Den nåværende protokollen beskriver byggingen av skreddersydde mikroelektrode arrays for å registrere lokale feltpotensialer in vivo fra flere hjernestrukturer samtidig.
Forskere må ofte registrere lokale feltpotensialer (ALFPer) samtidig fra flere hjernestrukturer. Opptak fra flere ønskede hjerneregioner krever forskjellige mikroelektrode design, men kommersielt tilgjengelige mikroelektrode arrays tilbyr ofte ikke slik fleksibilitet. Her skisserer den nåværende protokollen den enkle utformingen av skreddersydde mikroelektrode arrays for å registrere AKU-er fra flere hjernestrukturer samtidig på forskjellige dybder. Dette arbeidet beskriver byggingen av de bilaterale kortikale, striatale, ventrolaterale thalamic og nigrale mikroelektroder som et eksempel. Det skisserte designprinsippet gir fleksibilitet, og mikroelektrodene kan modifiseres og tilpasses for å registrere AKU-er fra hvilken som helst struktur ved å beregne stereotaksiske koordinater og raskt endre konstruksjonen tilsvarende for å målrette forskjellige hjerneregioner i enten fritt bevegelige eller bedøvede mus. Mikroelektrodeenheten krever standardverktøy og -forsyninger. Disse tilpassede mikroelektrode-arrayene gjør det enkelt for undersøkere å designe mikroelektrode-arrayer i enhver konfigurasjon for å spore nevronaktivitet, og gir LFP-opptak med millisekunders oppløsning.
Lokale feltpotensialer (AKU-er) er de elektriske potensialene som registreres fra det ekstracellulære rommet i hjernen. De genereres av ionkonsentrasjonsubalanser utenfor nevroner og representerer aktiviteten til en liten, lokalisert befolkning av nevroner, slik at de nøyaktig kan overvåke aktiviteten til en bestemt hjerneregion sammenlignet med makroskala EEG-registreringene1. Som et estimat tilsvarer LFP-mikroelektrodene atskilt med 1 mm to helt forskjellige populasjoner av nevroner. Mens EEG-signal filtreres etter hjernevev, cerebrospinalvæske, hodeskalle, muskel og hud, er LFP-signal en pålitelig markør for lokal nevronaktivitet1.
Forskere må ofte samtidig registrere AKU-er fra flere hjernestrukturer, men kommersielt tilgjengelige mikroelektrode arrayer tilbyr ofte ikke slik fleksibilitet. Her beskriver den nåværende protokollen fullt tilpassbare, lett konstruerte mikroelektroder for samtidig å registrere AKU-er fra ønsket hjerneregion på forskjellige dybder. Selv om AKU-er i stor grad har blitt brukt til å registrere nevronaktiviteten til en bestemt hjerneregion 2,3,4,5,6,7,8,9, tillater den nåværende enkle tilpassbare designen opptak av AKU-er fra flere overfladiske eller dype hjerneregioner 11,12 . Protokollen kan også modifiseres for å konstruere ønsket mikroelektroderingsmatrise ved å bestemme stereotaksiske koordinater i hjerneregionene og montere matrisen tilsvarende. Disse mikroelektrodene med en samplingsfrekvens på 10 kHz og 60-70 kΩ motstand (2 cm lengde) lar oss registrere AKU-er med millisekundpresisjon. Dataene kan deretter forsterkes av en 16-kanals forsterker, filtreres (lavpass 1 Hz, høy pass 5 kHz) og digitaliseres.
Historisk har mikroelektrode arrayer blitt mye brukt til å registrere nevronaktivitet fra en bestemt hjerneregion av interesse 2,3,4,5,6,7,8,9,13. Imidlertid tillater vår enkle mikroelektrode design opptak fra flere stru…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av National Institute of Health (RO1 NS120945, R37NS119012 til JK) og UVA Brain Institute.
Amplifier 16-Channel | A-M Systems | Model 3600 | Amplifier |
Cranioplasty cement | Coltene | Perm Reeline/Repair Resin Type II Class I Shade – Clear | Cement to hold microelectrodes |
Cryostat Microtome | Precisionary | CF-6100 | To slice brain |
Diamel-coatednickel-chromium wire | Johnson Matthey Inc. | 50 µm | Microelectrode wire |
Dremel | Dremel | 300 Series | To drill holes in mouse skull |
Epoxy | CEC Corp | C-POXY 5 | Fast setting adhesive |
Hemostat | Any | To hold the headset | |
Forceps | Any | To hold microelectrodes | |
Light microscope | Nikon | SMZ-10 | To see alignment |
Ohmmeter | Any | To measurre resistance | |
Pins (Headers and matching Sockets) | Mill-Max | Interconnects, 833 series, 2 mm grid gull wing surface mount headers and sockets | To attach microelectrodes to |
Polymicro Tubing Kit | Neuralynx | ID 100 ± 04 µm, OD 164 ± 06 µm, coating thickness 12 µm | Glass tubes |
Pulse Stimulator | A-M Systems | Model 2100 | To mark the microelectrode location at the end of the recordings |
Scissors | Any | To cut microelectrodes | |
Superglue | Gorilla | Adhesive | |
Thick wire 0.008 in. – 0.011 in. | A-M Systems | 791900 | Tick wire to hold the microelectrode array |
Thin wire 0.005 in. – 0.008 in. | A-M Systems | 791400 | Thin wire for reference and ground |