一个程序植入微丝的有组织阵列的单机录音清醒，举止动物
Summary
植入微丝的组织阵列中单个单元的电生理记录的使用存在许多技术上的挑战。方法来执行这种技术和必要的设备描述。此外，有益利用有组织的微丝阵列由不同的神经次区域具有高空间选择性记录进行了讨论。
Abstract
体内电生理记录在清醒，行为的动物提供了强有力的方法对理解神经信号在单细胞水平。该技术允许实验者在时间和区域研究具体的放电模式，以提供持续的行为相关记录的动作电位。此外，单个单元的记录可以与为了产生神经功能的全面解释了大量的其他技术相结合。在这篇文章中，我们描述了麻醉，准备微丝植入。随后，我们列举了必要的设备和手术步骤，准确地插入微丝数组转换为目标结构。最后，我们简要地描述用于从阵列中的每个单独的电极来记录设备。所述的固定微丝阵列非常适合于慢性注入并允许神经数据的纵向记录在几乎任何行为编写，上。我们讨论了追踪电极轨道进行三角微丝的位置，以及如何以植入微丝结合免疫组化技术，以提高记录结果的解剖特异性。
Introduction
电生理记录让科学家研究生物细胞的电特性。在中枢神经系统中，其中电脉冲作为信号传导机制，这些录音是为了解神经功能1-2特别重要的。在单一单元中记录行为的动物，其已被插入到大脑中的微电极能够在一段时间内神经元的产生动作电位的变化进行记录。
虽然许多技术允许一个记录大脑活动，单机电是最精确的方法，允许的分辨率在单个神经元的水平之一。当空间特异性程度高是需要的，微丝可以用于靶向离散子细胞核或brain3内细胞的合奏。单机录音也受益于高时间分辨率的录音是准确的在微秒级。并且， 在体内唤醒录音允许完整电路的相互作用，与传入和传出突起，全身化学和激素的影响，和生理参数的天然环境。神经信号从感觉输入，运动行为，认知过程，神经化学/药理学，或者某种组合。因此，感觉，运动，认知和化学影响的偏析就必须周密的实验，有效的突发事件和控制，可以允许每个上述影响的评估。总而言之，在录音动物行为让实验者观察多个信息源的集成功能电路内，并推导出电路功能更全面的模型。
单单元记录也具有许多缺点的，其中任何实验者应该意识到受损。首先，录音可能难以进行。事实上，日的性质Ë探头放大器和植入微丝，使空间和时间特异性，这些记录也使得录音易受外来电信号（ 即电气“噪声”）的影响。因此，在一个电系统解决问题的能力，就必须电生理原理和装置的发达技术的理解。同样重要的是要注意，在某些情况下，在细胞外记录记录的电信号可代表多个神经信号的总和。此外，单单元活动的目标区域内的人口活动的普遍性通常可以通过细胞异质性的目标区域内的程度的限制（但参阅卡丁4）。例如，电极可能会偏向于记录高振幅输出神经元，以代替其他细胞。单单元记录的可解释性增加通过组合记录与其它技术包括，但不限于，电气（顺或逆向），化学（ 例如，离子电渗疗法或设计师受体）或光遗传学刺激4，临时神经inactivations，感觉检查5，断开的程序，或免疫组织化学3。
在下面，我们将列举必需的材料和步骤，植入大鼠的组织微丝阵列（尽管该协议可以适于在其他物种中使用）的协议。在我们的实验室中使用的固定阵列的过程和风格已被证明可靠的纵向录音，可以在一个月的时间内维持6-8相同的神经元记录的。这使得这个过程非常适用于研究阶段性反应实验的刺激，塑料改变神经反应，或者学习和动机的机制。
Protocol
Representative Results
Discussion
细胞外记录代表一个强大的实验技术，它可以被纳入几乎所有的实验准备在神经科学。已经植入在有组织的阵列线可被跟踪为它们的轴穿过大脑并进入其靶区域（ 图5A）。当在非绝缘微丝尖端创建一个小的，实验后病变从不锈钢线创建一个小的铁矿床，可以使用溶液精确地标记非绝缘微丝尖端的位置（其中，被记录的单单元） 5％亚铁氰化钾和10％的HCl（ 图5A和5B;</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项研究是由美国国家药物滥用研究所的支持给予DA 006886（MOW）和DA 032270（DJB）。
Materials
| Table 1. List of Surgical Materials | |||
| Gauze | Fisher (MooreBrand) | 19-898-144 | |
| Cotton Swabs | Fisher (Puritan) | S304659 | |
| Nembutal (Pentobarbital) | Sigma Aldrich | P3761 | |
| Atropine Methyl Nitrate | Sigma Aldrich | A0382 | |
| Baytril (Enrofloxacin) | Butler Shein (Bayer) | 1040007 | |
| Ketamine Hydrochloride | Butler Shein | SKU# 023061 | |
| Betadine (Povidone-Iodine) | Fisher (Perdue) | 19-066452 | |
| Stereotax | Kopf | Model 900 | |
| Cauterizing Tool | Stoelting | 59017 | |
| Dissecting Microscope | Nikon | SMZ445 | |
| Dental Drill | Buffalo | 37800 | |
| Bacteriostatic Saline | Bulter Schein | 8973 | |
| Jewlers Skrews | Stoelting | 51457 | |
| Microwire Array | Microprobes | Custom (Flexible) | |
| Ground Wire | Omnetics | Custom Plug | |
| Dental Acrylic | Fisher (BAS) | 50-854-402 | |
| Absorbable Sutures | Fisher (Ethicon) | NC0258473 | |
| Puralube (Opthalamic Ointment/Lubricant) | Fisher (Henry Schein) | 008897 |
| Table 2. List of Surgical Instruments | |||
| 2x Microforceps | George Tiemann & Co. | #160-57 | Multi-use (e.g. clearing debris in skull window) |
| 2x Forceps | George Tiemann & Co. | #160-93 | Multi-use (e.g. tying sutures) |
| 6x Hemostats | George Tiemann & Co. | #105-1125 | Clamp and open incision |
| 1x Small scissors | George Tiemann & Co. | #105-411 | Cut sutures after tying |
| 1x Tissue forceps | George Tiemann & Co. | #105-222 | Holding tissue while suturing |
| 1x Needle holder | George Tiemann & Co. | #105-1259 | Holding suture needle |
| 1x Scalpel holder (with #11 blade) | George Tiemann & Co. | #105-80 (w/ #105-71 blade) | Making skull incision |
| 1x # 22 Scalpel blade | George Tiemann & Co. | # 160-381 | Shaving scalp |
| 1x Surgical Spatula | George Tiemann & Co. | #160-718 | Scraping skull to clear tissue on skull |
| Machine/Jewelers Screws | Various | N/A | 0/80 x 1/8” |
| Table 3. List of Equipment for Recording Electrophysiological Signals | |||
| Microwire Array & Connector | Micro Probe, Inc. (Gaithersburg, MD) | N/A | Cranially implanted in target recording region. Arrays are customized based on desired wire spacing, length, etc. |
| (Part No. Based on array characteristics) | |||
| Unity-Gain Harness/Headstage | M.B. Turnkey Designs (Hillsborough, NJ) | Proj 1200 | Initial amplification of neural signal; allows for propagation of small neural signals. |
| Commutator (& Optional Fluid Swivel) | Plastics One, Inc. (Roanoke, VA) | SL18C | Allows animals to freely rotate while propagating electrical signal to preamp |
| Pre-Amplifier | M.B. Turnkey Designs (Hillsborough, NJ) | Proj 1198 | Differentially amplifies neural signals against a reference electrode. |
| Filter & Amplifier | M.B. Turnkey Designs (Hillsborough, NJ) | Proj 1199 | Band-pass filters and further amplifies the differentially amplified signal. |
| Acquisition Computer | EnGen (Phoenix, AZ) | N/A (Custom Build) | Runs software and hardware for behavioral and neural data acquisition. |
| A/D Card | Data Translation (Marlboro, MA) | DT-3010 | Digitizes neural signals for computer sampling. |
| Digital I/O Card | Measurement Computing (Norton, MA) | PCI CTR-05 | Acquires behavioral inputs and outputs |
References
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