نشكر المختبر موسر في معهد كافلي لنظم علم الأعصاب ومركز على "حساب العصبية"، والجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا، المزمنة العصبية تسجيل الإجراءات في الفئران. المعاهد الوطنية للصحة منحة R21 NS098146 والبشرية الحدود العلوم البرنامج الطويلة الأجل زمالة LT000211/2016-L للأم لو أيد هذا العمل.

<ol>
	<li>O'Keefe, J., Recce, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm.">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).</li><li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space.">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).</li><li>Gothard, K. M., Skaggs, W. E., Moore, K. M., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+hippocampal+CA1+neural+activity+to+multiple+reference+frames+in+a+landmark-based+navigation+task.">Binding of hippocampal CA1 neural activity to multiple reference frames in a landmark-based navigation task.</a> J Neurosci. 16 (2), 823-835 (1996).</li><li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., Wilson, M., McNaughton, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tetrodes+markedly+improve+the+reliability+and+yield+of+multiple+single-unit+isolation+from+multi-unit+recordings+in+cat+striate+cortex.">Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex.</a> J Neurosci Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).</li><li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat Neurosci. 7 (5), 446-451 (2004).</li><li>Fyhn, M., Hafting, T., Witter, M. P., Moser, E. I., Moser, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grid+cells+in+mice.">Grid cells in mice.</a> Hippocampus. 18 (12), 1230-1238 (2008).</li><li>Skaggs, W. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG+sharp+waves+and+sparse+ensemble+unit+activity+in+the+macaque+hippocampus.">EEG sharp waves and sparse ensemble unit activity in the macaque hippocampus.</a> J Neurophysiol. 98 (2), 898-910 (2007).</li><li>Guo, P., Pollack, A. J., Varga, A. G., Martin, J. P., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+wire+tetrode+recording+in+brain+of+freely+walking+insects.">Extracellular wire tetrode recording in brain of freely walking insects.</a> J Vis Exp. (86), (2014).</li><li>Knierim, J. J., McNaughton, B. L., Poe, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+spatial+selectivity+of+hippocampal+neurons+during+space+flight.">Three-dimensional spatial selectivity of hippocampal neurons during space flight.</a> Nat Neurosci. 3 (3), 209-210 (2000).</li><li>Leutgeb, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independent+codes+for+spatial+and+episodic+memory+in+hippocampal+neuronal+ensembles.">Independent codes for spatial and episodic memory in hippocampal neuronal ensembles.</a> Science. 309 (5734), 619-623 (2005).</li><li>Lansink, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+split+microdrive+for+simultaneous+multi-electrode+recordings+from+two+brain+areas+in+awake+small+animals.">A split microdrive for simultaneous multi-electrode recordings from two brain areas in awake small animals.</a> J Neurosci Methods. 162 (1-2), 129-138 (2007).</li><li>Kloosterman, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording:+drive+fabrication.">Micro-drive array for chronic in vivo recording: drive fabrication.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li><li>. Google Patents Available from: <a target="_blank" href="https://www.google.com/patents/US5928143">https://www.google.com/patents/US5928143</a> (1999)</li><li>Redish, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Independence+of+firing+correlates+of+anatomically+proximate+hippocampal+pyramidal+cells.">Independence of firing correlates of anatomically proximate hippocampal pyramidal cells.</a> J Neurosci. 21 (5), RC134 (2001).</li><li>Schmitzer-Torbert, N., Redish, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+activity+in+the+rodent+dorsal+striatum+in+sequential+navigation:+separation+of+spatial+and+reward+responses+on+the+multiple+T+task.">Neuronal activity in the rodent dorsal striatum in sequential navigation: separation of spatial and reward responses on the multiple T task.</a> J Neurophysiol. 91 (5), 2259-2272 (2004).</li><li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording:+tetrode+assembly.">Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li><li>Chang, E. H., Frattini, S. A., Robbiati, S., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+microdrive+arrays+for+chronic+neural+recordings+in+awake+behaving+mice.">Construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice.</a> J Vis Exp. (77), e50470 (2013).</li><li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents.">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> J Vis Exp. (61), e3568 (2012).</li><li>Siegle, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronically+implanted+hyperdrive+for+cortical+recording+and+optogenetic+control+in+behaving+mice.">Chronically implanted hyperdrive for cortical recording and optogenetic control in behaving mice.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011, 7529-7532 (2011).</li><li>Brunetti, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+fabrication+of+ultralight+weight,+adjustable+multi-electrode+probes+for+electrophysiological+recordings+in+mice.">Design and fabrication of ultralight weight, adjustable multi-electrode probes for electrophysiological recordings in mice.</a> J Vis Exp. (91), e51675 (2014).</li><li>. Google Patents Available from: <a target="_blank" href="https://www.google.com/patents/US4575330">https://www.google.com/patents/US4575330</a> (1986)</li><li>Ludvig, N., Potter, P. E., Fox, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+single-cell+recording+and+microdialysis+within+the+same+brain+site+in+freely+behaving+rats:+a+novel+neurobiological+method.">Simultaneous single-cell recording and microdialysis within the same brain site in freely behaving rats: a novel neurobiological method.</a> J Neurosci Methods. 55 (1), 31-40 (1994).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

هنا، يمكننا وصف عملية تشييد hyperdrive المطورة حديثا وتتألف من ثمانية عشر تيتروديس منقولة بشكل مستقل. يمكن بناؤها محرك الأقراص من أجزاء معقولة تم شراؤها في العديد من المتاجر المتوفرة، جنبا إلى جنب مع المكونات التي تم إنشاؤها بواسطة الطباعة ستيريوليثوجرافيك. يمكن أن تكون مزمنة مزروع على جمجمة الفئران استخدام معيار العمليات الجراحية hyperdrive وهي قادرة على تسجيل النشاط العصبي خارج الخلية بينما الحيوان بمهام سلوكية مختلفة.
Hyperdrive يحتفظ العديد من الميزات المرغوب فيه من hyperdrive McNaughton الأصلية، بما في ذلك ميكرودريفيس ترايبود التي يتم الموجهة إلى الخارج بدرجة 30 من محرك الأقراص مركز13، الذي يقدم الدعم يمكن الاعتماد عليها تيتروديس. وبمجرد مزروع، hyperdrive يتيح تنفيذ الحركات الصغيرة من تيتروديس داخل دماغ الحيوان مستيقظا بقدر كبير من الدقة. دورة كاملة واحدة من المكوك على قضيب الخيوط يناظر تشريد ميكرومتر 317.5 خطي. مع التدريب المناسب، يمكن المضي قدما مجرب مكوكية في خطوات دورة 1/16 (20 ميكرومتر). لقد قمنا بتصميم hyperdrive للاستخدام في الفئران الكبار، ولكن محرك الأقراص يمكن استخدامها بسهولة في أي الحيوان مع حجم جسم من 350 (ز) أو أكبر (محدود بحجم الرأس). يمكن ملاحظة القيد واحد من الجهاز في عمق المحظورة للتسجيل، كما أن الحد الأقصى من تيتروديس على طول قضبان الخيوط مسافة حوالي 7 ملم، والتي يمكن أن ترقى إلى هياكل أكثر عمقاً في أدمغة بعض الحيوانات.
الطباعة ستيريوليثوجرافيك وينص القرار كافية لإنشاء مكونات البلاستيك بالتفصيل مع الدقة العالية، وقد استخدمت سابقا في hyperdrive تلفيق12،،من1920. وفي هذه الحالة، استخدم طابعة صناعية متاحة عموما عن طريق طرف ثالث مرافق الإنتاج. هناك جميع مكونات hyperdrive طبعت على وجه التحديد، بما في ذلك الأساسية hyperdrive، على الرغم من الهندسة المعقدة، وهياكل صغيرة مثل ø 0.6 مم من خلال الثقوب والجدران رقيقة 0.3 مم. تجعل هذه الدقة المجسمة خياراً مثاليا لتصنيع مكونات hyperdrive. استناداً إلى التجربة السابقة، طابعات 3D أقل تكلفة، وسطح المكتب أقل عرضه للدقة اللازمة للاستنساخ موثوقة hyperdrive المكونات المطلوبة. ومع ذلك، التكنولوجيا ستيريوليثوجرافيك لها حدودها. أولاً، أنها مجموعة محدودة من المواد. البلاستيك اخترنا hyperdrive كان الأكثر دواما من تلك التي اختبرناها، ومع ذلك لا يزال ليس الأمثل لتصنيع القطع الصغيرة جداً. المكوكات ومسامير مكوكية تحتاج إلى التعامل معها بحذر إضافي كما يمكن كسر أثناء إعداد. المكونات البلاستيكية لا أوتوكلافابل، كما انحراف الحرارة درجة حرارة المواد حوالي 50 درجة مئوية. وباﻹضافة إلى ذلك، مواد الطباعة المستخدمة ليست مقاومة الأسيتون. يمكن حل هذه المسائل عند وضع المواد المجسمة الجديدة واختبارها. حتى الآن، نظراً لتكاليف المنخفضة نسبيا من المجسمة، تتجاوز مزايا تقنية وتكلفة بكثير العيوب. ثانيا، بسبب طبيعة المجسمة، وطدت خلالها فوتوبوليميرس هي الهيدروكسى بليزر الأشعة فوق البنفسجية لتشكيل طبقة واحدة من النموذج الثلاثي الأبعاد المطلوب21، الكائنات التي تم إنشاؤها عن طريق الطباعة ستيريوليثوجرافيك معرضة للأشعة فوق البنفسجية. وبالتالي تعريضها للأشعة فوق البنفسجية القوية (مثل، أشعة الشمس المباشرة) لعدة ساعات سيقلل بلا رجعة قوتهم البدنية (استناداً إلى الاتصالات الشخصية مع المطبعة). في ضوء الأشعة فوق البنفسجية البيئية في مختبر الفضاء (مثلاً، من مصابيح الفلورسنت)، فمن الأفضل لتخزين مكونات ستيريوليثوجرافيك في مربع الظلام عندما لا تكون قيد الاستعمال، والتي ستحتفظ عناصر القوة البدنية لسنوات. وعلاوة على ذلك، من المهم أن استخدام أساليب أخرى وبصرف النظر عن الأشعة فوق البنفسجية لتطهير السطح hyperdrive قبل الجراحة. ظلت مزروع في الفئران hyperdrive هذا الاختبار في حالة جيدة في بيئة مختبر عادية على مدى أربعة أشهر، دون أي إشارة إلى تخفيض القوة البدنية أو الأداء.
طبيعة هذا hyperdrive للطباعة 3D يسمح أيضا تعديلات سريعة ومرنة التصميم. على سبيل المثال، يمكن بسهولة تعديل hyperdrive بهدف فصل مناطق متعددة في الدماغ11. وعلاوة على ذلك، يمكن تعديل محرك الأقراص هذا للسماح بالرصد المتزامن للنشاط العصبي والدماغ المحلية التلاعب. إدراج التحقيق ميكرودياليسيس مع مجموعة تيتروديس يسمح للتنشيط الدوائي والتعطيل للخلايا العصبية بتسريب المخدرات المختلفة أثناء تسجيل العصبية22. وعلاوة على ذلك، يمكن تنشيط الخلايا العصبية هندسيا لقنوات التعبير عن حساسة للضوء أو إلغاء تنشيطه بإدراج الألياف الضوئية في تيترودي أوبتوجينيتيك وحزمة تقنية19. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن بسهولة ترتيبها محرك الأقراص مع أقل عدد من تيتروديس للحيوانات مع أحجام الرأس أصغر، مثل الفئران أو الجرذان الأحداث.
وباختصار، يقترن التغير سهلة أسلوب أبسط وأكثر بأسعار معقولة لتشييد زرع تسجيل العصبية فعالة التي يمكن استنساخها موثوقية ودقة، ويجعل هذا hyperdrive أداة قوية في المجال.

في مجال نظم علم الأعصاب، دراسة العلماء يرتبط العصبية الكامنة وراء العمليات الإدراكية مثل الملاحة الفضائية، والذاكرة، وعملية صنع القرار. لهذه الأنواع من الدراسات، من الضروري مراقبة نشاط العديد من الخلايا العصبية الفردية من خلال سلوك الحيوانات. العقود الماضية، بذلت اثنين تقدما هاما لتلبية احتياجات التجريبية للتسجيل خارج الخلية العصبية في الحيوانات الصغيرة1،،من23. الأول هو وضع تيترودي، مجموعة من أربعة ميكروويريس المستخدمة لتسجيل النشاط العصبي للخلايا العصبية في وقت واحد1،،من24. ستريك إشارة تفاضلية للنشاط عبر أربع قنوات تيترودي يسمح لعزل نشاط الخلايا العصبية الفردية من العديد من الخلايا في وقت واحد مسجل5. وبالإضافة إلى ذلك، يسمح الطابع المرن ميكروويريس قدر أكبر من الاستقرار تيترودي التقليل من تشريد النسبي بين تيترودي وسكان الخلية المستهدفة. تيتروديس الآن تستخدم على نطاق واسع بدلاً من قطب واحد للعديد من الدراسات الدماغ في الأنواع المختلفة، بما فيها القوارض1،،من26،7من الرئيسات، والحشرات8. الثانية كان وضع hyperdrive يحمل تيتروديس المنقولة بصورة مستقلة متعددة، مما يسمح للرصد المتزامن للنشاط العصبي من السكان أكبر من الخلايا العصبية من عدة مواقع تسجيل3، 910،،،من1112.
ويقتصر توافر جهاز تسجيل متعدد تيترودي موثوقة وميسورة للحيوانات الصغيرة. Hyperdrive الكلاسيكية، وضعت في البداية بروس مكناوغتون من13، وقد استخدمت بنجاح لتسجيلات العصبية في التصرف بحرية الفئران في مختبرات كثيرة في الماضي عقدين9،،من1014، 15. بيد لأسباب تقنية، المكونات الأصلية اللازمة لبناء محرك الأقراص مكناوغتون الآن من الصعب جداً الحصول على ولا تتوافق مع واجهات اقتناء البيانات تحسن مؤخرا. يتطلب تصميم جيدا المقبولة الأخرى hyperdrive ميكرودريفيس يكون على حدة يدوياً، مما يمكن أن يسفر عن نتائج غير متناسقة وتستهلك وقتاً كبيرا12. من أجل تسجيل النشاط العصبي من مختلف المناطق من الدماغ في الفئران يتصرف، قمنا بتطوير hyperdrive جديدة باستخدام تقنية ستيريوليثوجرافيك. سعينا لتلبية المتطلبات التالية: (1) يجب أن تسمح التشرد دقيقة من تيتروديس في المخ hyperdrive الجديدة وتوفير تسجيل مستقر من المناطق المستهدفة متعددة؛ (2) hyperdrive الجديدة يجب أن تكون متوافقة مع نظام كويككليب المغناطيسي وضعت مؤخرا للسماح باتصال سهلة؛ و (3) يمكن استنساخها hyperdrive الجديدة بدقة مع مواد متوفرة بسهولة. هنا، نحن نقدم تقنية لبناء hyperdrive 3D-للطباعة التي تحتوي على ثمانية عشر تيتروديس منقولة بشكل مستقل، استناداً إلى تصميم مكناوغتون. في البروتوكول، ويصف لنا تفاصيل عملية تصنيع hyperdrive الجديدة، التي نحن استخدمت بنجاح إلى السجل إمكانات العمل واحد-العصبية والإمكانات الميدانية المحلية من كورتيسيس انتورهينال بوسترهينال والانسي على مدى أسابيع في بحرية تتصرف الجرذان أثناء المهام مساحات العلف الطبيعي.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Welding rod</td>
			<td>Blue Demon</td>
			<td>ER308L-035-01T</td>
			<td>Stainless steel, 0.035&#34; in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>91771A060</td>
			<td>Stainless steel, flat head, 0-80&#160;thread,&#160;5/8&#34;&#160;in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>91772A051</td>
			<td>Stainless steel, pan head, 0-80&#160;thread,&#160;5/32&#34;&#160;in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>92196A056</td>
			<td>Stainless steel, socket head, 0-80&#160;thread,&#160;5/16&#34;&#160;in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>92196A055</td>
			<td>Stainless steel, socket head, 0-80&#160;thread,&#160;1/4&#34;&#160;in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>95868A131</td>
			<td>Nylon,&#160; socket head, 2-56&#160;thread,&#160;3/16&#34;&#160;in length, black</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw nut</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>90730A001</td>
			<td>Stainless steel, narrow hex,&#160; 0-80&#160;thread</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shoulder screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>90298A213</td>
			<td>Stainless steel, 8-32 thread, 3/16&#34; in diameter, 1/4&#34; in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cup screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>92313A105</td>
			<td>Stainless steel, 4-40 thread, 3/16&#34; in length</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thumb screw</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>94323A592</td>
			<td>Nylon, 8-32&#160;thread,&#160;3/8&#34;&#160;in length, black</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnet</td>
			<td>Apex</td>
			<td>M3X1MMDI</td>
			<td>Neodymium, 3 mm X 1 mm disc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal tubing</td>
			<td>Small Parts</td>
			<td>B00137QHNS</td>
			<td>Stainless steel, 23 gauge, 0.0253&#34; OD, 0.013&#34; ID, 0.006&#34; wall</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal tubing</td>
			<td>New England Small Tube</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>Stainless steel, 30 gauge, 0.012/0.0125&#34; OD, 0.007/0.008&#34; ID, full hard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat-shrink tubing</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>7856K72</td>
			<td>0.09&#34; ID before shrinking, blue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone tubing</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>807300</td>
			<td>0.040&#34; ID, 0.085&#34; OD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyimide tubing</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>823400</td>
			<td>0.0045&#34; ID, 0.0005&#34; wall</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ground wire</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>791500</td>
			<td>0.005&#34; bare, 0.008&#34; coated, half hard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrode wire</td>
			<td>California Fine Wire</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td>0.0007&#34; in diameter, platinum-iridium (90%-10%), HML and VG coating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EIB</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td></td>
			<td>EIB-72-QC-Large</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold pins</td>
			<td>Neuralynx</td>
			<td></td>
			<td>large EIB pins</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>Balax</td>
			<td>01302-000</td>
			<td>M1.2 thread size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>2522A811</td>
			<td>0-80 thread size, bottoming</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>2522A771</td>
			<td>0-80 thread size, plug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>26955A94</td>
			<td>3/8&#34;-24&#160;thread size, bottoming</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>2522A713</td>
			<td>2-56&#160;thread size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>2522A715</td>
			<td>4-40&#160;thread size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tap</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>2522A718</td>
			<td>8-32&#160;thread size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Die</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>2576A457</td>
			<td>3/8&#34;-24&#160;thread size, 1&#34; OD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>30585A82</td>
			<td>Wire gauge&#160;65,&#160;0.035&#34; in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>30585A83</td>
			<td>Wire gauge&#160;66,&#160;0.033&#34; in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>30585A87</td>
			<td>Wire gauge&#160;70,&#160;0.028&#34; in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>30585A88</td>
			<td>Wire gauge&#160;71,&#160;0.026&#34; in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>30585A91</td>
			<td>Wire gauge&#160;73,&#160;0.024&#34; in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>McMaster</td>
			<td>8870A23</td>
			<td>3/16&#34;&#160;in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dremel disc</td>
			<td>Wagner</td>
			<td>31M</td>
			<td>Diamond coated, 22 mm in diameter, 0.17 mm in thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel wire</td>
			<td>Precision Brand</td>
			<td>21212</td>
			<td>0.012&#34; in diameter, full hard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel wire</td>
			<td>Precision Brand</td>
			<td>21007</td>
			<td>0.007&#34; in diameter, full hard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel wire</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>792700</td>
			<td>0.003&#34; in diameter, half hard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super glue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>LT-40640</td>
			<td># 406</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super glue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>LT-41550</td>
			<td># 415</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental acrylic powder&#160;</td>
			<td>Teets</td>
			<td>223-3773</td>
			<td>Coral</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental acrylic liquid</td>
			<td>Teets</td>
			<td>223-4003</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

construction of an improved multi-tetrode hyperdrive for large-scale neural recording in behaving rats

رصد أنماط النشاط لعدد كبير من السكان من الخلايا العصبية على مدى أيام عديدة في الحيوانات مستيقظا أسلوب قيمة في مجال نظم علم الأعصاب. واحد العناصر الرئيسية لهذا الأسلوب يتكون من وضع دقيق لأقطاب متعددة في مناطق الدماغ المنشودة والحفاظ على استقرارها. هنا، يمكننا وصف بروتوكول لتشييد hyperdrive 3D-للطباعة، التي تشمل ثمانية عشر تيتروديس قابل للتعديل بشكل مستقل، ومصممة خصيصا في فيفو خارج الخلية تسجيل العصبية في التصرف بحرية الفئران. تيتروديس يعلق على ميكرودريفيس يمكن أما فردياً متقدمة في مناطق متعددة في الدماغ على طول المسار، أو يمكن استخدامها لوضع مجموعة أقطاب في مساحة أصغر. تيتروديس متعددة تسمح بفحص المتزامن ل action potentials من بين العشرات من الخلايا العصبية الفردية، فضلا عن الإمكانات الميدانية المحلية من السكان من الخلايا العصبية في الدماغ خلال السلوك النشط. وبالإضافة إلى ذلك، يوفر التصميم ل 3D أبسط صياغة البرامج التي يمكن تعديلها بسهولة للاحتياجات التجريبية المختلفة.

كنا hyperdrive مبنية حديثا للحصول على نتائج المحاكمة. كان مزودة بمحرك الأقراص تيتروديس شيدت من ø 17 ميكرومتر (0.0007 ")، الأسلاك المغلفة بوليميد البلاتين الايريديوم (90%-10%). كانت مطلية بالنصائح من تيتروديس في حل البلاتين الأسود للحد من ممانعات القطب إلى بين 100 و 200 kΩ في 1 كيلو هرتز. وكان مزروع hyperdrive 4.6 ملم تركت لخط الوسط و 0.5 مم عرفت الجيوب الأنفية عرضية على جمجمة 550 غ، ذكر لونغ-إيفانز الفئران. تم ربط أسلاك أرضية إضافية الجمجمة مسامير على المخيخ. جميع الإجراءات أجريت كما وافقت عليها "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) من "كلية بايلور للطب"، وكانت مشابهة لتلك الموصوفة سابقا18. فور غرس الجراحية، متقدمة تيتروديس 1 مم في الدماغ. وفي الأيام اللاحقة، استخدمت أصغر متقدمة زيادات بمقدار لا يزيد عن 80 ميكرومتر. تيتروديس سمح باستقرار بعد كل النهوض لمالا يقل عن 20 ح قبل تم إجراء تسجيلات العصبية.
لتسجيل النشاط العصبي، كان متصلاً hyperdrive هيدستاجي ما قبل مكبر للصوت (نيورالينكس، HS-72-QC)، وهذا الأخير كان متصلاً نظام حيازة بيانات المزودة بمكبرات صوت قابلة للبرمجة (نيورالينكس، الرقمية الوشق SX). الإمكانات الميدانية المحلية كانت الإشارة إلى السلك الأرض، أخذ عينات في 2 كيلو هرتز، وتمرير الفرقة التي تمت تصفيتها في 0.1 – وحدة نشاط 500 هرتز. تم الرجوع إلى تيترودي مع أي نشاط ملحوظ تقع 500 ميكرومتر من سطح الدماغ، وأخذ عينات في 32 كيلو هرتز، وتصفيتها في تمرير الفرقة 600 هرتز-6 كيلوهرتز. وقد سجلت فقط سبايك الطول الموجي عتبة من 50 µV.
ويوضح الشكل 5A النشاط العصبي مسجلة من تيترودي الموجودة في قشرة بوسترهينال (2.1 ملم تحت سطح الدماغ)، فتح بينما كان بحرية تستخدم علفاً للحيوانات داخل 1.5 متر مربع ثلاثة أسابيع بعد زرع. الدورة تسجيل استمر حوالي 30 دقيقة والوحدات المسجلة وظلت مستقرة عبر الدورة بكاملها (دلت التباين صغيرة في الطول الموجي سبايك). يظهر الشكل 5B الإمكانات الميدانية المحلية المسجلة في وقت واحد من أربعة تيتروديس المختلفة الموجودة في قشرة entorhinal الآنسي (3.4-3.7 مم العميقة) بينما الحيوان نفسه بنشاط استكشاف الساحة مفتوحة بعد زرع سبعة أسابيع. وحضر النشاط الميداني واضحة المحتملة في نطاق الترددات ثيتا (6-10 هرتز). بيانات سبايك العصبية الفردية المعزولة باستخدام البرمجيات الفرز مكلوست (ريديش ميلادي)، وكانت تصور البيانات الميدانية المحلية المحتملة بكتب مخصصة البرامج النصية Matlab. أمثلة على التسجيلات تيترودي منخفضة الجودة، وربما الناتجة عن محرك سيئة إعداد، وقد تبين سابقا17.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig1.jpg"> رقم 1: مكونات Hyperdrive التي تم إنشاؤها بواسطة تكنولوجيا ستيريوليثوجرافيك- صورة لمكونات hyperdrive 3D-للطباعة (1¢ العملة لمقارنة الحجم). (أ) لب hyperdrive؛ (ب) الدرع الواقية؛ (ج) غطاء الحماية؛ (د) العمود المركزي؛ (ﻫ) الجوز؛ (و) المباعدة؛ (ز) المكوك؛ (ح) الترباس المكوك. شريط المقياس: 1 سم. هذه المكونات تم إنشاؤها بواسطة طابعة RSPro450 يونيون تك باستخدام المواد البلاستيكية Somos تتطور 128. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig2.jpg"> رقم 2: اكسسوارات صممت خصيصا للبناء hyperdrive. هذه الإكسسوارات صممت خصيصا للمساعدة في إعداد hyperdrive. مكوناتها الرئيسية تم إنشاؤها بواسطة الطباعة ستيريوليثوجرافيك. (أ) صاحب الترباس المكوك، الذي يؤمن الترباس المكوك أثناء التنصت على مؤشرات الترابط. (ب) الجمعية microdrive محطة، الذي يرشد الإدراج قنية في المكوك. (ج) microdrive الرف، مما يساعد على اختبار ميكرودريفيس المجمعة ويحمل لهم في مكان بينما الالتصاق cannulas. 1: قاعدة حامل microdrive؛ 2: رف microdrive بمسامير تماما إدراج في الفتحات؛ 3: رف microdrive جاهزة للاستخدام. (د) صاحب البندق، والذي يحمل الجوز hyperdrive عند خيوط الحفرة. (ﻫ) الأساسية hyperdrive محطة، الذي يؤمن الأساسية بينما يدق قضبان دليل. (و) أداة تحول، الذي يدفع الترباس المكوكية لتدوير في المكوك. (ز) صاحب hyperdrive، مما يساعد على وضع hyperdrive تحت ستيريوسكوبي. كما يحمي الحامل في تيتروديس بعد أن كانوا قد تم تحميله إلى hyperdrive. (ح) قضيب المواقع المعقدة، مما يساعد على وضع قضبان الخيوط وتوجيه قضبان في صميم hyperdrive. 1: الرئيسية مكونات المجمع؛ 2: الجزء العلوي من المجمع بعد الجمعية العامة؛ 3: قضيب وضع معقد في الاستخدام. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig3.jpg"> الشكل 3: إعداد hyperdrive أجزاء أمام الجمعية العامة- إعداد صور تظهر عملية إعداد الأساسية hyperdrive و microdrive، فضلا عن سائر أجزاء hyperdrive. (أ) بالخيوط hyperdrive الجوز. (ب) إعداد نواة hyperdrive. 1: الأساسية مع المواضيع الخارجية التي تم إنشاؤها للجوز؛ 2: الأساسية وضعت في محطة أساسية مع مسامير تماما إدراج في الفتحات؛ 3: دليل قضبان المتمركزة بقضيب المواقع المعقدة، مستعدة لتكون مطروقة في صلب؛ 4: شغل المساحة المتبقية في الفتحات مع تمييع الأسمنت طب الأسنان؛ 5: الجزء العلوي من نواة hyperdrive المعدة. (ج) إعداد microdrive. 1: وضع الترباس مكوك في مكوك بولت حامل قاعدة، ملاحظة يواجه افتتاح أصغر بعيداً عن المجرب؛ 2: خيوط الخيوط داخل الترباس النقل؛ 3: بولت الإدراج للمكوك في المكوك؛ 4: microdrive وضعت في محطة الجمعية microdrive قاعدة مع قنية تسترشد بغطاء محطة، جاهزة لإدراجها؛ 5: microdrive مع الخارجي نصف الحافة العلوية قنية إزالة (المشار إليها بالسهم)؛ 6: تجميع ميكرودريفيس اختبارها على الرف microdrive. (د) العمود المركزي مع ثقوب الخيوط والمكسرات المسمار المدرج. (ﻫ) كاب hyperdrive مع أربعة مغناطيسات لصقها في الآبار. (و) 36 ألف مم طويل دليل قنية حزمة، مع جزء ملحوم على اليسار. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig4.jpg"> الشكل 4: الجمعية hyperdrive. الصور التي تبين مراحل الجمعية hyperdrive. (أ) إدراج cannulas الدليل في صلب. 1: حزمة قنية دليل انزلق إلى أنبوب السيليكون والمباعدة؛ 2: دليل واحد القنية التي يجري وضعها في حفرة المعينة لها في صلب. الكتابة اليدوية ويبين تنظيم الدليل cannulas؛ 3: دليل cannulas توغلت الأساسية؛ 4: الأساسية مع cannulas دليل إدراج وتأمينها بواسطة الجوز. (ب) جمعية ميكرودريفيس في الصميم. 1: الأساسية مع ميكرودريفيس تحميل؛ 2: ميكرودريفيس مع أنابيب بوليميد إدراجها في cannulas. (ج) إدخال الأسلاك الأرضية في صلب. (د) مرفق المجلس واجهة القطب. 1: hyperdrive مع العمود المركزي؛ 2: تعلق hyperdrive مع المجلس واجهة القطب إلى العمود المركزي. (ﻫ) الاتصال من الأسلاك الأرضية إلى ثقب المعينة في المجلس واجهة القطب. (و) وضع اللمسات الأخيرة hyperdrive جاهزة لغرس (إجمالي وزن 20 غرام). <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig4large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig5.jpg"> الرقم 5: الإشارات العصبية التي سجلتها hyperdrive. تسجيلات الممثل عرض النشاط العصبي الوحدة والميدانية المحلية المحتملة في الدماغ في الفئران يتصرف. الكتلة (A) ثنائي الأبعاد الرسومات التخطيطية توضح طفرات الفردية من الخلايا العصبية في وقت واحد مسجل تيترودي الموجودة في قشرة بوسترهينال (العمق: 2.1 ملم). اليسار: سجلت مؤامرة مبعثر تبين العلاقة بين ستريك الذروة إلى الذروة من المسامير من قطبين من تيترودي. ويناظر كل نقطة واحدة سبايك. مجموعات من المسامير من المحتمل أن تنشأ من خلية واحدة. أربع مجموعات مرمزة لونياً. شريط الحجم: 20 µV. حق: سبايك الطول الموجي (يعني ± التنمية المستدامة) من الخلايا مرمزة على اليسار. ملاحظة اختلاف الطول الموجي الصغيرة. شريط مقياس: 200 المايكروثانيه. (ب) آثار الميدانية المحلية المحتملة في نطاق الترددات ثيتا مسجل في وقت واحد من أربعة تيتروديس المختلفة الموجودة في قشرة entorhinal الآنسي (العمق: 3.4 3.7 مم) عندما تستخدم علفاً الفئران بحرية. مقياس بار في أسفل اليسار: µV 500؛ مقياس بار في أسفل اليمين: السيدة 100 <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig5large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
الملفات التكميلية: تتضمن الملفات التكميلية 20 ملف في تنسيق.stl التي تفصل مكونات hyperdrive واكسسوارات جاهزة للطباعة (وحدات مم) ستيريوليثوجرافيك، وملف واحد في شكل قوات الدفاع الشعبي التي هي مخطط للأداة تحول تلميح جاهزة للقطع. تم إنشاء ملفات النموذج الثلاثي الأبعاد الأصلي مع برنامج أوتوكاد في تنسيق.dwg، التي سوف تكون متاحة عند الطلب. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57388/supplementary_files_.zip">اضغط هنا لتحميل هذا الملف.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats at JoVE.com

Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

نقدم تشييد hyperdrive 3D-للطباعة مع ثمانية عشر تيتروديس قابل للتعديل بشكل مستقل. ويهدف hyperdrive لتسجيل نشاط الدماغ في التصرف بحرية الفئران على مدى فترة عدة أسابيع.

بناء Hyperdrive تيترودي متعددة محسنة لتسجيل العصبية على نطاق واسع في التصرف الفئران

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

construction-an-improved-multi-tetrode-hyperdrive-for-large-scale

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.2K Views.  Baylor College of Medicine. نقدم تشييد hyperdrive 3D-للطباعة مع ثمانية عشر تيتروديس قابل للتعديل بشكل مستقل. ويهدف hyperdrive لتسجيل نشاط الدماغ في التصرف بحرية الفئران على مدى فترة عدة أسابيع.

Video: Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

الجمع بين السلوكية الغدد الصماء والاقتصاد التجريبي : التيستوستيرون والاجتماعي اتخاذ القرار

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial products are often expensive, not easily customized, and not submersible. Here we describe a method to design and build a customized, integrated circuit headstage for simultaneous 4-channel neural recording and 2-channel simulation in awake, behaving animals. The headstage is designed using a free, commercially available CAD-type design package, and can be modified easily to accommodate different scales (e.g. to add channels). A customized printed circuit board is built using surface mount resistors, capacitors and operational amplifiers to construct the unity gain source follower circuit. The headstage is made water-proof with a combination of epoxy, parafilm and a synthetic rubber putty. We have successfully used this device to record local field potentials and stimulate different brain regions simultaneously via independent channels in rats swimming in a water maze. The total cost is &lt; $30/unit and can be manufactured readily.

We present a low-cost method to design and construct a light headstage pre-amplifier system with simultaneous neural recording and stimulation capability. This device can be waterproofed for use in swimming animals.

تصميم وتشييد Headstage فعالة من حيث التكلفة لتحفيز العصبية في وقت واحد والتسجيل في متاهة مائية

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial ...

Recording Large-scale Neuronal Ensembles with Silicon Probes in the Anesthetized Rat

Large scale electrophysiological recordings from neuronal ensembles offer the opportunity to investigate how the brain orchestrates the wide variety of behaviors from the spiking activity of its neurons. One of the most effective methods to monitor spiking activity from a large number of neurons in multiple local neuronal circuits simultaneously is by using silicon electrode arrays1-3.
Action potentials produce large transmembrane voltage changes in the vicinity of cell somata. These output signals can be measured by placing a conductor in close proximity of a neuron. If there are many active (spiking) neurons in the vicinity of the tip, the electrode records combined signal from all of them, where contribution of a single neuron is weighted by its 'electrical distance'. Silicon probes are ideal recording electrodes to monitor multiple neurons because of a large number of recording sites (+64) and a small volume. Furthermore, multiple sites can be arranged over a distance of millimeters, thus allowing for the simultaneous recordings of neuronal activity in the various cortical layers or in multiple cortical columns (Fig. 1). Importantly, the geometrically precise distribution of the recording sites also allows for the determination of the spatial relationship of the isolated single neurons4. Here, we describe an acute, large-scale neuronal recording from the left and right forelimb somatosensory cortex simultaneously in an anesthetized rat with silicon probes (Fig. 2).

Extracellular recordings of neuronal activity using silicon probes in the anesthetized rat will be described. This technique allows information to be obtained across multiple brain areas from more than 100 neurons simultaneously. It provides information with single cell resolution about neuronal ensembles dynamics in multiple local circuits.

تسجيل على نطاق واسع اطقم متعلق بالخلايا العصبية مع مجسات للسيليكون في الجرذ خدر

Large scale electrophysiological recordings from neuronal ensembles offer the opportunity to investigate how the brain orchestrates the wide variety of ...

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

على نطاق واسع التسجيل من الخلايا العصبية بواسطة مجسات سيليكون المنقول في يتصرفون القوارض

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Preparation of an Awake Mouse for Recording Neural Responses and Injecting Tracers

It is well known that anesthesia alters neural response properties in various regions of the brain.13. In the auditory system, fundamental response properties of brainstem neurons including threshold, frequency specificity, and inhibitory sidebands are altered in significant ways under anesthesia1-2. These observations prompted physiologists to seek ways to record from single neurons without the contaminating effects of anesthesia. One result was a decerebrate preparation, where the brainstem was completely transected at the level of the midbrain4. The drawbacks of this preparation are a formidable surgery, the elimination of descending projections from the forebrain, and an inability to use sensory stimulation to examine structures above the midbrain. A different strategy has been to implant electrode arrays chronically to record from single neurons and multiunit clusters while the animal is awake and/or behaving5,6. These techniques however are not compatible with injecting tracer dyes after first electrophysiologically characterizing a brain structure. To avoid altering neural response properties with anesthetics while recording electrophysiological response properties from single neurons, we have adapted a head restraint technique long used in bats7-9 to mouse10-12. Using this method, we are able to conduct electrophysiological recordings over several days in the unanesthetized mouse. At the end of the recording sessions, we can then inject a dye to reconstruct electrode positions and recording sites or inject a tracer so that pathways to and from the recording loci can be determined. This method allows for well isolated single neuron recordings over multiple days without the use anesthetics.

Electrophysiological characterization of neuronal responses is important for understanding brain function and for guiding the placement of dyes for pathway tracing. However, many studies are performed in anesthetized animals. To understand brain function without anesthetics, we developed a method to record neuronal response properties and inject dyes in awake mouse.

إعداد الفأر استيقظ لتسجيل الردود العصبية وحقن الراسمات

It is well known that anesthesia alters neural response properties in various regions of the brain.13.  In the auditory system, fundamental response ...

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar olfactory systems suggesting that the biological approach to chemical sensing has been optimized over evolutionary time1. In the insect olfactory system, odorants are transduced by olfactory receptor neurons (ORN) in the antenna, which convert chemical stimuli into trains of action potentials. Sensory input from the ORNs is then relayed to the antennal lobe (AL; a structure analogous to the vertebrate olfactory bulb). In the AL, neural representations for odors take the form of spatiotemporal firing patterns distributed across ensembles of principal neurons (PNs; also referred to as projection neurons)2,3. The AL output is subsequently processed by Kenyon cells (KCs) in the downstream mushroom body (MB), a structure associated with olfactory memory and learning4,5. Here, we present electrophysiological recording techniques to monitor odor-evoked neural responses in these olfactory circuits.
First, we present a single sensillum recording method to study odor-evoked responses at the level of populations of ORNs6,7. We discuss the use of saline filled sharpened glass pipettes as electrodes to extracellularly monitor ORN responses. Next, we present a method to extracellularly monitor PN responses using a commercial 16-channel electrode3. A similar approach using a custom-made 8-channel twisted wire tetrode is demonstrated for Kenyon cell recordings8. We provide details of our experimental setup and present representative recording traces for each of these techniques.

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust Schistocerca Americana Olfactory Circuits

We demonstrate variations of the extracellular multi-unit recording technique to characterize odor-evoked responses in the first three stages of the invertebrate olfactory pathway. These techniques can easily be adapted to examine ensemble activity in other neural systems as well.

طرق تسجيل متعددة الوحدات لوصف النشاط العصبي في الجراد (<em&gt; الجراد الصحراوي أمريكانا</em&gt;) الدوائر الشم

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

Neural Circuit Recording from an Intact Cockroach Nervous System

The cockroach ventral nerve cord preparation is a tractable system for neuroethology experiments, neural network modeling, and testing the physiological effects of insecticides. This article describes the scope of cockroach sensory modalities that can be used to assay how an insect nervous system responds to environmental perturbations. Emphasis here is on the escape behavior mediated by cerci to giant fiber transmission in Periplaneta americana. This in situ preparation requires only moderate dissecting skill and electrophysiological expertise to generate reproducible recordings of neuronal activity. Peptides or other chemical reagents can then be applied directly to the nervous system in solution with the physiological saline. Insecticides could also be administered prior to dissection and the escape circuit can serve as a proxy for the excitable state of the central nervous system. In this context the assays described herein would also be useful to researchers interested in limb regeneration and the evolution of nervous system development for which P. americana is an established model organism.

This article describes the cockroach ventral nerve cord dissection and extracellular recordings from the cercal nerve and connectives. Evoked responses are generated by electrical stimulation of the cercal nerve or direct mechanical stimulation of the cerci.

العصبية الدائرة تسجيل من الصرصور الجهاز العصبي سليمة

The cockroach ventral nerve cord preparation is a tractable system for neuroethology experiments, neural network modeling, and testing the physiological ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method described here enables the investigator to measure long-lasting (from minutes to hours) high-quality intracellular responses from single Drosophila R1-R6 photoreceptors and Large Monopolar Cells (LMCs) to light stimuli. Because the recording system has low noise, it can be used to study variability among individual cells in the fly eye, and how their outputs reflect the physical properties of the visual environment. We outline all key steps in performing this technique. The basic steps in constructing an appropriate electrophysiology set-up for recording, such as design and selection of the experimental equipment are described. We also explain how to prepare for recording by making appropriate (sharp) recording and (blunt) reference electrodes. Details are given on how to fix an intact fly in a bespoke fly-holder, prepare a small window in its eye and insert a recording electrode through this hole with minimal damage. We explain how to localize the center of a cell's receptive field, dark- or light-adapt the studied cell, and to record its voltage responses to dynamic light stimuli. Finally, we describe the criteria for stable normal recordings, show characteristic high-quality voltage responses of individual cells to different light stimuli, and briefly define how to quantify their signaling performance. Many aspects of the method are technically challenging and require practice and patience to master. But once learned and optimized for the investigator's experimental objectives, it grants outstanding in vivo neurophysiological data.

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Sharp microelectrodes enable accurate electrophysiological characterization of photoreceptor and visual interneuron output in living Drosophila. Here we show how to use this method to record high-quality voltage responses of individual cells to controlled light stimulation. This method is ideal for studying neural information processing in insect compound eyes.

الطريقة الكهربية لالردود تسجيل بين الخلايا الجهد ل<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; خلايا مستقبلة للضوء وInterneurons إلى النور المحفزات<em&gt; في فيفو</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed electrical field of a large volume of brain tissue, extracting information about local activity is challenging. Studying neuronal microcircuits, however, requires a reliable distinction between truly local events and volume-conducted signals originating in distant brain areas. Current source density (CSD) analysis offers a solution for this problem by providing information about current sinks and sources in the vicinity of the electrodes. In brain areas with laminar cytoarchitecture such as the hippocampus, one-dimensional CSD can be obtained by estimating the second spatial derivative of the LFP. Here, we describe a method to record multilaminar LFPs using linear silicon probes implanted into the dorsal hippocampus. CSD traces are computed along individual shanks of the probe. This protocol thus describes a procedure to resolve spatially restricted neuronal network oscillations in the hippocampus of freely moving mice.

This protocol describes the recording of local field potentials with multi-shank linear silicon probes. Conversion of the signals using current source density analysis allows the reconstruction of local electrical activity in the mouse hippocampus. With this technique, spatially restricted brain oscillations can be studied in freely moving mice.

تسجيل مكانياً مقيد التذبذبات في قرن آمون التصرف الفئران

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

Large-scale Three-dimensional Imaging of Cellular Organization in the Mouse Neocortex

The mammalian neocortex is composed of many types of excitatory and inhibitory neurons, each with specific electrophysiological and biochemical properties, synaptic connections, and in vivo functions, but their basic functional and anatomical organization from cellular to network scale is poorly understood. Here we describe a method for the three-dimensional imaging of fluorescently-labeled neurons across large areas of the brain for the investigation of the cortical cellular organization. Specific types of neurons are labeled by the injection of fluorescent retrograde neuronal tracers or expression of fluorescent proteins in transgenic mice. Block brain samples, e.g., a hemisphere, are prepared after fixation, made transparent with tissue clearing methods, and subjected to fluorescent immunolabeling of the specific cell types. Large areas are scanned using confocal or two-photon microscopes equipped with large working distance objectives and motorized stages. This method can resolve the periodic organization of the cell type-specific microcolumn functional modules in the mouse neocortex. The procedure can be useful for the study of three-dimensional cellular architecture in the diverse brain areas and other complex tissues.

Here we describe a procedure for tissue clearing, fluorescent labeling, and large-scale imaging of mouse brain tissue which, thereby, enables visualization of the three-dimensional organization of cell types in the neocortex.