행동 하는 쥐의 해 마에서 진동 제한 공간 기록
Summary
이 프로토콜 로컬 필드 전위 선형 실리콘 프로브 멀티 생크와의 녹음을 설명 합니다. 현재 소스 밀도 분석을 사용 하 여 신호 변환 마우스 해 마에 지역 전기 활동의 개조를 허용 한다. 이 기술을 공간적으로 제한 된 뇌 진동 자유롭게 마우스를 이동에 공부 될 수 있다.
Abstract
로컬 필드 가능성 (LFP) 신경 세포 막에 걸쳐 이온 움직임에서 나온다. LFP 전극에 의해 기록 된 전압 반영 뇌 조직의 큰 볼륨의 총계 전기 분야, 이후 지역 활동에 대 한 정보를 추출은 도전적 이다. 그러나 공부 신경 칩,, 진정으로 지역 행사 및 볼륨 실시 신호 먼 뇌 영역에서 신뢰할 수 있는 구별을 요구 한다. 현재 소스 밀도 (CSD) 분석 전류 싱크 및 소스 전극 주변에 대 한 정보를 제공 하 여이 문제에 대 한 솔루션을 제공 합니다. 뇌 해 마 같은 층 류 cytoarchitecture와 영역, 1 차원 CSD는 LFP의 두 번째 공간 파생을 추정 하 여 얻을 수 있습니다. 여기, 우리는 기록 multilaminar LFPs 사용 하 여 선형 실리콘 프로브 등 해 마에 이식 하는 방법을 설명 합니다. CSD 추적 조사의 개별 정강이 따라 계산 됩니다. 이 프로토콜은 이렇게 자유롭게 이동 하는 쥐의 해 마에서 공간적으로 제한 된 신경 네트워크 진동 해결 하는 절차를 설명 합니다.
Introduction
LFP에 진동 정보 신경 회로 의해 처리에 비판적으로 참여 하는. 그들은 주파수, 느린 파도 (~ 1 Hz)에서 빠른 리플 진동 (~ 200 Hz)1의 넓은 스펙트럼을 커버. 고유한 주파수 대역 메모리, 감정 처리와 탐색2,3,,45,,67포함 한 인지 기능으로 연결 됩니다. 신경 세포 막에 걸쳐 전류 흐름 LFP 신호8의 가장 큰 부분을 구성. 입력 셀 (예: glutamatergic 흥분 성의 시 냅 스의 활성화를 통해) 양이온 (충전 나뭇잎 extracellular 매체)로 활성 전류 싱크를 나타냅니다. 반면, 긍정적인 GABAergic 억제 시 냅 스의 활성화에 의해 예를 들면, extracellular 매체의 net 흐름 그 위치에서 활성 전류 소스 묘사. 신경 쌍 극 자에서 전류 싱크 먼 사이트에서 막 요금에 영향을 미치는 전류 보상 때문 수동 소스와 결합 됩니다.
원격 신경 과정에 의해 생산 하는 전기 분야 또한 기록 전극에 상당한 전압 심한 귀 착될 수 있다 하 고 지역 이벤트로 이렇게 거짓으로 간주 될 수 있습니다. 이 볼륨 전도 LFP 신호 해석에 심각한 도전 포즈. CSD 분석 로컬 전류 싱크 및 LFP를 기본 소스에 대 한 정보 신호를 따라서 구성 볼륨 전도8의 영향을 줄이기 위해 수단을 제공 합니다. 해 마 같은 적 층된 구조, 1 차원 CSD 신호 LFP9층 류 평면 수직으로 배열 하는 등거리 전극에서 기록의 두 번째 공간 파생 하 여 얻을 수 있습니다. 상용 선형 실리콘 감지기의 출현 해 마에서 현지 진동 활동 연구를 위한 CSD 메서드를 활용 하는 연구자를 허용 했다. 예를 들어 별개 감마 진동 CA1 지역10층 특정 방식으로 등장할 입증 되었습니다. 또한, CSD 분석이 이랑11주 셀 계층에서 감마 활동의 독립적인 뜨거운 관광 명소를 발견 했다. 중요 한 것은, 이러한 결과 로컬 CSD 하지만 안에 LFP 신호에서만 했다. CSD 분석은 따라서 해 마의 마이크로 회로 작업에 대 한 통찰력을 얻을 수 있는 강력한 도구를 제공 합니다.
이 프로토콜에서 우리 실리콘 프로브 1 차원 CSD 신호를 얻기 위해 포괄적인 가이드를 제공 합니다. 이러한 메서드는 사용자가 지역화 된 진동 이벤트 동작 쥐의 해 마에서 조사를 수 있게 된다.
Protocol
Representative Results
Discussion
증가 증거 hippocampal 신경 회로에서 두뇌 진동 개별 공간 도메인10,,1116발생을 나타냅니다. CSD 분석은 크게 볼륨 전도, 현지 발진 이벤트의 연구에 대 한 중요 한 필수의 영향을 줄일 수 있습니다. 이 비디오와 함께 우리 CSD 데이터의 분석에 대 한 마우스의 해 마에 실리콘 프로브를 이식 하는 가이드를 제공 합니다. 우리는 CA1 및?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 기술 지원을 위해 카린 Winterhalter 및 Kerstin Semmler 감사입니다. 이 작품의 우수성 BrainLinks-BrainTools (EXC 1086) 독일 연구 재단의 클러스터에 의해 지원 되었다.
Materials
| Crocodile clamp with stand | Reichelt Elektronik | HALTER ZD-10D | |
| Silicon probe | Cambridge Neurotech | P-series 32 | |
| Stereoscope | Olympus | SZ51 | |
| Varnish-insulated copper wire | Bürklin Elektronik | 89 F 232 | |
| Ground screws | Screws & More GmbH (screwsandmore.de) | DIN 84 A2 M1x2 | |
| Flux | Stannol | 114018 | |
| Ceramic-tipped forceps | Fine Science Tools | 11210-60 | |
| Paraffine Wax | Sigma-Aldrich | 327204 | |
| Cauterizer | Fine Science Tools | 18010-00 | |
| Soldering iron | Kurtz Ersa | OIC1300 | |
| Multimeter | Uni-T | UT61C | |
| Ethanol | Carl Roth | 9065.1 | |
| Pasteur pipettes | Carl Roth | EA65.1 | |
| Heat sterilizer | Fine Science Tools | 18000-45 | |
| Stereotaxic frame | David Kopf | Model 1900 | |
| Stereotaxic electrode holder | David Kopf | Model 1900 | |
| Isoflurane | Abbvie | B506 | |
| Oxygen concentrator | Respironix | 1020007 | |
| Buprenorphine | Indivior UK Limited | ||
| Electrical shaver | Tondeo | Eco-XS | |
| Heating pad | Thermolux | 463265/-67 | |
| Surgical clamps | Fine Science Tools | 18050-28 | |
| Hydrogen peroxide | Sigma-Aldrich | H1009 | |
| Sterile cotton wipes | Carl Roth | EH12.1 | |
| Drill | Proxxon | Micromot 230/E | |
| 21G injection needle | B. Braun | 4657527 | |
| Phosphate buffer/phosphate buffered saline | |||
| Stereotaxic atlas | Elsevier | 9.78012E+12 | |
| Surgical scissors | Fine Science Tools | 14094-11 | |
| Surgical forceps | Fine Science Tools | 11272-40 | |
| 27G injection needles | B. Braun | 4657705 | |
| Vaseline | |||
| Dental cement | Sun Medical | SuperBond T&M | |
| Carprofen | Zoetis | Rimadyl 50mg/ml | |
| Recording amplifier | Intan Technologies | C3323 | |
| USB acquisition board | Intan Technologies | C3004 | |
| Recording cables | Intan Technologies | C3216 | |
| Electrical commutator | Doric lenses | HRJ-OE_FC_12_HARW | |
| Acquisition software | OpenEphys (www.open-ephys.org) | GUI | allows platform-independent data acquisition |
| Computer for data acquisition | |||
| Analysis environment | Python (www.python.org) | allows platform-independent data analysis | |
| Urethane | Sigma-Aldrich | ||
| Vibratome | Leica | VT1000 | |
| Microscope slides | Carl Roth | H868.1 | |
| Cover slips | Carl Roth | H878.2 | |
| Embedding medium | Sigma-Aldrich | 81381-50G | |
| Distilled water | Millipore | Milli Q | Table-top machine for the production of distilled water |
| Tergazyme | Alconox | Tergazyme |
Referências
- Buzsáki, G., Draguhn, A. Neuronal oscillations in cortical networks. Science. 304 (5679), 1926-1929 (2004).
- Keefe, J., Recce, M. L. Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm. Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).
- Benchenane, K., et al. Coherent theta oscillations and reorganization of spike timing in the hippocampal-prefrontal network upon learning. Neuron. 66 (6), 921-936 (2010).
- Jadhav, S. P., Kemere, C., German, P. W., Frank, L. M. Awake hippocampal sharp-wave ripples support spatial memory. Science. 336 (6087), 1454-1458 (2012).
- Yamamoto, J., Suh, J., Takeuchi, D., Tonegawa, S. Successful execution of working memory linked to synchronized high-frequency gamma oscillations. Cell. 157 (4), 845-857 (2014).
- Karalis, N., et al. 4-Hz oscillations synchronize prefrontal-amygdala circuits during fear behavior. Nature Neuroscience. 19 (4), 605-612 (2016).
- Khodagholy, D., Gelinas, J. N., Buzsáki, G. Learning-enhanced coupling between ripple oscillations in association cortices and hippocampus. Science. 358 (6361), 369-372 (2017).
- Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. The origin of extracellular fields and currents–EEG, ECoG, LFP and spikes. Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).
- Mitzdorf, U. Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena. Physiological Reviews. 65 (1), 37-100 (1985).
- Lasztóczi, B., Klausberger, T. Layer-specific GABAergic control of distinct gamma oscillations in the CA1 hippocampus. Neuron. 81 (5), 1126-1139 (2014).
- Strüber, M., Sauer, J. -. F., Jonas, P., Bartos, M. Distance-dependent inhibition facilitates focality of gamma oscillations in the dentate gyrus. Nature Communications. 8 (1), 758 (2017).
- Franklin, K. B. J., Paxinos, G. . The mouse brain in stereotaxic coordinates. , (2007).
- Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).
- Kajikawa, Y., Schroeder, C. E. How local is the local field potential?. Neuron. 72 (5), 847-858 (2011).
- Berens, P., Keliris, G. A., Ecker, A. S., Logothetis, N. K., Tolias, A. S. Feature selectivity of the gamma-band of the local field potential in primate primary visual cortex. Frontiers in Neuroscience. 2 (2), 199-207 (2008).
- Lastóczi, B., Klausberger, T. Distinct gamma oscillations in the distal dendritic field of the dentate gyrus and the CA1 area of mouse hippocampus. Brain Structure and Function. 222 (7), 3355-3365 (2017).
- Nguyen Chi, V., Müller, C., Wolfenstetter, T., Yanovsky, Y., Draguhn, A., Tort, A. B. L., Brankačk, J. Hippocampal respiration-driven rhythm distinct from theta oscillations in awake mice. Journal of Neuroscience. 36 (1), 162-177 (2016).
- Chung, J., Sharif, F., Jung, D., Kim, S., Royer, S. Micro-drive and headgear for chronic implant and recovery of optoelectronic probes. Scientific Reports. 7 (1), 2773 (2017).
