Diseño y montaje de un Microdrive ultraligero motorizado para crónicos Grabaciones neuronales en Pequeños Animales
Summary
El diseño, la fabricación y el montaje de un microdrive ultraligero motorizado se describe. El dispositivo proporciona una solución rentable y fácil de usar para las grabaciones crónicas de unidades individuales en pequeños animales que se comportan.
Abstract
La posibilidad de grabar crónicos a partir de poblaciones de neuronas en los animales que se comportan libremente ha demostrado ser una herramienta muy valiosa para la disección de la función de los circuitos neuronales que subyacen a una serie de comportamientos naturales, incluyendo la navegación, una toma de decisiones 2,3, y la generación de secuencias motoras complejas 4 , 5,6. Los avances en la mecanización de precisión ha permitido la fabricación de dispositivos ligeros adecuados para grabaciones crónicas en animales pequeños, como ratones y pájaros cantores. La capacidad de ajustar la posición del electrodo con pequeños motores controlados a distancia ha aumentado aún más el rendimiento de grabación en diversos contextos de comportamiento mediante la reducción de la manipulación de animales. 6,7
Aquí se describe un protocolo para construir un microdrive ultraligero motorizado para grabaciones de larga duración crónicas en animales pequeños. Nuestro diseño evolucionó a partir de una anterior publicada la versión 7, y ha sido adaptado para garantizar la facilidad de uso y costo efecti-Veness a ser más práctica y accesible para una amplia gama de investigadores. Este diseño probado 8,9,10,11 permite un posicionamiento fino, a distancia de los electrodos en un intervalo de 5 ~ mm y pesa menos de 750 mg cuando se ensamblen. Se presenta el protocolo completo de cómo construir y montar estas unidades, incluidos los dibujos CAD en 3D para todos los componentes microdrive personalizadas.
Protocol
Discussion
El protocolo que aquí se presenta se traducirá en un dispositivo capaz de grabaciones de alta calidad con un mínimo de artefactos de movimiento sólo si se cuida bien con la construcción. El ajuste de la lanzadera en el chasis, si es de fundamental importancia: demasiado apretado y el riesgo de sobrecarga del motor es alto, demasiado flojo y el riesgo de los artefactos de movimiento significativo es alta. Un ajuste ideal permitirá que el servicio de transporte para viajar toda la longitud del eje roscado sin inclin…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el Ester y José Klingenstein Fondo, el Fondo de Dotación McKnight, y 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 |
Referências
- 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).
