Registrazione extracellulare multicanale in topi che si muovono liberamente

Sommario

Il protocollo descrive la metodologia di registrazione extracellulare nella corteccia motoria (MC) per rivelare le proprietà elettrofisiologiche extracellulari in topi coscienti che si muovono liberamente, nonché l'analisi dei dati dei potenziali di campo locale (LFP) e dei picchi, utile per valutare l'attività neurale della rete alla base dei comportamenti di interesse.

Abstract

Il protocollo ha lo scopo di scoprire le proprietà del firing neuronale e dei potenziali di campo locale (LFP) di rete in topi che si comportano svolgendo compiti specifici, correlando i segnali elettrofisiologici con il comportamento spontaneo e/o specifico. Questa tecnica rappresenta un valido strumento per studiare l'attività della rete neuronale alla base di questi comportamenti. L'articolo fornisce una procedura dettagliata e completa per l'impianto di elettrodi e la conseguente registrazione extracellulare in topi coscienti che si muovono liberamente. Lo studio include un metodo dettagliato per l'impianto degli array di microelettrodi, l'acquisizione dei segnali LFP e spiking neuronali nella corteccia motoria (MC) utilizzando un sistema multicanale e la successiva analisi dei dati offline. Il vantaggio della registrazione multicanale negli animali coscienti è che è possibile ottenere e confrontare un numero maggiore di neuroni spiking e sottotipi neuronali, il che consente di valutare la relazione tra un comportamento specifico e i segnali elettrofisiologici associati. In particolare, la tecnica di registrazione extracellulare multicanale e la procedura di analisi dei dati descritta nel presente studio possono essere applicate ad altre aree cerebrali quando si conducono esperimenti su topi comportamentali.

Introduzione

Il potenziale di campo locale (LFP), una componente importante dei segnali extracellulari, riflette l'attività sinaptica di grandi popolazioni di neuroni, che formano il codice neurale per comportamenti multipli¹. Si ritiene che i picchi generati dall'attività neuronale contribuiscano alla LFP e siano importanti per la codifica neurale². È stato dimostrato che le alterazioni dei picchi e delle LFP mediano diverse malattie cerebrali, come il morbo di Alzheimer, così come le emozioni come la paura, ^ecc.3,4. Vale la pena notare che molti studi hanno evidenziato che ....

Protocollo

Tutti i topi sono stati ottenuti commercialmente e mantenuti in un ciclo di 12 ore di luce/12 ore di buio (luce accesa alle 08:00 ora locale) a una temperatura ambiente di 22-25 °C e un'umidità relativa del 50%-60%. I topi avevano accesso a una fornitura continua di cibo e acqua. Tutti gli esperimenti sono stati condotti in conformità con le Linee guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio della South China Normal University e approvati dal Comitato Etico Istituzionale per gli Animali. Per gli esperimenti sono stati utilizzati topi maschi C57BL/6J di età compresa tra 3 e 5 mesi.

1. Assemblaggio del sistema di microazioname....

Risultati

È stato applicato un filtro passa-alto (250 Hz) per estrarre i picchi multi-unità dai segnali grezzi (Figura 6A). Inoltre, sono state verificate le unità registrate dal MC di un topo normale ordinate per PCA (Figura 7A-D) e sono state registrate la larghezza della valle e la durata della forma d'onda delle unità nel MC del topo. I risultati hanno mostrato che sia l'ampiezza della valle che la durata della forma d'onda dei neuron.......

Discussione

La registrazione multicanale nei topi che si muovono liberamente è stata considerata una tecnologia utile negli studi di neuroscienze, ma è ancora piuttosto difficile per i principianti registrare e analizzare i segnali. Nel presente studio, forniamo linee guida semplificate per la realizzazione di sistemi di micro-azionamento e l'esecuzione dell'impianto di elettrodi, nonché procedure semplificate per l'acquisizione e l'analisi dei segnali elettrici tramite software di smistamento dei picchi e software per l'an.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
connettore maschio da 2,54 mm	YOUXIN Electronic Co., Ltd.	1 x 5	Applicazione per il micro-drive mobile che può scorrere sui suoi stulls.
Adobe Illustrator CC 2017	Adobe	N/A	Per ottimizzare le immagini da GraphPad.
BlackRock Microsystems	Blackrock Neurotech	Cerebus	Questo sistema include headsatge, convertitore DA, amplificatore e computer.
Dado in ottone	Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd.	Dado in ottone M0.8	Il dado fissa la posizione della vite.
Vite in ottone	Dongguan Gaosi Technology Co., Ltd.	Vite in ottone M0,8 x 11 mm	Una vite che tiene il microazionamento mobile.
C57BL/6J	Guangdong Zhiyuan Biomedical Technology Co., LTD.	N/A	12 settimane di età.
Provetta da centrifuga	Biosharp	15 mL; BS-150-M	Per conservare il cervello dei topi con saccarosio.
Conduzione di vernice	Structure Probe, Inc.	7440-22-4	Per migliorare la qualità del collegamento dei cavi tra i pin del connettore e i fili Ni.
Nastro conduttivo in lamina di rame	3M	1181	Per ridurre le interferenze.
Connettore	YOUXIN Electronic Co., Ltd.	2 x 10P	Per collegare la testata al sistema di microazionamento.
Alimentatore CC	Maisheng	MS-305D	Un dispositivo di alimentazione per lesioni elettrolitiche.
Cemento dentale	Shanghai New Century Dental Materials Co., Ltd.	N/A	Per fissare gli array di elettrodi sul cranio del topo dopo aver terminato l'impianto.
Convertitore analogico digitale	Blackrock	128-Channel	Un dispositivo che converte i dati digitali in segnali analogici.
Resina epossidica	Alteco	N/A	Per coprire i perni.
Excel	Microsoft	N/A	Per riepilogare i dati dopo l'analisi.
Forbici per gli occhi	JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd.	N/A	Per interventi chirurgici o per il taglio del filo di Ni-cromo.
Pinza fine	JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd.	N/A	Per la chirurgia.
Forcipe	JiangXi YuYuan Medical Equipment Co., Ltd.	N/A	Per la chirurgia o il montaggio del sistema micro-drive.
Microtomo di congelamento	Leica	CM3050 S	Taglia il topo' s cervello in fette
Tubo capillare in silice fusa	Zhengzhou INNOSEP Scientific Co., Ltd.	TSP050125	Serve come tubi guida per fili Ni-cromo.
Microelettrodo di vetro	Sutter Instrument Company	BF100-50-10	Per contrassegnare le posizioni desiderate per l'impianto utilizzando l'inchiostro riempito.
GraphPad Prism 7	GraphPad Software	N/A	Per analizzare e visualizzare i risultati.
tecnologie Polymicro	tubo guida	1068150020	Per caricare fili Ni-cromo.
Headstage	Blackrock	N/A	Uno strumento di trasmissione dei segnali.
Palloncino ad elio	Yili Festive products Co., Ltd.	24 pollici	Per compensare il peso del palco e del sistema di microazionamento.
Inchiostro	Sailor Pen Co., LTD.	13-2001	Per contrassegnare le posizioni desiderate per l'impianto.
Tintura di iodio	Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.	N/A	Per disinfettare il cuoio capelluto del topo.
Lincomicina in cloridrato e lidocaina cloridrato gel	Hubei kangzheng pharmaceutical co., ltd.	10g	Un farmaco usato per ridurre l'infiammazione.
Meloxicam	Vicki Biotechnology Co., Ltd.	71125-38-7	Per ridurre il dolore postoperatorio nei topi.
Micromanipolatori	Scientifica	Scientifica IVM Triple	Per l'impianto di array di elettrodi.
Microscopio	Nikon	ECLIPSE Ni-E	Cattura le immagini delle sezioni cerebrali
nanoZ Tester di impedenza	Plexon	nanoZ	Per misurare l'impedenza o eseguire la spettroscopia di impedenza degli elettrodi (EIS) per array di microelettrodi multicanale.
NeuroExplorer	Plexon	NeuroExplorer	Uno strumento per l'analisi dei dati elettrofisiologici.
NeuroEsploratore	Plexon, USA	N/A	software.
Filo Ni-cromo	California Fine Wire Co.	M472490	35 μ m Filo Ni-cromo.
Smistatore Offline	Plexon	Smistatore Offline	Uno strumento per lo smistamento delle multi-unità registrate.
Scheda PCB	Hangzhou Jiepei Information Technology Co., Ltd.	N/A Scheda progettata al	computer.
Pentobarbital	Sigma	P3761	Per anestetizzare i topi.
Pentobarbital sodico	Sigma	57-33-0	Per anestetizzare il topo.
Pompa peristaltica	Longer	BT100-1F	Un dispositivo utilizzato per la perfusione
Poliformaldeide	Sangon Biotech	A500684-0500	Il componente principale della soluzione fissativa per la fissazione del cervello del topo
Fornitore verificato < >4	Tianjin Jinbolan Fine Chemical Co., Ltd.	13454-96-1	Preparazione per liquido di doratura.
Saline	Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.	N/A	Per pulire il cranio del topo.
Fornitore verificato - Silver wire	Suzhou Xinye Electronics Co., Ltd.	Diametro 2 mm	Applicabile per elettrodi di terra e di riferimento.
Trapano per cranio	RWD Life Science	78001	Per praticare con cura due piccoli fori sul cranio del topo.
Viti in acciaio inox	YOUXIN Electronic Co., Ltd.	M0,8 x 2	Per proteggere il sistema di microazionamento e collegare gli elettrodi di terra e di riferimento.
Apparato stereotassico	RWD Life Science	68513	Per eseguire le coordinate stereotassiche della corteccia motoria bilaterale.
Saccarosio	Damao	57-50-1	Per disidratare il cervello del topo  dopo la perfusione.
Super colla	Henkel AG & Co.	PSK5C	Per fissare il tubo guida e il filo Ni-cromo.
Regolatore di temperatura	Harvard Apparatus	TCAT-2	Per mantenere la temperatura rettale del topo a 37 gradi; C
Tetraciclina unguento per gli occhi	Guangdong Hengjian Pharmaceutical Co., Ltd.	N/A	Per proteggere gli occhi del topo durante l'intervento chirurgico.
Thread	Rapala	N/A	Per collegare il pallone e l'headstage.
Vaselina	Unilever plc	N/A	Per coprire lo spazio tra le schiere di elettrodi e il cranio del topo.

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