Construção de Matrizes Microdrive para gravações Neurais crônica na Awake Mice comportam
Summary
A concepção e montagem de microdrives no registros eletrofisiológicos in vivo de sinais do cérebro do rato é descrito. Anexando pacotes de microeletrodos para portadores de driveable resistentes, estas técnicas permitem gravações neurais de longo prazo e estável. O design leve permite o desempenho comportamental irrestrito pelo animal após a implantação da unidade.
Abstract
Registros eletrofisiológicos State-of-the-art de cérebros de animais se comportando livremente permitem aos pesquisadores examinar simultaneamente potenciais de campo locais (LFPs) de populações de neurônios e os potenciais de ação das células individuais, como o animal se engaja em tarefas experimentalmente relevantes. Microdrives cronicamente implantados permitem gravações do cérebro para durar por períodos de várias semanas. Unidades miniaturizados e componentes leves permite que esses gravações a longo prazo para ocorrer em pequenos mamíferos, tais como ratos. Usando tetrodes, que consistem em feixes firmemente trançado de quatro eléctrodos, em que cada fio tem um diâmetro de 12,5 um, é possível isolar neurónios fisiologicamente activos superficiais nas regiões do cérebro tais como o córtex cerebral, hipocampo dorsal e subículo, bem como regiões mais profundas, tais como o estriado e amígdala. Além disso, esta técnica segura, de alta fidelidade as gravações neurais estáveis como o animal é desafiado com uma variety de tarefas comportamentais. Este manuscrito descreve várias técnicas que foram otimizados para gravar a partir do cérebro do rato. Primeiro, vamos mostrar como fabricar tetrodes, carregá-los em tubos de driveable e dourar as pontas, a fim de reduzir a sua impedância de mohms a gama kohms. Em segundo lugar, vamos mostrar como construir um conjunto microdrive personalizado para transportar e mover os tetrodes verticalmente, com o uso de materiais mais baratos. Em terceiro lugar, vamos mostrar os passos para a montagem de um Microdrive disponível comercialmente (Neuralynx VersaDrive), que é projetado para transportar tetrodes independentemente móveis. Por fim, apresentamos resultados representativos de potenciais de campo locais e sinais single-unit obtidos no subiculum dorsal de ratos. Estas técnicas podem ser facilmente modificado para acomodar diferentes tipos de conjuntos de eléctrodos e os regimes de gravação no cérebro do rato.
Introduction
A utilização da técnica de microeléctrodo para gravar sinais neuronais extracelulares in vivo, tem uma longa tradição e valorizados na neuroscience 1, 2. A capacidade de gravar a atividade elétrica de várias regiões do cérebro em animais se comportando livremente, no entanto, uma tecnologia mais recente que está se tornando cada vez mais comuns, como os pacotes de software para a aquisição, análise e discriminação de sinais neurais torna-se mais sofisticada e user-friendly 3, 4. Os avanços tecnológicos do lado do software foram também acompanhadas por uma redução no peso e volume dos dispositivos implantáveis, que foram dimensionados de maneira suficiente para gravar em pequenos mamíferos, tais como ratos. A utilização de componentes de plástico leves (principalmente), os investigadores são capazes de construir microdrives que permitem o posicionamento independente de eléctrodos ou tetrodos para segmentar uma ampla variedade de regiões cerebrais 5-7. Mesmo estruturas cerebrais profundas, tais como o6 amígdala e do estriado 5, pode ser rotineiramente alvo com a seleção de um parafuso de unidade adequadamente longo. Estas técnicas de gravação permitem aos pesquisadores obter sinais neurais de alta fidelidade e estão em registrar a atividade elétrica dos neurônios registrados intracelular 8, 9. Usando esses tipos de microdrives, registramos com sucesso-unidades individuais de ratos por até dois meses após o implante 10. Além disso, a natureza dos dispositivos leve (cerca de 1,5-2,0 g) resultou em desempenho comportamental, que é comparável aos ratos não-implantados em muitas funções comportamentais. Em particular, temos demonstrado que camundongos implantados apresentam desempenho normal na novela tarefa de reconhecimento de objeto 10 ea tarefa lugar de objeto (dados não publicados).
O uso de microdrives acoplados a vários tetrodes permite aos pesquisadores para monitorar e analisar a atividade neural no nível de redeao mesmo tempo, a gravação de múltiplas unidades individuais dentro do cérebro. Gravação com estas tetrodes tem várias vantagens importantes para fins de identificação da unidade e possibilita a aquisição de alta precisão e discriminação de múltiplas unidades individuais 11. Nós descrevemos como fabricar e ouro placa pacotes tetrode e posteriormente carregá-los em portadores de eletrodos de driveable. Um tipo de suporte da unidade descrevemos está disponível comercialmente eo outro é um projeto simples, mas facilmente expansível, unidade que pode acomodar várias operadoras e arranjos tetrode sem um investimento significativo de recursos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nós descrevemos um conjunto de técnicas para a construção de microdrives leves e compactas para a gravação de unidade extracelular e atividade potencial de campo em camundongos. Ao construir microdrives personalizados com bases formadas a partir de vidro acrílico (metacrilato de metila), o núcleo do sistema pode ser facilmente adaptado para várias unidades e para o direcionamento de uma grande variedade de regiões neurais. Nós modificamos com sucesso o sistema de gravação de múltiplos alvos cerebrais e com…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a Daniel Carpi por sua ajuda e início contribuições para este projeto. Agradecemos também Lucrecia Novoa por sua assistência com obras de arte e imagens. Este trabalho foi financiado pelo NIH / NIAID programa de concessão 5P01AI073693-03.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.0005″ (12.5 μM) diameter Platinum-Iridium wire | California Fine Wire | CFW#100-167 | HML VG insulated www.calfinewire.com |
| 0.002″ (50 μM) diameter Stableohm 675 wire | California Fine Wire | CFW# 100-188 | HML insulated Ni-Cr |
| polyamide tubing | Polymicro Technologies | 1068150020 | 99 micron I.D., 166 micron O.D. www.polymicro.com |
| brass guides | World Plastics Inc | 3.3 x 6.6 mm | |
| Delrin blocks | World Plastics Inc | 3.13 x 2.5 mm | |
| Fillister head brass screws | J.I. Morris Co. | 00-90 x 1/2 | drive screw www.jimorrisco.com |
| hex brass nuts | J.I. Morris Co. | 00-90 | |
| Fillister head brass screws | J.I. Morris Co. | 000-120 x 3/32 | EIB mount and ground screw |
| plexiglass acrylic | Canal Street Plastics | 5 mm thick, clear, www.cpcnyc.com | |
| cyanoacrylate | Krazy Glue | 2 g tube | |
| electronic interface board | Neuralynx | EIB-18 | www.neuralynx.com |
| non-cyanide gold solution | SIFCO | SIFCO 5355 | www.sifcoasc.com |
| VersaDrive 4 | Neuralynx | four tetrode model | |
| tetrode assembly station | Neuralynx | ||
| motorized tetrode spinner | Neuralynx | tetrode spinner 2.0 | |
| VersaDrive jig | Neuralynx | ||
| soldering iron | Radio Shack | 64-2802B | www.radioshack.com |
| nanoZ | Neuralynx | ||
| small bit drill/driver | Ram Products | Rampower 35 | with footpedal controller, www.ramprodinc.com |
| drill bits | Small Parts, Inc. | 3/32″ bits, www.smallpartsinc.com | |
| dissecting microscope | Olympus | SZ-60 | www.olympusamerica.com |
| heat gun | Alphawire | Fit gun 3 | use setting “1” only, www.alphawire.com |
| 26 AWG copper wire | Arcor Electronics | F26 | for ground wires, www.arcorelectronics.com |
| soldering flux | Eagle | 2 oz, #205 | |
| 0.02″ diameter solder | Kester | 24-6337-0010 | www.kester.com |
| benchtop vise | Vacu-Vise | Model 300 | |
| fiber optic light | Nikon | MKII | dual light arms, www.nikon.com |
| 5-min epoxy | Allied Electronics | 25 ml, www.alliedelec.com | |
| fine tweezers | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-4907, RS-5010 | INOX material, www.roboz.com |
| micro dissecting scissors | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5880 |
Table 1. Materials and reagents used for constructing tetrodes and microdrives.
Referências
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