대뇌 피 질의 로컬 필드 전위, 심전도, 치십시오, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 리듬 호흡의 동시 녹음
Summary
이 연구는 두뇌, 심전도, 근, 로컬 필드 전위의 동시 녹음 하 고 자유롭게 움직이는 쥐의 신호를 호흡 하는 방법을 소개 합니다. 이 기법을 실험 비용 절감 및 데이터 분석을 단순화, 뇌 및 말 초 기관 간의 상호 작용의 이해에 기여할 것입니다.
Abstract
주변 조직과 뇌의 생리 적인 역학을 모니터링 하는 것이 어떻게 뇌 컨트롤 몸 기능 및 내부 장기 리듬 동물 정서적 과제와 변화에 노출 되 면에 대 한 질문의 번호를 주소 지정을 위해 필요한 그들의 생활 환경입니다. 일반적으로 실험, 신호는 뇌와 심장 등 다른 장기에서 데이터 파일을 처리 하기 위한 여러 녹음 장치 및 다른 절차를 필요로 하는 독립적인 녹음 시스템에 의해 기록 됩니다. 이 연구는 동시에 로컬 필드 전위의 수만 포함 하 여 여러 뇌 영역, 심전도 심장 리듬을 나타내는, 나타내는 깨어 근 전기 biosignals를 감시할 수 있는 새로운 방법 설명 / 수 면 관련 근육 수축, 그리고 자유롭게 움직이는 쥐에서 신호를 호흡. 이 방법의 녹음 구성은 대뇌 피 질의 로컬 필드 잠재적인 기록 전극의 수만 수용 된다, 그리고이 전극에서 얻은 신호는 단일 통합에 대 한 기존의 마이크로 드라이브 어레이 기반 전기 보드 동물의 머리에 장착. 여기,이 녹음 시스템은 향상 주변 기관에서 신호는 전기 인터페이스 보드에 전송 됩니다. 단일 수술에서 전극 별도로 적절 한 신체 부위 및 대상 뇌 영역으로 이식 처음입니다. 모든 신호는 단일 전기 보드에 통합 될 수 있도록 모든이 전극의 열린 끝 다음 동물의 머리 위에 전기 보드의 개별 채널을 납땜 된다. 녹음 장치에 연결 하는이 보드 실험 비용 감소와 같은 데이터 파일에 모든 데이터를 처리할 수 있기 때문에 데이터 처리를 간소화 하는 단일 디바이스에 신호의 모든 컬렉션에 대 한 수 있습니다. 이 기술은 중앙과 주변 기관 사이 협회의 신경 생리학 상호의 이해를 도움이 됩니다.
Introduction
중앙 신경 다양 한 환경 변화에 응답으로 몸 상태를 제어 하 고이 컨트롤은 일반적으로 심장 박동, 호흡 속도 및 근육 수축에 변경으로 표시 됩니다. 그러나, 몇 가지 연구는 어떻게 이러한 주변 생리 적인 요인 대뇌 피 질의 활동와 관련 된 테스트. 이 문제를 해결 하려면 전기 biosignals 중앙 및 주변 조직에서 모니터링 하는 대규모 기록 방법을 필요 하다. 대뇌 피 질에서 로컬 필드 가능성 (LFP) 신호 extracellularly 대뇌 피 질의 조직1,2,3에 삽입 된 전극에 의해 기록 됩니다. 동시에 작은 포유류, 쥐, 쥐 등의 피 질 영역에서 여러 LFP 신호를 기록 하기 위해 다양 한 연구 마이크로 드라이브 라고 하는 주문 품 전극 어셈블리의 다양 한 종류를 개발 했습니다. 기존의 마이크로 드라이브는 금속 나사 전극 (이것은 일반적으로 tetrodes), 나사 및 전극, 수용 코어 바디와 금속 구멍을 수용 하는 전기 인터페이스 보드 (EIB)의 중간 부분에 연결 된 구성 (그림 1, 그림 2및 그림 3) 전극의 열린 끝을 연결 합니다. 이 전극 어셈블리 많은 전극 주, 일의 과정을 통해 두뇌에 삽입의 깊이 제어 하는 연산자를 사용 하 고 동물 다양 한 도전을 신경 활동의 장기 만성 녹음의 실시 수 있습니다. 행동 작업입니다. 주변 장기에 하트 비트 신호 또는 심장 지역4,,56주위에 이식 되는 전극의 쌍으로 심전도 (ECGs)으로 기록 하 고 골격 근육 신호 기록 된다 근 (EMGs) 전극으로 서는 근육 조직7,,89에 삽입 됩니다. 후 각 전구의 전기 신호 및 호흡 (BR) 리듬의 관계는 단일 단위 기록10,11공부 했다. 기존의 시스템에서 다른 조직에서 이러한 신호에 의해 붙잡힌 독립적인 녹음 장치, 즉 추가 실험 시스템에 대 한 이러한 여러 디바이스를 동기화 하는 정확 하 게 하는 데 필요한는 동시 뇌-몸 신호 기록입니다. 이 시스템은이 문제를 극복 하기 위해 개발 되었다. 이 시스템에서 ECGs, EMGs, 및 호흡 리듬을 반영 하는 후 각 전구에서 전기 신호를 포함 하 여 주변 장기에서 기록 된 모든 전기적 신호는 단일 마이크로 드라이브 배열1,2에 통합 ,3, 여기는 통합 마이크로 드라이브 배열 되 나. 이 시스템 필요로 한 멀티 채널 녹음 장치, 그리고 모든 기존의 마이크로 드라이브 배열에 적용 됩니다. 이 기법의 장점은 어떤 특별 한 장치 또는 여러 장치, 기록 시간과 일치 하도록 트리거 신호 필요 하지 않습니다 및 모든 신호에의 유사한 데이터 형식으로 기록 됩니다 때문에 더 편리한 데이터 처리에 대 한 수 있습니다. 이 기술은 중앙과 주변 기관 사이 협회의 신경 생리학 상호의 이해를 도움이 됩니다. 이 종이 기술과 관련 된 절차를 설명 하 고 쥐에서 얻은 대표적인 데이터 집합을 선물 한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
어떻게 두뇌 변조 주변 활동 수준, 그리고 이해에 대 한 반대, 대규모 동시에 여러 신체 영역에서 전기 biosignals 캡처 방법 녹음은 필요 합니다. 수술, 및 대뇌 로컬 필드 전위, 심 박수, 근육 건축 및 사용 되는 레코딩 시스템에 향상 된 호흡 속도의 진도 모니터링을 위한 녹화 시스템을 설명 하는이 연구 뇌 조직에서 세포 외 기록입니다. 이 시스템 통합 마이크로 드라이브 배열에 단일 EIB에 두뇌와 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 Kaken 안녕에 의해 지원 되었다 (17 H 05939; 17 H 05551), Nakatomi 재단, 그리고 Suzuken 기념 재단.
Materials
| FEP Hookup Wire Stranded Stainless Steel | Cooner Wire Company, Chatsworth, CA | AS 633 | Bioflex wire |
| EIB-36-PTB | Neuralynx, Inc., Bozeman, MT | EIB-36-PTB | EIB |
| Cereplex M | Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT | Digital headstage | |
| Cereplex Direct | Blackrock Microsystems, Salt Lake City, UT | Data acquisition system | |
| UEW polyurethane magnet wire | Oyaide.com, Tokyo, Japan | UEW 0.14mm 20m | Enamel wire |
| SD-102 | Narishige, Tokyo, Japan | SD-102 | High-speed drill |
| Minimo ONE SERIES ver.2 | Minitor Co.,Ltd, Tokyo, Japan | C2012 | High-peed drill Power Supply |
| Provinice 250 mL | Shofu Inc., Kyoto, Japan | 213620136 | Dental cement |
| Small Animal Anesthetizer | Biomachinery, Chiba, Japan | TK-7 | Anesthetizer |
| Buprenorphine hydrochloride | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | B7536-1ML | Analgesic |
| Isoflurane | DS Pharma Animal Health, Osaka, Japan | Isoflu 250mL | |
| Vaseline, White | Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan | 224-00165 | Vet ointment |
| Sodium alginate | Nacalai tesque, Kyoto, Japan | 31131-85 | |
| Calcium Chloride Dihydrate | Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan | 031-00435 | |
| Stainless steel screw M1.0×4.0 | MonotaRO, Hyogo, Japan | 42617504 | Stainless steel screw for BR electrodes |
| Stainless steel screw M1.4×3.0 | MonotaRO, Hyogo, Japan | 42617687 | Stainless steel screw for g/r electrodes and anchors |
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