Konstruktion och montering av en Motoriserad Ultralätt Microdrive för kronisk neurala inspelningar i små djur
Summary
Utformning, tillverkning och montering av en ultralätt motoriserade Microdrive är beskrivet. Enheten ger en kostnadseffektiv och enkel att använda lösningen för kroniska inspelningar av enstaka enheter i små beter djur.
Abstract
Möjligheten att kroniskt spela in från populationer av nervceller i fritt beter djur har visat sig vara ett ovärderligt verktyg för att dissekera funktion av neurala kretsar bakom en mängd olika naturliga beteenden, däribland navigering 1, beslutsfattande 2,3, och uppkomsten av komplexa rörelsesekvenser 4 , 5,6. Framsteg inom precisionsbearbetning har gjort för tillverkning av lätta som passar kroniska inspelningar i små djur, såsom möss och sångfåglar. Möjligheten att justera elektroden läge med små fjärrstyrda motorer har ytterligare ökat inspelningen avkastning i olika beteendemässiga sammanhang genom att minska djurens hantering. 6,7
Här beskriver vi ett protokoll för att bygga en ultralätt motordrivet Microdrive för långsiktiga kroniska inspelningar i små djur. Vår design utvecklats från en tidigare publicerad version 7, och har anpassats för enkel användning och kostnadseffektivitet effectiVeness att vara mer praktiskt och tillgängligt för ett brett spektrum av forskare. Denna beprövade konstruktion 8,9,10,11 tillåter fin, fjärr placering av elektroder över en rad ~ 5 mm och väger mindre än 750 mg när färdigmonterad. Vi presenterar hela protokollet för hur man bygger och montera dessa enheter, inklusive 3D CAD-ritningar för alla anpassade Microdrive komponenter.
Protocol
Discussion
Protokollet presenteras här kommer att resultera i en anordning som kan högkvalitativa inspelningar med minimala rörelseartefakter om lämplig vård tas med byggandet. Passningen av skytteln i chassit om av avgörande betydelse: alltför snäv och risken för överbelastning av motorn är hög, för löst och risken för betydande rörelseartefakt är hög. En perfekt passform gör det möjligt för buss resa hela längden av den gängade axeln utan att luta ur läge eller pladder.
Val av…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av Ester och Josef Klingenstein fonden, McKnight Endowment Fund och 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).
