אנו מודים המעבדה Moser במכון נאוולי עבור מערכות Neuroscience ומרכז לחישוביות עצבית, אוניברסיטת הנורבגית של מדע וטכנולוגיה, עבור הכרוני עצבית הקלטה הליכים בחולדות. עבודה זו נתמכה על ידי מענק-NIH R21 NS098146, האדם הגבול המדע תוכנית ארוך טווח מלגת LT000211/2016-L לל' Lu.

<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>

המחברים אין לחשוף.

כאן, אנו מתארים את התהליך של בניית דחף פיתח מורכבת 18 tetrodes מטלטלין באופן עצמאי. ניתן לבנות את הכונן מחלקים במחיר סביר לרכוש בחנויות רבות זמין חומרה, בשילוב עם רכיבים שנוצרו על-ידי הדפסת stereolithographic. הנעת יכול להיות קטנטנים באופן כרוני על הגולגולת של עכברוש באמצעות הליכים כירורגיים סטנדרטיים, והוא מסוגל להקליט פעילות עצבית חוץ-תאית, בעוד כשהחיה מבצעת משימות התנהגותיות שונות.
הנעת שומר על רבות מן התכונות המבוקשות של הנעת מקנוטון המקורי, כולל את microdrives חצובה זה הן אוריינטציה כלפי חוץ על ידי 30 מעלות מקו ה לכונן מרכז13, המספק תמיכה אמינה עבור tetrodes. מהרגע בו הוקנו, הנעת מאפשרת הביצוע של תנועות קטנות tetrodes בתוך המוח של חיה ער בדייקנות רבה. אחד סיבוב מלא של המעבורת על מוט הברגה מקביל תזוזה ליניארי של מיקרומטר 317.5. עם הכשרה מתאימה, נסיינית יכול לקדם את שירות הסעות בשלבים סיבוב 1/16 (20 מיקרומטר). עיצבנו את העל-חלל לשימוש בחולדות למבוגרים, אבל הכונן יכול בקלות לשמש כל חיה עם גוף בגודל של 350 גרם או יותר (מוגבלת על ידי גודל הראש). מגבלה אחת של המכשיר עשוי לציין את העומק מוגבל של הקלטה, כמו מרחק הנסיעה המרבית tetrodes לאורך מוטות הברגה הוא בסביבות 7 מ"מ, אשר יכול ליפול קצר של מבנים עמוק במוח של בעלי חיים.
Stereolithographic הדפסה מספק רזולוציה מספיק ליצור את הרכיבים הפלסטיים בפירוט רב עם דיוק גבוה, שימש בעבר העל פבריקציה נוספת12,19,20. במקרה זה, שימש של מדפסת תעשייתית זמין נפוץ באמצעות מתקני ייצור צד שלישי. שם כל הרכיבים העל הודפסו בדיוק, לרבות הגרעין העל-חלל, למרות גאומטריה מורכבת שלה, ואת המבנים קטנים כגון ø 0.6 מ"מ דרך חורים ואת הקירות דקים 0.3 מ מ. דיוק זה הופך stereolithography הינו הבחירה האידיאלית עבור ייצור רכיבי מנוע העל-חלל. בהתבסס על ניסיון קודם, מדפסות תלת-ממד פחות יקרות, שולחן העבודה נוטים פחות הכרחי עבור רבייה אמין של הנעת על הרכיבים הדרושים רמת דיוק. עדיין, stereolithographic טכנולוגיה יש המגבלות. ראשית, יש מבחר מצומצם של חומרים. הפלסטיק שבחרנו עבור חלל היה עמיד ביותר מאלה שיש לנו נבדק, אך זה עדיין לא אופטימלי לייצור חתיכות קטנות מאוד. המעבורות את המנעולים הסעות צריכים להיות מטופלים עם לנקוט משנה זהירות כפי שהם יכולים, לשבור במהלך ההכנה. רכיבי פלסטיק אינן autoclavable, כפי הטמפרטורה סטיה חום של החומר היא בסביבות 50 מעלות צלזיוס. בנוסף, החומר הדפסה המשמש הוא לא עמיד אצטון. בעיות אלה יכול להיפתר כאשר חומרים stereolithography חדשים שפותחו ונבדק. ובכל זאת, בהתחשב יחסית נמוך-העלות של stereolithography, היתרונות של טכניקה, עלות לחרוג רחוק את הליקויים. שנית, בשל אופיו של stereolithography, שבמהלכו photopolymers הם photochemically פני השטח למוצק על ידי לייזר UV כדי ליצור שכבה אחת של דגם התלת-ממד הרצוי21, האובייקטים שנוצרו על-ידי הדפסת stereolithographic חשופים לאור UV. כתוצאה מכך, לחשוף אותם UV חזקה (למשל, אור שמש ישיר) במשך שעות רבות יהיה בלתי הפיך להפחית כוחם הפיזי (מבוסס על תקשורת אישית עם בית הדפוס). בהתחשב UV סביבתי במרחב מעבדה (למשל, מן הפלורסצנט), מומלץ לאחסן את הרכיבים stereolithographic בקופסה כהה כאשר אינו בשימוש, אשר יהיה לשמור על כוח פיזי של רכיבי במשך שנים. יתר על כן, חשוב להשתמש בשיטות אחרות מלבד אור UV לחיטוי השטח העל לפני הניתוח. הנעת המבחן הזה נשאר מושתל על החולדה במצב טוב בסביבת מעבדה רגיל במשך ארבעה חודשים, ללא ציון של צמצום כוח פיזי או ביצועים.
מהות להדפסה תלת-ממד העל הזה גם מאפשר שינויים מהירים, גמישים מחדש. לדוגמה, העל-חלל ניתן בקלות לשנות את היעד מופרדים המוח מרובות אזורים11. יתר על כן, כונן זה יכולה להיות מכוונת לאפשר ניטור בו זמנית של פעילות עצבית, תמרון מוח מקומיים. התאגדות של בדיקה microdialysis עם המערך של tetrodes מאפשר הפעלת תרופתי שחרור משרות של נוירונים מאת לעירוי של סמים שונים במהלך ההקלטה עצבית22. יתר על כן, נוירונים מהונדסים לערוצים רגישים לאור אקספרס ניתן מופעל או לבטל את הפעלתם באמצעות שילוב של סיבים אופטיים tetrode צרור, optogenetic טכניקה19. בנוסף, הכונן יכול להיות בקלות שקנה המידה שלה השתנה עם מעטים מספר tetrodes בעלי חיים עם הראש בגדלים קטנים יותר, כגון עכברים או חולדות לנוער.
לסיכום, גמישות קלה יחד עם השיטה פשוטה יותר, במחיר נוח יותר של בניית שתל הקלטה עצביים יעיל בצורה אמינה ומדוייקת מגורמיה, הופך את חלל זה כלי רב עוצמה בתחום.

בתחום מדעי המוח מערכות, מדענים חוקרים את ה"מפה עצבית שבבסיס תהליכים קוגניטיביים כגון ניווט מרחבי, זיכרון, קבלת החלטות. עבור אלה סוגים של מחקרים, חיוני כדי לפקח על הפעילות של נוירונים בודדים רבים במהלך התנהגות בעלי חיים. במהלך העשורים האחרונים, נעשו שתי מקדמות חשובים כדי לענות על הצרכים ניסיוני עבור הקלטת עצבית חוץ-תאית חיות קטנות1,2,3. בהתחלה היה הפיתוח של tetrode, חבילה של ארבעה microwires שישמשו להקלטת פעילות עצבית של נוירונים בו זמנית2,1,4. Amplitudes אות הפרש של פעילות על פני ארבעת הערוצים של tetrode מאפשר הבידוד של נוירון הפרט פעילות תאים בו זמנית מוקלטות רבים5. בנוסף, אופי גמיש microwires מאפשר יציבות גדול של tetrode מזעור העקירה היחסי בין tetrode של האוכלוסייה תא היעד. Tetrodes נמצאים כעת בשימוש נרחב במקום אלקטרודה אחת לחקר המוח רבים במינים שונים, לרבות מכרסמים1,2,6, פרימטים7חרקים8. שנית התפתחות דחף נשא מרובים tetrodes מטלטלין באופן עצמאי, אשר מאפשר ניטור בו זמנית של פעילות עצבית של אוכלוסיות גדולות של נוירונים מרובים הקלטה מיקומים3, 9,10,11,12.
הזמינות של מכשיר הקלטה אמינה ובמחיר של tetrode מרובה, לבעלי-חיים קטנים הוא מוגבל. חלל קלאסי, שפותחה לראשונה על ידי ברוס מקנוטון13, שימש בהצלחה להקלטות עצבית ב להתנהג בחופשיות חולדות במעבדות רבות בעבר שני עשורים9,10,14, 15. עם זאת, מסיבות טכניות, הרכיבים המקוריים הדרושים כדי לבנות את הכונן מקנוטון נמצאים כעת מאוד קשה להשיג, אינם תואמים עם נתונים משופרת לאחרונה רכישה ממשקים. העיצוב טוב מקובלים אחרים של הנעת מחייב את microdrives כדי להיות בעבודת יד, אשר יכול להניב תוצאות לא עקביות, צורכים זמן ניכר12. כדי להקליט את פעילות עצבית מאזורים שונים של המוח בחולדות להתנהג, פיתחנו דחף חדש בטכנולוגיית stereolithographic. חיפשנו לספק את הדרישות הבאות: (1) העל החדש חייב לאפשר תזוזה מדויקת של tetrodes במוח ומספקים הקלטה יציבה של אזורים מרובים היעד; (2) העל החדש חייב להיות תואם עם מערכת quickclip מגנטית שפותחה לאחרונה כדי לאפשר חיבור קל; (3) העל החדש שניתן להפיק באופן מדויק עם חומרים זמינים בקלות. כאן, אנו מספקים שיטה לבניית העל ניתנים להדפסה תלת-ממד המכיל 18 tetrodes מטלטלין באופן עצמאי, בהתבסס על העיצוב מקנוטון. בפרוטוקול, נתאר את הפרטים של תהליך ייצור של חלל חדש, שבו השתמשנו בהצלחה שיא פוטנציאל פעולה בודדת-נוירון, פוטנציאל שדה מקומי של cortices postrhinal ואת המדיאלי entorhinal בשבועות ב בחופשיות מתנהג חולדה במהלך משימות הרעיה טבעי.

<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

לנטר את דפוסי הפעילות של אוכלוסייה גדולה של נוירונים ימים רבים בבעלי חיים ערה היא טכניקה ערך בתחום מדעי המוח מערכות. מרכיב מפתח אחד של טכניקה זו מורכבת את המיקום המדויק של אלקטרודות מרובות אזורים במוח הרצוי שמירה על היציבות שלהם. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול לבנייה של דחף ניתנים להדפסה תלת-ממד, אשר כוללת 18 tetrodes מתכווננות באופן עצמאי, היא תוכננה במיוחד עבור ויוו חוץ-תאית עצבית הקלטה ב להתנהג בחופשיות חולדות. Tetrodes מצורף של microdrives ניתן גם בנפרד מתקדמים לתוך אזורים במוח מרובים לאורך המסלול, או יכול לשמש כדי למקם את מערך אלקטרודות לתוך אזור קטן יותר. Tetrodes מרובים מאפשרים בחינה סימולטני של action potentials מעשרות נוירונים בודדים, כמו גם פוטנציאל שדה מקומי של אוכלוסיות של נוירונים במוח במהלך התנהגות פעיל. בנוסף, העיצוב מספק עבור תלת-ממד פשוט ניסוח תוכנה שניתן לשנותו בקלות לצרכים ניסיוני שונות.

השתמשנו דחף החדש שנבנה כדי להשיג תוצאות הניסוי. הכונן היה מצויד tetrodes בנוי ø 17 מיקרומטר (0.0007"), חוט מצופה פוליאימיד פלטינה-אירידיום (90% - 10%). קצות tetrodes מצופים בפתרון פלטינה שחור כדי להפחית impedances אלקטרודה אל בין kΩ 100 ו 200-1 kHz. הנעת הושתל 4.6 מ מ שמאל של האמצע ו- 0.5 מ מ והשתרשה עמוק בלבה הסינוס רוחבי על הגולגולת של 550 גרם, זכר רב-אוונס חולדה. חוטים נוספת בשטח היו מחוברים הגולגולת הברגים על המוח הקטן. כל ההליכים בוצעו כפי שאושר על ידי טיפול בעלי חיים מוסדיים ועל שימוש הוועדה (IACUC) של ביילור לרפואה והיו דומה לזה שתואר לעיל האלה18. מייד לאחר השתלה כירורגית, tetrodes היו מתקדמים 1 מ מ לתוך המוח. בימים שלאחר מכן, שימשו קטן יותר מתקדם במרווחים של לא יותר מ-80 מיקרומטר. Tetrodes הותר לייצב לאחר כל קידום לפחות 20 h לפני הקלטות עצבית בוצעו.
כדי להקליט את פעילות עצבית, הנעת היה מחובר headstage קדם מגבר (Neuralynx, HS-72-QC), האחרון היה קשור למערכת רכישת נתונים הניתנים לתיכנות מגברים (Neuralynx, SX לינקס דיגיטלי). שדה מקומי פוטנציאל היו מופנים על חוט התיל של הקרקע, לטעום-2 kHz, ומסונן מעברים הלהקה ב 0.1 – 500 הרץ. פעילות היחידה הייתה הפניה של tetrode עם שום פעילות הנצפה ממוקמת 500 מיקרומטר מהמשטח המוח, לטעום-32 kHz, הלהקה לעבור סינון 600 Hz - kHz 6. רק ספייק ואת מעל לסף מסוים של 50 µV נרשמו.
איור 5A מדגימה פעילות עצבית הקליט מן tetrode הממוקמת בקליפת postrhinal (2.1 מ מ מתחת לפני השטח המוח), בעוד החיה היה בחופשיות שיחור מזון בתוך 1.5 m לפתוח תיבת שלושה שבועות לאחר ההשתלה. להקלטות נמשך כ 30 דקות, היחידות הקליט נשארה יציבה לאורך כל ההפעלה (שמגלה את הוריאציה ואת ספייק קטן). איור 5B מראה פוטנציאל שדה מקומי המוקלטת בו זמנית של ארבע tetrodes שונים הממוקמים בתוך קליפת entorhinal המדיאלי (3.4-3.7 מ מ עמוקה) תוך אותה חיה היה פעיל חקר הזירה פתוחה שבעה שבועות לאחר ההשתלה. השטח נקי פעילות אפשרית בטווח תדר תטא (6-10 Hz) היה נוכח. נוירון הפרט ספייק נתונים הופרדה באמצעות התוכנה מיון MClust (צבע Redish לספירה), נתונים פוטנציאליים שדה מקומי היה מדמיין הסקריפטים Matlab נכתב-מותאם אישית. דוגמאות של הקלטות tetrode באיכות נמוכה, הנובע אולי כונן מוכן לקוי, הוכחו בעבר17.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig1.jpg"> איור 1: רכיבי חלל שנוצר על-ידי טכנולוגיית stereolithographic. תמונה של רכיבי חלל ניתן להדפסה תלת-ממד (מטבע ¢ 1 להשוואה גודל). (א) הגרעין העל-חלל; (B) המגן; (ג) המכסה המגן; (ד) הטור המרכזי; (E) האגוז; (F) מרווח; (G) המעבורת; (H) הברק הסעות. סרגל קנה מידה: 1 ס מ. רכיבים אלה נוצרו על ידי מדפסת UnionTech RSPro450 להשתמש בחומר פלסטיק אנחנו מתפתחים 128. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig2.jpg"> איור 2: אביזרים ייעודית לבניית מנוע העל-חלל. אביזרים אלה תוכננו במיוחד כדי לסייע בהכנת העל-חלל. המרכיבים העיקריים שלהם נוצרו על ידי הדפסה stereolithographic. (א) המחזיק בולט הסעות, אשר מאבטח את הברק הסעות בעת ההקשה את החוטים. תחנת (B) מכלול microdrive, אשר ידריך את ההוספה בצינורית לתוך המעבורת. (ג) microdrive ארון תקשורת, אשר מסייעת כדי לבדוק את microdrives התאספו ומחזיקה אותם במקום בעת הדבקת את קנולות. 1: בסיס ארון תקשורת microdrive; 2: מתלה microdrive עם ברגים הוכנסה במלואה חריצי; 3: מתלה microdrive מוכן לשימוש. (ד) בעל אגוז, המחזיקה האגוז העל כאשר השחלה החור. תחנת (E) הגרעין העל-חלל, אשר מאבטח את הליבה תוך הלמות המוטות מדריך. (F) הכלי מפנה, אשר מניע את הברק הסעות כדי לסובב במעבורת. (G) בעל מנוע העל-חלל, אשר מסייע למקם את הנעת העל תחת סטריאוסקופ. המחזיק מגן גם את tetrodes אחרי שהם נטענו למאיץ העל. (H) מוט מיצוב מורכבות, אשר מסייע למקם את מוטות הברגה, מדריך מוטות בתוך ליבת מנוע העל-חלל. 1: רס ן רכיבים של המתחם; 2: החלק העליון של המתחם לאחר ההרכבה; 3: מוט מיצוב מורכבים בשימוש. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig3.jpg"> איור 3: הכנת חלל חלקים לפני האסיפה. תמונות מציג את תהליך ההכנה של הגרעין העל-חלל microdrive, וכן השני מוכן חלקי מנוע העל-חלל. (א) A מושחל מנוע העל-חלל אגוז. (B) הכנת הגרעין העל-חלל. 1: הליבה עם החוטים החיצוניים שנוצרו עבור האגוז; 2: הליבה ממוקם בתחנת ליבה עם ברגים הוכנסה במלואה חריצי; 3: מדריך מוטות מוצבים על ידי המטה מיצוב מורכבים, מוכנים להיות מעיקרי לתוך הליבה; 4: ממלא את השטח שנותר במכונה עם מלט שיניים שתדללו; 5: החלק העליון של גרעין העל מוכנה. (ג) הכנת microdrive. 1: בורג הסעות להציב הסעות בולט בעל בסיס פתק הפתח קטן יותר יהיה מופנה הנסיין; 2: להשחיל את החוטים בפנים הברק הסעות; 3: הכניסה של המעבורת. בולט לתוך המעבורת; 4: microdrive להניח לתחנת הרכבת microdrive הבסיס הצינורית בהדרכת המכסה תחנת, מוכנים להיות מוכנס; 5: microdrive עם החיצוני חצי של קצה הצינורית העליון הוסר (מסומן בחץ); 6: מורכבים microdrives נבדק על המדף microdrive. (ד) A עמודה במרכז עם חורים משורשרות שיבות שנוספו. . מכסה מנוע העל-חלל (אי) A עם ארבעה מגנטים מודבקים הבארות (F) א 36 מ מ אורך המדריך בצינורית הצרור, עם החלק מולחם בצד השמאל. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig4.jpg"> איור 4: הרכבה של העל-חלל. תמונות מראה שלבי ההרכבה העל-חלל. (א) החדרת קנולות מדריך לליבה. 1: הצרור בצינורית מדריך החליקה לתוך צינור סיליקון, את מרווח; 2: אחד המדריכים בצינורית להציב את החור המיועד שלה הליבה. כתב היד מראה הארגון של המדריך קנולות; 3: מדריך קנולות דחף לתוך הליבה; 4: הליבה עם קנולות מדריך הוספת ומאובטחים על ידי האגוז. (B) הרכבה של microdrives עד היסוד. 1: הליבה עם microdrives טעון; 2: microdrives עם צינורות פוליאימיד מוכנס קנולות. (ג) החדרת החוטים הקרקע לליבה. קובץ מצורף של הלוח ממשק אלקטרודה (D). 1: העל עם העמוד המרכזי מוכנס; 2: העל עם הלוח ממשק אלקטרודה מחוברת העמוד המרכזי. חיבור (E) של החוט לאדמה לבור המיועד בלוח ממשק אלקטרודה. (F) A סופית העל לקראת השרשה (סה כ משקל של 20 גרם). <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig5.jpg"> איור 5: אותות עצביים שהוקלט על ידי הנעת. הקלטות נציג מראה פעילות עצבית יחידת שדה מקומי פוטנציאליים במוח של עכברוש להתנהג. אשכול דו-ממדית (A) דיאגרמות ולהמחיש קוצים בודדים של נוירונים מוקלט בו זמנית על-ידי tetrode הממוקמת בקליפת postrhinal (עומק: 2.1 מ מ). משמאל: פיזור מגרש מציג את היחסים בין שיא אל שיא amplitudes של קוצים הקליט בין שתי אלקטרודות של tetrode. כל נקודה מקבילה לדקר אחת. אשכולות של קוצים נוטים מקורן באותו התא. ארבעה אשכולות הם צבע מקודד. סרגל קנה מידה: 20 µV. מימין: ספייק ואת (אמצעי ± ש) של התאים המסומן בצבע המוצג בצד השמאל. הערה וריאציית קטן של ואת. סרגל קנה מידה: 200 µs. (B) עקבות של שדה מקומי פוטנציאליים בטווח תדר תטא המוקלטת בו זמנית של ארבע tetrodes שונים הממוקמים בתוך קליפת entorhinal המדיאלי (עומק: 3.4-3.7 מ מ) כאשר העכברוש היה בחופשיות שיחור מזון. סולם בבר למטה משמאל: 500 µV; סולם בר הימנית התחתונה: גב' 100 <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
הקבצים המשלימים: הקבצים המשלימים כוללים 20 קבצים בפורמט .stl המפרט את רכיבי חלל אביזרים מוכנים stereolithographic הדפסה (יחידות במ מ) ו 1 קובץ בתבנית .pdf אשר הוא ה-blueprint של הכלי מפנה עצה מוכן עבור עיבוד שבבי. הקבצים המקוריים של דגם התלת-ממד נוצרו בתוכנת AutoCAD בתבנית ה-. dwg, אשר יהיה זמין על פי בקשה. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57388/supplementary_files_.zip">אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ.</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

אנו מציגים הבנייה של דחף ניתנים להדפסה תלת-ממד עם שמונה עשר tetrodes מתכווננות באופן עצמאי. הנעת מיועד להקליט את פעילות המוח באופן חופשי להתנהג חולדות על פני תקופה של מספר שבועות.

בניית הנעת Tetrode רב משופרת עבור הקלטת עצבית בקנה מידה גדול ב מתנהג חולדות

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. אנו מציגים הבנייה של דחף ניתנים להדפסה תלת-ממד עם שמונה עשר tetrodes מתכווננות באופן עצמאי. הנעת מיועד להקליט את פעילות המוח באופן חופשי להתנהג חולדות על פני תקופה של מספר שבועות.

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.

שילוב של התנהגות אנדוקרינולוגיה וכלכלה ניסויית: החלטת טסטוסטרון חברתית ביצוע

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.

עיצוב ובנייה של Headstage העלות האפקטיבית של גירוי עצבי סימולטני הקלטה של ​​מבוך המים

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.

הקלטה בקנה מידה גדול הרכבים העצבית עם בדיקות הסיליקון ב עכברוש הרדים

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.

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

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.

הכנת עכבר ער להקלטת תגובות עצביות והזרקת קליעים נותבים

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.

שיטות הקלטה בעל מספר יחידות לאפיין את הפעילות עצבית בארבה (<em&gt; Schistocerca אמריקנה</em&gt;) מעגלי ריח

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.

עצבית במעגל הקלטה ממערכת עצבים מקק שלמה

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.

שיטת אלקטרו עבור תגובות מתח תאיים הקלטה של<em&gt; תסיסנית</em&gt; קולטני אור ו interneurons יאירו גירויים<em&gt; In vivo</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.

הקלטה במרחב מוגבל תנודות בהיפוקמפוס מתנהגים באופן עכברים

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.