mit Silizium-basierten Geräte sind besonders effektiv, da sie hochgradig skalierbar, kleines Volumen und geometrisches Design.
Hier beschreiben wir mehrere Methoden zur Erfassung einzelner Neurone und lokale Feld Potential in Nagetieren zu verhalten, mit handelsüblichen mikrobearbeiteten Silizium-Sonden mit maßgeschneiderten Zubehör-Komponenten. Es gibt zwei grundlegende Optionen foder die Anbindung an Silizium-Sonden-Vorverstärker: Leiterplatten und flexiblen Kabeln. Probe Zulieferfirmen ( http://www.neuronexustech.com/ ; http://www.sbmicrosystems.com/ ; http://www.acreo.se/ ) bieten in der Regel die Bonding-Service und liefern Sonden gebunden an Leiterplatten oder flexible Leitungen. Hier beschreiben wir die Implantation eines 4-Schaft, 32-Seite Sonde an flexiblen Polyimid-Kabel und an einem beweglichen Microdrive. Jeder Schritt der Sonde Vorbereitung wird Microdrive Konstruktion und Operation dargestellt, so dass der Endanwender kann problemlos replizieren Sie den Vorgang.
Protocol
Discussion
Dieser Film zeigt die Implantation von Silizium-Sonden für chronische großflächige Aufnahmen in der Ratte zu verhalten. Kritische Schritte, um hochwertige Aufnahmen der neuronalen Aktivität zu gewährleisten ergeben sich aus der Zerbrechlichkeit der sowohl biologische (Hirngewebe) und technische (Silizium-Sonde) Materialien. Besondere Vorsicht ist geboten beim Umgang mit der Sonde, um jeglichen Kontakt von Schäften mit jedem remote "harte" Oberfläche (zum Beispiel die Schäfte brechen würde, wenn man ve…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Marie Curie International Outgoing Fellowship (Europäischen Union FP/2007-2013 Finanzhilfevereinbarungen # 221834 und 254780), JD McDonnell Foundation, NSF Grant SBE 0542013, National Institutes of Health Grants NS034994, National Institute of Mental Health Grants MH5467 und das Howard Hughes Medical Institute (Janelia Farm Research Campus Finanzhilfe).
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| Silicon probe Buzsaki32, 4 shanks x 8 sites. Packaging: flexible polyamide cable | Material | NeuroNexus | Probe: buzsaki32 Packaging: HC32 |
Recording probe |
| Round Brass Screw, 00-90 x 1/2 Round Brass Screws | Material | JIMorris | R0090B500 | Drive part |
| Brass Hex Nut, 00-90 | Material | JIMorris | N0090B | Drive part |
| Brass C260 Strip, ASTM-B36 Thickness: 0.025″, Length: 12″, Width: 1/2″ |
Material | Small Parts | B000FMYU72 | Drive part |
| Connector Header, pitch 2mm, male, single row, straigt, 36 positions | Material | Digikey | 2163S-36-ND | Drive part |
| 2-part Sylgard silicon Elastomer | Material | World Precision Instruments | SYLG184 | To extra-insulate the probe |
| Decon Contrad 70 Liquid Detergent | Reagent | Fisher Scientific | 04-355 Decon Laboratories No.:1002 |
To clean the recording sites |
| Impedance Conditioning Module | Equipment | FHC Inc. | 55-70-0 | Impedance meter |
| niPOD – 32 channels | Equipment | Neuronexus | niPOD -32 | Impedance meter |
| Grip Cement Industrial Grade | Material | Caulk Dentsply | 675571 (powder) 675572 (solvent) |
Grip cement |
| 1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine perchlorate (‘DiI’; DiIC18(3)) | Reagent | Invitrogen | D282 | To stain the probe track in the brain |
| Stainless Steel Machine Screw, Binding Head, Slotted Drive, #00-90, 1/8″ | Material | Small Parts | MX-0090-02B | Ground and reference screws |
| Magnet wire, 20G, nylon-polyurethane coating, MW80 | Material | Small Parts | B000IJYRP2 | Ground and reference wire |
| Stainless Steel Machine Screw, Binding Head Slotted Drive, #000-120, 1/16″ | Material | Small Parts | MX-000120-01B | Anchor screws |
| N-3 All purpose Flux Liquid | Reagent | La-Co (Markal) | 23512 | Allows to solder stainless-steel |
| MicroGrid Precision Expanded Copper | Material | Dexmet | 3 CU6-050 FA | Copper mesh for on-head Faraday cage |
| C&B-METABOND Quick! Cement System – Dentin Activator | Material | Parkell | S380 | |
| C&B-METABOND Quick! Cement System – Dental cement | Material | Parkell | S380 | |
| Sharp point tungsten needle and holder | Tool | Roboz Surgical instruments | RS-6064 and RS-6061 | To make the hook to lift the dura |
| Carbide Bur HP 1/4 | Tool | Henry Schein | 9990013 | |
| Paraffin (Granules) | Material | Fisher Scientific | P31-500 | |
| Mineral Oil, Light (NF/FCC) | Material | Fisher Scientific | O121-1 | |
| GC ELECTRONICS 10-114 2-Part Epoxy Adhesive | Material | Newark | 00Z416 | |
| Type 1 LITZ 21 AWG 40/36 Red Single Polyurethane-Nylon (MW80-C) TO 0.041″+/-0.002″ OD | Material | New England Wire Technologies Corporation | N28-36E-400-2 | To make the cable between the headstage and the amplifier |
| 32-channel Very Large Scale Integration headstage, 20x gain | Equipment | Plexon | HST/32V-G20 | Headstage |
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