תכנון והרכבה של Microdrive קל במיוחד ממונע להקלטות עצביות כרוניות בבעלי חיים קטנים
Summary
העיצוב, הייצור וההרכבה של ממונע microdrive קל במיוחד הוא תאר. המכשיר מספק פתרון חסכוני וקל לשימוש, עבור הקלטות כרוניות של יחידות בודדות בחיות מתנהגות קטנות.
Abstract
היכולת כרונית להקליט מאוכלוסיות של נוירונים בחיות באופן חופשי מתנהגות הוכיחה כלי רבת ערך עבור לנתח את הפונקציה של מעגלים עצביים העומדים בבסיס מגוון רחב של התנהגויות טבעיות, כולל 1 ניווט, קבלת החלטות 2,3, והדור של רצפים מוטוריים מורכבים 4 , 5,6. התקדמות בעיבוד הדיוק אפשרה לייצור של מכשירים קלי משקל מתאימים להקלטות כרוניות בבעלי חיים קטנים, כגון עכברים וציפוריים שיר. היכולת להתאים את המיקום האלקטרודה עם מנועים קטנים הנשלטים מרחוק הגדילה עוד יותר את תשואת ההקלטה בהקשרים התנהגותיים שונים על ידי צמצום טיפול בעלי חיים. 6,7
כאן אנו מתארים פרוטוקול לבנות microdrive ממונע קל במיוחד עבור הקלטות כרוניות ארוכות טווח בבעלי חיים קטנים. העיצוב שלנו התפתח מגרסה 7 שפורסם קודם לכן, והותאם לקלויות שימוש והעלות effectiveness להיות מעשי יותר ונגיש למגוון רחב של חוקרים. עיצוב 8,9,10,11 זה מוכח מאפשר למיצוב בסדר, מרחוק של אלקטרודות על פני טווח של ~ 5 מ"מ ושוקל פחות מ 750 מ"ג כאשר הורכב במלואו. אנו מציגים את הפרוטוקול המלא ל איך לבנות ולהרכיב כוננים אלה, כוללים שרטוטי 3D CAD לכל רכיבי Microdrive המותאמים אישית.
Protocol
Discussion
הפרוטוקול המובא כאן יביא מכשיר מסוגל הקלטות באיכות גבוהה עם ממצאי תנועה מינימאליים רק אם טיפול הולם היא נלקחה עם הבנייה. אם חשיבות קריטית ההתקף של המעבורת במארז: הדוקה מדי ואת הסיכון לעומס המנוע הוא גבוה; רופף מדי והסיכון לחפץ תנועה משמעותי הוא גבוהה. כושר אידיאלי יא?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי אסתר ויוסף Klingenstein הקרן, קרן מק 'נייט הקרן, וNINDS 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 |
References
- 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).
