Progettazione e assemblaggio di un ultraleggero motorizzato per Microdrive croniche Recordings neurali in animali di piccola taglia
Summary
L', fabbricazione progettazione e montaggio di un ultraleggero motorizzato microdrive è descritto. Il dispositivo offre una soluzione economica e facile da usare per le registrazioni croniche di singole unità in piccoli animali che si comportano.
Abstract
La possibilità di registrare cronicamente da popolazioni di neuroni negli animali che si comportano liberamente si è rivelato uno strumento prezioso per dissezionare la funzione dei circuiti neurali alla base di una serie di comportamenti naturali, tra cui navigazione 1, decisionali 2,3, e la generazione di sequenze motorie complesse 4 , 5,6. Progressi nella lavorazione di precisione ha permesso la realizzazione di leggeri dispositivi adatti per registrazioni croniche nei piccoli animali, come topi e canori. La possibilità di regolare la posizione degli elettrodi con piccoli motori controllati a distanza è ulteriormente aumentato il rendimento di registrazione in vari contesti comportamentali riducendo trattamento degli animali. 6,7
Qui si descrive un protocollo per costruire un ultraleggero microdrive motorizzato per le registrazioni croniche di lunga durata nei piccoli animali. Il nostro progetto si è evoluto da una precedente pubblicazione versione 7, ed è stato adattato per la facilità d'uso e costo-efficaVeness di essere più pratico e accessibile a una vasta gamma di ricercatori. Questo progetto provato 8,9,10,11 consente multa, posizionamento remoto di elettrodi in un range di ~ 5 mm e un peso inferiore a 750 mg una volta completamente assemblato. Vi presentiamo il protocollo completo per come costruire e montare queste unità, tra cui disegni CAD 3D per tutti i componenti personalizzati microdrive.
Protocol
Discussion
Il protocollo qui presentato si tradurrà in un dispositivo in grado di registrazioni di alta qualità con minimi artefatti di movimento solo se si prenda cura con la costruzione. L'adattamento della navetta nel telaio se di importanza critica: troppo stretto e il rischio di sovraccarico del motore è alto, troppo lento e il rischio di artefatti da movimento significativo è alta. Una misura ideale permetterà la navetta di viaggiare tutta la lunghezza dell'albero filettato senza ribaltamento fuori della posizio…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dal Ester e Giuseppe Klingenstein Fondo, il Fondo di dotazione McKnight, e NINDS 1R01NS066408-01A1.
Materials
| Name of item | Company | Catalogue number | Comments |
| Chassis | custom | Cut from PEI | |
| Electrode Shuttle | custom | Cut from PEI | |
| Shuttle Tubes | custom | Cut from Stainless Steel | |
| Connector | Omnetics | A7886-001 | Mates to A7877-001 |
| Motor w/ Gearhead | Faulhaber | 0206-A-001-B-021-47:1 | |
| Wire Guide | Small Parts, Inc | SWPT-0113-12 | |
| Electrode Guide | Small Parts, Inc | SWPT-0045-12 | |
| 10MΩ Pt-Ir electrodes | Microprobes, Inc | PI2PT310.0H3 | |
| Platinum Wire | A-M Systems | 772000 | For electrode wires |
| Silver Wire | A-M Systems | 786000 | For ground wire |
| Tungsten Wire | A-M Systems | 797000 | For electrode pins |
| Transparency | 3M | AF4300 | |
| Torr Seal | Varian | 9530001 | |
| Kwik-Cast | WPI | KWIK-CAST | |
| Cyanoacrylate | Krazy Glue | KG517 | |
| Fast-Set Epoxy | Hardman | 04001 | |
| Light Mineral Oil | Sigma | M5310 | |
| Chlorine bleach | |||
| Diagonal cutters | |||
| Scalpel blade | |||
| Forceps | |||
| Drive jig | custom | Epoxy the mating connector to a syringe or stick | |
| Small Vice |
Riferimenti
- O’Keefe, J., Dostrovsky, J. The hippocampus as a spatial map. Brain Research. 34, 171-175 (1971).
- Pennartz, C. M., Berke, J. D., Graybiel, A. M., Ito, R., Lansink, C. S., van der Meer, M., Redish, A. D., Smith, K. S., Voorn, P. . Corticostriatal Interactions during Learning, Memory Processing, and Decision. 29, 12831-12838 (2009).
- Kepecs, A., Uchida, N., Zariwala, H., Mainen, Z. F. Neural correlates, computation, and behavioural impact of decision confidence. Nature. 455, 227-2231 (2008).
- Hahnloser, R. H. R., Kozhevnikov, A. A., Fee, M. S. An ultra-sparse code underlies the generation of neural sequences in a songbird. Nature. 419, 65-70 (2002).
- Leonardo, A., Fee, M. S. Ensemble Coding of Vocal Control in Birdsong. J. Neurosci. 25 (3), 652-661 (2005).
- Yamamoto, J., Wilson, M. A. Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals. J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).
- Fee, M. S., Leonardo, A. Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals. J. Neurosci. Methods. 112, 83-94 (2001).
- Ölveczky, B. P., Otchy, T. M., Goldberg, J. H., Aronov, D., Fee, M. S. Changes in the neural control of a complex motor sequence during learning. J. Neurophys. 106, 386-397 (2011).
- Otchy, T. M., Ölveczky, B. P. Effects of Sensory Experience on the Development and Maintenance of a Motor Program Underlying a Complex Motor Sequence. Soc. for Neurosci. Abstr. , (2011).
- Goldberg, J. H., Adler, A., Bergman, H., Fee, M. S. Singing-related neural activity distinguishes two putative pallidal cell types in the songbird basal ganglia: comparison to the primate internal and external pallidal segments. J. Neurosci. 30 (20), 7088-7098 (2010).
- Goldberg, J. H., Fee, M. S. Singing-related neural activity distinguishes four classes of putative striatal neurons in the songbird basal ganglia. J. Neurophys. 103 (4), 2002-2014 (2010).
- Venkatachalam, S., Fee, M. S., Kleinfeld, D. Miniature headstage with 6-channel drive and vacuum-assisted microwire implantation for chronic recording from neocortex. J. Neurosci. Methods. 90, 37-46 (1999).
- Shirvalkar, P. R., Shapiro, M. L. Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze. J. Vis. Exp. (44), e2155 (2010).
