אנחנו אסירי תודה קארין וינטרהאלטר, קרסטין Semmler לקבלת סיוע טכני עבודה זו נתמכה על ידי האשכול של מצוינות BrainLinks - BrainTools (סיפורה ה 1086) של קרן המחקר הגרמני.

כל השיטות המערבות בעלי חיים החיים אושרו על-ידי פרייבורג Regierungspräsidium לפי חוק רווחת בעלי חיים גרמנית.
1. תכשירים
<ol><li>לתכנן ולבנות כלי הכניסה המתאים transiently נושאת את החללית הסיליקון ואת המחבר אלקטרודה במהלך תהליך ההשתלה. לקבלת כלי מותאם אישית הכניסה בנוי דוגמה, ראה איור 1 .</li>
	<li>בזהירות לשחרר את הסיליקון החללית ואת אלקטרודה מחבר מאריזתו באמצעות מלקחיים שקצהו קרמיקה.</li>
	<li>הרם את לוח מחבר, בצורה מאובטחת לתקן אותו עם מלחציים תנין המצורפת עמדה.</li>
	<li>שימוש של סטריאוסקופ, יישר את המכשיר בעזרת הכלי הכניסה עם מלקחיים שקצהו קרמיקה. למרוח שכבה ~ 2 מ מ של פרפין שעווה מומסת עם cauterizer להדביק את החללית ההכנסה לכלי. הקפידו לא נוגעים של שנקס בדיקה במהלך הליך זה.</li>
	<li>לתקן את מחבר אלקטרודה מוט של הכלי ההכנסה באמצעות דבק רגיל. שימו לב כי בהתאם ליצרן, חוטים הקרקע שאולי צריך להיות מולחמים את לוח מחבר אלקטרודה לפני ההשתלה. הסר את הבידוד של שני קטעים קצרים של חוטי נחושת בידודי לכה באמצעות פח-הלחמה להחיל עם מלחם (400 מעלות צלזיוס). הלחמה החוטים הקרקע כדי החריצים המתאימים בלוח מחבר אלקטרודה.</li>
	<li>הסר את הבידוד של שני חלקים נוספים של חוטי נחושת. לעטוף כל חוט נחושת חשוף שלוש פעמים סביב בורג פלדה אל חלד (בקוטר 1 מ"מ, 2 מ מ אורך). החל שטף מתאים הלחמה פלדה, הלחמה חוט הנחושת לחלק התחתון של הכיפה בורג. לוודא כי בתחתית חצי מהשרידים חריטה ללא פח-הלחמה.</li>
	<li>השתמש multimeter רגיל כדי לבדוק קשר חשמלי בין חוט בורג.</li>
	<li>לחטא את שאנקס של החללית סיליקון, את הברגים הקרקע על ידי טבילה 70% אתנול (10 s).</li>
	<li>להכין כיסוי מגן השתל בדיקה על ידי חיתוך ראש פלסטיק פסטר פיפטה לשניים.</li>
</ol>2. ניתוח ההשתלה
<ol><li>לחטא כלי כירורגי (מספריים, מלקחיים שקצהו פיין, מלחציים כירורגי) עם מעקר חרוז חם. למחוק את כל המשטחים עם 70% אתנול.</li>
	<li>לגרום הרדמה עם איזופלוריין 3% חמצן וכשאשר L ~ 1/min.<ol>
<li>לשימוש תחזוקה, 1-1.5% איזופלוריין. שימו לב כי ריכוז איזופלוריין הדרוש להשגת עמידות כירורגי יכול להשתנות חיה חיה.</li>
		<li>סובלנות כירורגי יציב מושגת כאשר החיה מצליח להגיב צובט את הבוהן. את קצב הנשימה של העכבר ולהתאים את ריכוז איזופלוריין במידת הצורך.</li>
		<li>להחיל משחה לעיניים של החיה כדי למנוע ייבוש.</li>
	</ol>
</li>
	<li>לטעון את העכבר בתוך מסגרת stereotaxic בהוספת סורגים האוזן בעדינות לתוך תעלת האוזן. לאחר בראש של העכבר מתייצב בסורגים האוזן, הצב חתיכה הפה מעל החוטם למסירה איזופלוריין מתמשך. הצב את העכבר על מגבת או כרית מעל כרית החימום ולהזריק. הבופרנורפין subcutaneously (0.05 - 0.1 מ"ג/ק"ג משקל גוף) כדי להבטיח נגד כאבים לאחר הניתוח.</li>
	<li>לגלח את הראש מכונת הגילוח סטנדרטי, לחטא את העור עם 70% אתנול. באמצעות מספריים כירורגיים, בחתך לתוך העור לאורך הקו האמצעי של הגולגולת ופתח את העור בעזרת תופסנים כירורגי.</li>
	<li>יישור ראש החיה בעזרת כלי היישור stereotaxic כדי bregma ברמה של למדא. צריך להיות פחות מ- 50 מיקרומטר בהיסט גובה בין bregma למדא. יתר על כן, רמת הראש לאורך הציר mediolateral על ידי מדידת העומק של bregma-הגולגולת על פני השטח-מוגדרים מרחקים ימינה ושמאלה (למשל, 1 מ מ שמאל ואת הזכות של bregma). כיוון ההטיה של הראש במידת הצורך.</li>
	<li>לנקות את הראש עם 3% חמצן, לנגב היבש עם מגבונים סטריליים כותנה.</li>
	<li>לקבוע את המיקום של הניתוח ביחס bregma שימוש הולם אטלס stereotaxic12.</li>
	<li>באמצעות ראש המקדחה 0.9 מ מ, תרגיל שני חורי הברגים העצם על המוח הקטן למיקום הברגים הקרקע והפניה. בנוסף, 1-3 חורים עגינת הברגים הם רצוי לייצב את השתל. המיקום של ברגי עיגון יהיה תלוי המיקום של הניתוח. עבור ההשתלה בהיפוקמפוס אל הצב בורגי עיגון מעל קליפת חזיתית הקודקוד ואת חולשת contralateral. הכנס את הברגים העצם באמצעות מברג מתאים. הקפידו לא לחדור לתוך המוח.</li>
	<li>לבצע את הניתוח על ידי דילול לאט את הגולגולת עם התרגיל באזור מלבני מהצד השרשה. לעתים קרובות להרטיב את העצם עם מאגר פוספט סטיריליים (PB). הגולגולת ורקמת הנותרים יכולים להיות בעדינות פירסינג והוציאו בעזרת מחט ההזרקה (27 גרם) בסדר גמור וזוג פינצטה.</li>
	<li>בזהירות פירס קרום הדורה עם מחט דקה של הזרקה (27 גרם). טופס קרס קטנה על-ידי כיפוף קצה המחט עם זוג מספריים ומשוך את דורא להסרת. החל PB כדי למנוע את פני השטח של המוח ממנו להתייבש.</li>
	<li>הר הכלי ההכנסה אלקטרודה על בעל stereotaxic, אפס את המכשיר על bregma, וזוזי החללית לקואורדינטות stereotaxic הניתוח אט-אט לחדור את פני השטח של המוח. ודא שהמוטות בדיקה לא מתכופף. הימנע להשתיל דרך כלי הדם.</li>
	<li>הורידו לאט את המכשיר עד מיקרומטר ~ 200 מעל העומק הרצוי. מכסים את הגולגולת ואת שאנקס של המכשיר סיליקון עם וזלין סטיריליים להגנה. החל מלט שיניים כדי לתקן את הבסיס של המכשיר כדי הבורג עגינת בגולגולת.</li>
	<li>מיד לאחר יישום מלט, לאט הניעו את החללית אל העומק היעד. קידום של מיקרומטר אחרונה 200 ~ לאחר היישום של הצמנט מפחית לרוחב תנועת החללית ומבטיחה נזק מינימלי לרקמות באזור המטרה. שימו לב כי הזמן ריפוי של הבטון המשמש יכול להשפיע על שלב זה של הפרוטוקול. עם במהירות ריפוי מלט, להשמיט את שלב זה, ישירות שתל החללית לעומק היעד כדי למנוע נזק החללית סיליקון.</li>
	<li>לאחר ריפאה הבטון, שחרר את החללית של הכלי הכניסה על ידי המסת השעווה עם cauterizer.</li>
	<li>לשחרר את לוח מחבר מהמכשיר ההכנסה והצב אותו למקום מתאים על הגולגולת באמצעות מלחציים תנין מחוברת ידית ההכנסה. במקרה של בדיקה ההשתלה בהיפוקמפוס אל המקום את לוח מחבר על בדופן העצם contralateral. לתקן את לוח מחבר לגולגולת באמצעות מלט שיניים.</li>
	<li>הלחמה את החוטים הקרקע והפניה של הלוח מחבר לרדיו המצורפת את שני הברגים על המוח הקטן.</li>
	<li>לקצץ את מכסה מגן בגובה הנכון ומניחים אותו מעל החללית סיליקון. לתקן את מכסה לוח מחבר ואת הגולגולת באמצעות מלט שיניים, הימנעות העור סביב הגולגולת חשוף. תפירת העור סביב אתר ההשתלה בדרך כלל לא נדרש.</li>
</ol>3. ההחלמה לאחר הניתוח
<ol><li>החל הטיפול המתאים להרגעה לפחות 2 ימים (למשל זריקות תת עורית של הבופרנורפין כל 6 שעות במהלך היום, במי השתייה בן לילה בשילוב עם carprofen (4-5 מ"ג/ק"ג משקל גוף) subcutaneously כל 24 שעות). יחיד-דיור מומלץ כדי למנוע נזק השתל.</li>
	<li>אפשר לפחות שבוע להתאוששות. התייעץ עם הנחיות רווחת בעלי חיים מקומיים.</li>
</ol>4. קירור והקפאה
<ol><li>LFPs שיא לנוע בחופשיות עכברים באמצעות מערכת רכישת נתונים מתאימים מחוברים דרך קומוטטור. לרכוש LFPs, השתמש תדר דגימה של 1-5 קילו-הרץ. שיעור דגימה גבוה יותר (20-30 kHz) נדרשים אם יחידה אחת הפרשות שיירשמו יחד עם LFP.</li>
	<li>לאחסן קבצי raw הקלטה של והערוצים לניתוח במצב לא מקוון.</li>
</ol>5. היסטולוגיה
<ol><li>לאחר השלמת ההקלטה, עמוק עזים ומתנגד החיה (למשל 2 g/kg הגוף משקל urethane מוזרק intraperitoneally). לאשר המדינה הרדמה על ידי חוסר תגובה שאורך צובט.</li>
	<li>Perfuse transcardially את העכבר עם קרח באגירה פוספט תמיסת מלח (~ 1 דקות) ואחריו 4% paraformaldehyde (~ 10 דקות) באמצעות שיטות זלוף intracardial תקן13. לפני זלוף, lesioning electrolytic האתרים הקלטה אולי על ידי שבוצעה (למשל על-ידי החלת 10-20 V של מתח מתמיד עד 1 s). לחלופין, צבעי פלורסנט חלה על העצות shank לפני ההשתלה יכול לשמש כדי לעקוב אחר זיהוי. בדיקות בשיטות שונות לצורך זיהוי עמדות אלקטרודה כדי להשיג תוצאות אופטימליות עם סוגים שונים של סיליקון הגששים מומלץ.</li>
	<li>לחתוך חלקים במוח (~ 100 מיקרומטר) ו מכתים את הפרוסות עם 4'-6-diamidino-2-phenylindole (דאפי, µg 1/mL) ואחריו שלושה צעדים כביסה ב PB (כל 10 דקות בטמפרטורת החדר).</li>
	<li>במקום הסעיפים על שקופית מיקרוסקופ, להחיל טיפה של הטמעת בינונית ולכסות המקטע עם מכסה. תן את ההטבעה לילה יבש בינוני בטמפרטורת החדר.</li>
	<li>באמצעות epifluorescence או מיקרוסקופ קונפוקלי סריקה בלייזר, לזהות את המיקום של האתרים הקלטה.</li>
	<li>ניסיון שחזור של המכשיר סיליקון להמשך השימוש, להחזיק את המכשיר עם מלחציים תנין ולשחרר את המכשיר מ לחתור בהתכה בקפידה את הבטון שיניים במלחם (400 מעלות צלזיוס). הקפידו לא נוגעים של שנקס בדיקה במהלך הליך זה!</li>
	<li>לשטוף את המכשיר במים מזוקקים חם (~ 80 מעלות, 15 דקות) ואחריו פתרון אנזימטי (1% Tergazyme במים מזוקקים, 30 דקות בטמפרטורת החדר) וצעד נוסף כביסה במים מזוקקים (15 דקות). שימו לב כי שיעור ההצלחה של בדיקה התאוששות נמוך.</li>
</ol>6. CSD ניתוח
<ol><li>באמצעות סביבת ניתוח מתאים (למשל פיתון), המרת הנתונים LFP של shank בודדים כדי CSD על ידי קירוב הנגזרת המרחבית השנייה לאורך הדוקרן כמו <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/57714/57714eq1.jpg"> איפה LFPn, t הוא האות LFP על האלקטרודהth nבזמן t וδz המרווח בין אלקטרודה. שים לב כי עקב n-1 פעולות n+1, CSD של האלקטרודות הראשון והאחרון של הדוקרן ניתן לאמוד, אשר צריכה להילקח תחת שיקול במהלך בדיקה השמה. ליישם את הנוסחה קירוב באמצעות קטע קצר של קוד מחשב את האות CSD עבור כל אלקטרודה תוך איטראציה לאורך זמן (ראה קובץ קוד משלים).</li>
	<li>השתמש את האות CSD שהושג עבור ניתוח נוסף (למשל, לומדת תדר מסוים להקות של תנודות המוח על-ידי החלת הלהקה לעבור מסננים).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Buzs&#225;ki, G., Draguhn, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+oscillations+in+cortical+networks.">Neuronal oscillations in cortical networks.</a> Science. 304 (5679), 1926-1929 (2004).</li><li>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>Benchenane, K., 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=Coherent+theta+oscillations+and+reorganization+of+spike+timing+in+the+hippocampal-prefrontal+network+upon+learning.">Coherent theta oscillations and reorganization of spike timing in the hippocampal-prefrontal network upon learning.</a> Neuron. 66 (6), 921-936 (2010).</li><li>Jadhav, S. P., Kemere, C., German, P. W., Frank, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Awake+hippocampal+sharp-wave+ripples+support+spatial+memory.">Awake hippocampal sharp-wave ripples support spatial memory.</a> Science. 336 (6087), 1454-1458 (2012).</li><li>Yamamoto, J., Suh, J., Takeuchi, D., Tonegawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+execution+of+working+memory+linked+to+synchronized+high-frequency+gamma+oscillations.">Successful execution of working memory linked to synchronized high-frequency gamma oscillations.</a> Cell. 157 (4), 845-857 (2014).</li><li>Karalis, N., 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=4-Hz+oscillations+synchronize+prefrontal-amygdala+circuits+during+fear+behavior.">4-Hz oscillations synchronize prefrontal-amygdala circuits during fear behavior.</a> Nature Neuroscience. 19 (4), 605-612 (2016).</li><li>Khodagholy, D., Gelinas, J. N., Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning-enhanced+coupling+between+ripple+oscillations+in+association+cortices+and+hippocampus.">Learning-enhanced coupling between ripple oscillations in association cortices and hippocampus.</a> Science. 358 (6361), 369-372 (2017).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+extracellular+fields+and+currents--EEG,+ECoG,+LFP+and+spikes.">The origin of extracellular fields and currents--EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).</li><li>Mitzdorf, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+source-density+method+and+application+in+cat+cerebral+cortex:+investigation+of+evoked+potentials+and+EEG+phenomena.">Current source-density method and application in cat cerebral cortex: investigation of evoked potentials and EEG phenomena.</a> Physiological Reviews. 65 (1), 37-100 (1985).</li><li>Laszt&#243;czi, B., Klausberger, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layer-specific+GABAergic+control+of+distinct+gamma+oscillations+in+the+CA1+hippocampus.">Layer-specific GABAergic control of distinct gamma oscillations in the CA1 hippocampus.</a> Neuron. 81 (5), 1126-1139 (2014).</li><li>Str&#252;ber, M., Sauer, J. -. F., Jonas, P., Bartos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distance-dependent+inhibition+facilitates+focality+of+gamma+oscillations+in+the+dentate+gyrus.">Distance-dependent inhibition facilitates focality of gamma oscillations in the dentate gyrus.</a> Nature Communications. 8 (1), 758 (2017).</li><li>Franklin, K. B. J., Paxinos, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The mouse brain in stereotaxic coordinates. , (2007).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (65), e3564 (2012).</li><li>Kajikawa, Y., Schroeder, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+local+is+the+local+field+potential?.">How local is the local field potential?.</a> Neuron. 72 (5), 847-858 (2011).</li><li>Berens, P., Keliris, G. A., Ecker, A. S., Logothetis, N. K., Tolias, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feature+selectivity+of+the+gamma-band+of+the+local+field+potential+in+primate+primary+visual+cortex.">Feature selectivity of the gamma-band of the local field potential in primate primary visual cortex.</a> Frontiers in Neuroscience. 2 (2), 199-207 (2008).</li><li>Last&#243;czi, B., Klausberger, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+gamma+oscillations+in+the+distal+dendritic+field+of+the+dentate+gyrus+and+the+CA1+area+of+mouse+hippocampus.">Distinct gamma oscillations in the distal dendritic field of the dentate gyrus and the CA1 area of mouse hippocampus.</a> Brain Structure and Function. 222 (7), 3355-3365 (2017).</li><li>Nguyen Chi, V., M&#252;ller, C., Wolfenstetter, T., Yanovsky, Y., Draguhn, A., Tort, A. B. L., Branka&#269;k, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+respiration-driven+rhythm+distinct+from+theta+oscillations+in+awake+mice.">Hippocampal respiration-driven rhythm distinct from theta oscillations in awake mice.</a> Journal of Neuroscience. 36 (1), 162-177 (2016).</li><li>Chung, J., Sharif, F., Jung, D., Kim, S., Royer, S. <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+and+headgear+for+chronic+implant+and+recovery+of+optoelectronic+probes.">Micro-drive and headgear for chronic implant and recovery of optoelectronic probes.</a> Scientific Reports. 7 (1), 2773 (2017).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

הגדלת עדויות מציינים כי תנודות המוח במעגלים עצביים בהיפוקמפוס להתרחש דיסקרטית תחומים מרחבי10,11,16. CSD ניתוח מפחיתה באופן דרסטי את השפעת אמצעי הולכה, תנאי חיוני לצורך המחקר של אירועים מקומיים תנודה. עם וידאו זה, אנו מספקים מדריך כדי להשתיל סיליקון הגששים בהיפוקמפוס העכבר לניתוח של נתונים CSD. אנו מראים דוגמאות מייצגות של אותות CSD שארפ-גל האדוות CA1, התנודות גמא המותאמות לשפות אחרות של הכישור משוננת. עם זאת, פרוטוקול זה יכול לשמש גם ללמוד דפוסי הפעילות מתנדנדות בהיפוקמפוס אחרים, כגון תטא או נשימה הקשורות לרשת תנודות17.
ההצלחה של ההשתלה תלויה בצורה מכרעת היישור הנכון של ראשה במסגרת stereotaxic. אנו משתמשים של הזרקת מחטני כשכרטיס לתוך בעל stereotaxic למדידת הסטייה של הראש בכיוונים anterioposterior ו- mediolateral. אנחנו ברצף להזיז את המחט כדי לגעת bregma למדא וכדי לפצות כל היסט בין לגבהים של שתי נקודות על-ידי הטיית המסגרת stereotaxic. באופן דומה, מדידת הגובה על 1 מ מ שמאלה וימינה של bregma יציין כל היסט mediolateral, אשר יכול להיות מותאם על ידי הטיית המסגרת שמאלה או ימינה. הסטת < 50 מיקרומטר מומלצים לקבלת תוצאות מיטביות השרשה.
הבחירה של עיצוב המכשיר היא היבט קריטי נוסף. שהניסויים שלנו מציינים כי היכולת לבודד אירועים מקומיים מסרב עם הגדלת מרווח אלקטרודה. בהצלחה בודדנו גמא מקומי תנודה אירועים באמצעות סיליקון רגשים עם מרווח אלקטרודה 25 ו- 100 מיקרומטר ו 250 ו-400 מיקרומטר shank ריווח11. מדדים אלה ובכך לספק נקודת התחלה טובה עבור עיצוב המכשיר.
לאור העלויות הגבוהות של הגששים סיליקון, re-usability של הגששים הקלטה נמצא כעת גורם מגביל. השיטות המתוארות כאן מאפשרים המנהל להתאוששות בדיקה. עם זאת, רק בהצלחה מצאנו את המכשיר לאחר ההקלטה במקרה אחד, המציין שיעור ההצלחה של ההליך הזה הוא נמוך מאוד. שיפור עתידי של הפרוטוקול עשויים לכלול את השימוש של מיקרו-כוננים שנועדה להקל בדיקה שחזור18.

תנודות ב- LFP מעורבים באופן ביקורתי מידע עיבוד על ידי מעגלים עצביים. הם מכסים מגוון רחב של תדרים, ועד גלים איטיים (~ 1 Hz) ריפל במהירות תנודות (~ 200 Hz)1. תדירות ברורים להקות הקשורים עם תפקודים קוגניטיביים, כולל זיכרון, עיבוד רגשי של ניווט2,3,4,5,6,7. הזרימה הנוכחית מעבר ממברנות עצביים מהווה את החלק הגדול ביותר של האות LFP8. קטיונים הזנת התא (למשל באמצעות הפעלה של הסינפסות סינאפסות glutamatergic) מייצגים כיור הנוכחי פעיל (כמו תשלום משאיר המדיום חוץ-תאית). לעומת זאת, זרימה נטו של מטען חיובי למדיום חוץ-תאית, למשל על-ידי הפעלה של GABAergic הסינפסות מעכבות, מתארת מקור הנוכחי פעיל במיקום זה. ב הדיפולים עצביים, כיורים הנוכחי ניתן לזווג עם מקורות סביל ולהפך עקב קיזוז הזרמים המשפיעים על קרום תשלום באתרים מרוחקים.
השדה החשמלי שנוצר על-ידי תהליכים עצביים מרחוק יכול גם לגרום מתח ניכר deflections על אלקטרודה הקלטה, עשויות ובכך באופן כוזב להיחשב כאירוע מקומי. הולכה נפח זה מהווה אתגר רציני הפרשנות של אותות LFP. ניתוח CSD מספק מידע אודות כיורים הנוכחי מקומיים ומקורות שבבסיס LFP אותות ולכן כוללת אמצעים כדי להפחית את ההשפעה של אמצעי האחסון הולכה8. במבנים למינציה כמו ההיפוקמפוס, ניתן לקבל אותות CSD חד-ממדי הנגזרת המרחבית השנייה של LFP להקליט מ קו מקביל אלקטרודות המסודרים בניצב מטוסים למינריות9. כניסתו של הגששים סיליקון ליניארי זמינים מסחרית אפשרה לחוקרים לנצל את השיטה CSD לצורך המחקר של תנודה המקומי פעילות ההיפוקמפוס. לדוגמה, זה הוכח כי תנודות גמא ברורים להגיח באופן ספציפי שכבה באזור CA110. יתר על כן, ניתוח CSD זיהה עצמאית נקודות חמות של פעילות גמא בשכבה התא העיקרי של הפיתול משוננת11. חשוב לציין, ממצאים אלה היו רק לכאורה CSD המקומי, אבל לא LFP אותות. ניתוח CSD ובכך מספק כלי רב עוצמה כדי לקבל תובנה בפעולות microcircuit של ההיפוקמפוס.
ב פרוטוקול זה, אנו מספקים מדריך מקיף כדי לקבל אותות CSD חד-ממדי עם סיליקון הגששים. שיטות אלה יאפשר למשתמשים לחקור אירועים תנודה מקומי בהיפוקמפוס של עכברים להתנהג.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1106">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Crocodile clamp with stand</td>
			<td style="width:381px;">Reichelt Elektronik</td>
			<td style="width:151px;">HALTER ZD-10D</td>
			<td style="width:376px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Silicon probe</td>
			<td style="width:381px;">Cambridge Neurotech</td>
			<td style="width:151px;">P-series 32</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Stereoscope</td>
			<td style="width:381px;">Olympus</td>
			<td style="width:151px;">SZ51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Varnish-insulated copper wire</td>
			<td style="width:381px;">B&#252;rklin Elektronik</td>
			<td style="width:151px;">89 F 232</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:199px;">Ground screws</td>
			<td style="width:381px;">Screws &#38; More GmbH (screwsandmore.de)</td>
			<td style="width:151px;">DIN 84 A2 M1x2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Flux</td>
			<td style="width:381px;">Stannol</td>
			<td style="width:151px;">114018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Ceramic-tipped forceps</td>
			<td style="width:381px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:151px;">11210-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Paraffine Wax</td>
			<td style="width:381px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:151px;">327204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Cauterizer</td>
			<td style="width:381px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:151px;">18010-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Soldering iron</td>
			<td style="width:381px;">Kurtz Ersa</td>
			<td style="width:151px;">OIC1300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Multimeter</td>
			<td style="width:381px;">Uni-T</td>
			<td style="width:151px;">UT61C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Ethanol</td>
			<td style="width:381px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:151px;">9065.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Pasteur pipettes</td>
			<td style="width:381px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:151px;">EA65.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Heat sterilizer</td>
			<td style="width:381px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:151px;">18000-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Stereotaxic frame</td>
			<td style="width:381px;">David Kopf</td>
			<td style="width:151px;">Model 1900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Stereotaxic electrode holder</td>
			<td style="width:381px;">David Kopf</td>
			<td style="width:151px;">Model 1900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:381px;">Abbvie</td>
			<td style="width:151px;">B506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Oxygen concentrator</td>
			<td style="width:381px;">Respironix</td>
			<td style="width:151px;">1020007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Buprenorphine</td>
			<td style="width:381px;">Indivior UK Limited</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Electrical shaver</td>
			<td style="width:381px;">Tondeo</td>
			<td style="width:151px;">Eco-XS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Heating pad</td>
			<td style="width:381px;">Thermolux</td>
			<td style="width:151px;">463265/-67</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Surgical clamps</td>
			<td style="width:381px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:151px;">18050-28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Hydrogen peroxide</td>
			<td style="width:381px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:151px;">H1009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Sterile cotton wipes</td>
			<td style="width:381px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:151px;">EH12.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Drill</td>
			<td style="width:381px;">Proxxon</td>
			<td style="width:151px;">Micromot 230/E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">21G injection needle</td>
			<td style="width:381px;">B. Braun</td>
			<td style="width:151px;">4657527</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Phosphate buffer/phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:381px;"></td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Stereotaxic atlas</td>
			<td style="width:381px;">Elsevier</td>
			<td style="width:151px;">9.78012E+12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Surgical scissors</td>
			<td style="width:381px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:151px;">14094-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Surgical forceps</td>
			<td style="width:381px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:151px;">11272-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">27G injection needles</td>
			<td style="width:381px;">B. Braun</td>
			<td style="width:151px;">4657705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Vaseline</td>
			<td style="width:381px;"></td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Dental cement</td>
			<td style="width:381px;">Sun Medical</td>
			<td style="width:151px;">SuperBond T&#38;M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Carprofen</td>
			<td style="width:381px;">Zoetis</td>
			<td style="width:151px;">Rimadyl 50mg/ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Recording amplifier</td>
			<td style="width:381px;">Intan Technologies</td>
			<td style="width:151px;">C3323</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">USB acquisition board</td>
			<td style="width:381px;">Intan Technologies</td>
			<td style="width:151px;">C3004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Recording cables</td>
			<td style="width:381px;">Intan Technologies</td>
			<td style="width:151px;">C3216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Electrical commutator</td>
			<td style="width:381px;">Doric lenses</td>
			<td style="width:151px;">HRJ-OE_FC_12_HARW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Acquisition software</td>
			<td>OpenEphys (www.open-ephys.org)</td>
			<td style="width:151px;">GUI</td>
			<td>allows platform-independent data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Computer for data acquisition</td>
			<td style="width:381px;"></td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Analysis environment</td>
			<td>Python (www.python.org)</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td>allows platform-independent data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Urethane</td>
			<td style="width:381px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:151px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Vibratome</td>
			<td style="width:381px;">Leica</td>
			<td style="width:151px;">VT1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Microscope slides</td>
			<td style="width:381px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:151px;">H868.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Cover slips</td>
			<td style="width:381px;">Carl Roth</td>
			<td style="width:151px;">H878.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Embedding medium</td>
			<td style="width:381px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:151px;">81381-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Distilled water</td>
			<td style="width:381px;">Millipore</td>
			<td style="width:151px;">Milli Q</td>
			<td>Table-top machine for the production of distilled water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:199px;">Tergazyme</td>
			<td style="width:381px;">Alconox</td>
			<td style="width:151px;">Tergazyme</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

recording spatially restricted oscillations in the hippocampus of behaving mice

הפוטנציאל שדה מקומי (LFP) מתגלה מתנועות יון מעבר ממברנות עצביות. מאז המתח שהוקלט על ידי אלקטרודות LFP משקף את השדה החשמלי מסוכם של כמויות גדולות של רקמת המוח, חילוץ מידע אודות פעילות מקומית הוא מאתגר. עם זאת, למדתי מתוכנת עצביים, דורש הבחנה אמין בין אירועים מקומיים באמת כמנצח נפח אותות שמקורם באזורים מרוחקים המוח. הניתוח הנוכחי של צפיפות (CSD) מקור מציע פתרון בעיה זו על-ידי מתן מידע על כיורים הנוכחי ועל מקורות באזור האלקטרודות. באזורים במוח עם למינריות cytoarchitecture כגון ההיפוקמפוס, CSD חד-ממדי ניתן להשיג על ידי הערכת המרחבי הנגזרת השנייה של LFP. כאן, אנו מתארים שיטה LFPs multilaminar הרשומה באמצעות סיליקון ליניארי הגששים מושתל לתוך ההיפוקמפוס הגבי. עקבות CSD מחושבים לאורך שאנקס בודדים של המכשיר. פרוטוקול זה ובכך מתאר הליך כדי לפתור תנודות מוגבל ברשת עצביים בהיפוקמפוס לנוע בחופשיות עכברים.

איור 1 מדגימה את הכלי ההכנסה שימוש עבור ההשתלה של הגששים סיליקון. הקלטות סיליקון כרוני מושתל רגשים פילוח האזור CA1, השכבה תא גרגר של הכישור משוננת מוצגים באיור2. הקלטנו LFPs מ שאנקס בדיקה במהלך תנועה חופשית ב homecage. כדי למזער את ההשפעה של אמצעי האחסון הולכה, האותות שהושג היו המרה CSD לאורך כל shank של המכשיר (איור 2Bיח). בדוגמה הראשונה המוצגת באיור 2B, שארפ-גל אחד אדווה אירועים מוביל כיור הנוכחי בולט בשכבה radiatum של CA1. בדוגמה השניה המוצגת באיור 2C-E, הקלטנו שני אתרי ברורים בשכבה תא גרגר של הכישור משוננת (מרחק לרוחב 400 מיקרומטר). הלהקה גבוהה-גמא היתה מבודדת על ידי החלת מסנן bandpass Hz 60-80 לאות CSD, חשיפת התפרצויות גמא מקומיים על אחד משני האתרים הקלטה ממוקם השכבה תא גרגר (איור דו-ממדי; הקלטה אדום באתר). שימו לב הפעילות תנודה גמא המקומי יכול להתגלות רק לאחר המרה של האות המוקלט CSD (איור דו-ממדי, נכון). איור 2E מראה פרקי זמן נפרד של ההקלטה זהה, שבמהלכו הגמא תנודות על שני האתרים הקלטה נבדלים שלהם שלב (איור 2E, שמאלה) או משרעת (איור 2E, התיכון). הדוגמה הימניות מציגה בתקופה של פעילות גמא מסונכרנות בבשני האתרים הקלטה. דוגמאות אלה ממחישים כי ניתוח CSD הוא מסוגל לבודד את פעילות מקומית לא רק בממד של ניתוח, אלא גם בכיוונים ניצבים. כדי להמחיש עוד יותר את הרעיון המרכזי הזה, אנחנו המודל ניסוי עם מכשיר בדיקה סיליקון בהיקף של שני שאנקס (I ו- II) עם חמישה אתרים הקלטה, כל השוואה על פי התוצאות באיור 2. במודל שלנו, רכב הגישוש. מושתל בתוך הפיתול משוננת תנודה גמא המקומי המתעוררים בשכבה תא גרגר ליד ההקלטה אתר 4 shank אני (איור 3). בהנחה הולכה נפח הומוגנית ברחבי הרקמה, תנודה המקומי תוקלט ב LFP-כל האתרים האחרים הקלטה בגירסה משרעת-מסוננים (איור 3C). עם זאת, ביצוע ניתוח CSD לאורך שני שאנקס בבירור מבודד מיקומה של דור גמא (דמות תלת-ממד). יתר על כן, קטן המרחק בין אתרים הקלטה על הדוקרן אותו, קטן יותר crosstalk בין CSD מאותת על השכנה שאנקס (איור 3EF).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57714/57714fig1.jpg"> איור 1: תמונה של הכלי ההכנסה. החללית סיליקון מחובר לפין חרקים דבוקים אל בסיס מלחציים תנין. ניתן להוסיף מוט של המחזיק תחמן מיקרו stereotaxic להשתלה. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57714/57714fig1large.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/57714/57714fig2.jpg"> איור 2: נציג מתוצאות ניתוח CSD בהיפוקמפוס. A: מערך אלקטרודה המורכבת בדיקה סיליקון ארבע-shank (shank ריווח 400 מיקרומטר, אלקטרודה מרווח בין 100 מיקרומטר, אלקטרודות 8/shank) היה מושתל לתוך ammonis cornu אזור 1 (CA1). שאנקס A-C טרוורס שכבה oriens (o), שכבה pyramidale (p) ו שכבה radiatum (r). HF: פיסורה בהיפוקמפוס. די. ג'י: משוננת הפיתול. B: LFP (עקבות שחור), CSD (בצבעים) של שאנקס שלושה ב CA1 במהלך אפוק 200 ms המכיל גל שארפ ספונטנית אדווה אירועים. הערה לכיור הנוכחי בולט בשכבה radiatum. LFP סולם בר: 2 mV. C: דוגמה של בדיקה סיליקון הקלטה מ די. ג'י. שאנקס A ו- B לחדור את די. ג'י. CA3: אזור ammonis cornu 3. נגעים electrolytic בוצעו לאחר ההקלטה לסמן מסלולים אלקטרודה. D: ציור שנקס אלקטרודה ביחס האנטומיה בהיפוקמפוס. LFP הקלטה משני במרחב אתרים מופרדים בשכבת תאים גרגר (אדום וכחול הקלטה באתר) עולה כי הגמא תנודות (60-80 Hz) מסונכרנות בין שני האתרים (משמאל). עם זאת, CSD אותות של מרווח הזמן אותו לחשוף גמא מוקד "נקודה חמה" מוגבלת לאתר ההקלטה האדום (מימין). אותות CSD בשני האתרים הקלטה נמשכים-באותו הסולם. E: אותות CSD אבל לא LFP לזהות תקופות של שלב (משמאל) ו משרעת asynchrony (באמצע) בין שני האתרים הקלטה. התקופה מימין מראה של תקופה קצרה של פעילות גמא מסונכרן. עקבות בתחתית להמחיש את ההבדל שלב (Δ-שלב ברדיאנים) ואינדקס ההבדל משרעת (Ampl. אינדקס, המוגדר כהפרש משרעת בין שני האתרים הקלטה מחולק בסכום amplitudes בכל נקודה בזמן עם מגוון מ-1 ל- 1) עבור LFP (אפור), CSD (שחור) עקבות. כל שלוש דוגמאות 30 ms התרחשה במרחק 400 גב' לוחות C ו- D וארוך מותאמים מ. ואח 2017 Strüber11 תחת Creative Commons (https://creativecommons.org/Licenses/by/4.0/). אותות CSD בשני האתרים הקלטה נמשכים-באותו הסולם בחלונית נפרדים לכל. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57714/57714fig2large.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/57714/57714fig3.jpg"> איור 3: מודל הניסוי עם תנודה מדומה 40 הרץ מוקד בשכבה תא גרגר הפיתול משוננת. A: בדיקה סיליקון דגם עם שני שאנקס ממרחק של Dshank = 400 מיקרומטר, חמישה אתרים הקלטה ממוקם במרחקים של Dאלקטרודה = 100 מיקרומטר ימוקם הכישור משוננת. B: לצד הקלטה אתר 4 shank, תנודה-40 הרץ מוקד הוא מדומה כמו גל sinusoidal בתוספת גאוסיאנית רעש לבן. באתרים אחרים, מושרה רעש בלבד. פרמטרים: גמא משרעת: 1 mV; סטיית התקן של רעש: 0.05 mV; רזולוציה טמפורלית: 10 קילו-הרץ. C: אנחנו המודל השפעת משרעת-סינון נפח הולכה דרך שטח חוץ-תאית בצורה פשוטה כמו דעיכה מעריכית שלילי של גמא amplitudes עם רקמת רווח קבוע של 500 מיקרומטר. הפרמטרים המדויק כראוי המתאר את התפשטות אותות LFP הלטראלי הם שנוי במחלוקת14. עם זאת, ההערכה שלנו מתאים היטב על נתונים של מחקר15קוהרנטיות תנודה גמא neocortical. ב LFP וכתוצאה מכך, תנודה במקור מוקד כוללת מספר אתרים הקלטה. D: לאחר ביצוע הניתוח CSD לאורך המוטות בודדים באמצעות המשוואה CSD נתון, תנודה מוצג רק במיקום המקורי. E: כוח ניתוח ספקטרלי צפיפות LFP (משמאל, אדום) וכן שרידים CSD (נכון, כחול) של הקלטה באתרי shank 4 (קו מנוקד) I ו- II (קו רציף). שימו לב כי ניתוח CSD מבודד כראוי את תנודה 40 הרץ מקומיים-shank שתוך LFP האות מכיל פעילות תנודה כמנצח נפח משמעותי shank II. PSD והניתוח נעשה שימוש בפונקציה pwelch של MATLAB. F: הגדלת המרחק בין הקלטות באתרי שאנקס בודדים 400 תוצאות מיקרומטר יכולת מופחתת של ניתוח CSD לבודד את מוקד הפעילות. סימולציה וניתוח בוצעה באמצעות MATLAB 7.10. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57714/57714fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice at JoVE.com

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

פרוטוקול זה מתאר את ההקלטה של פוטנציאל שדה מקומי עם רב shank סיליקון ליניארי רגשים. המרה של האותות באמצעות ניתוח צפיפות המקור הנוכחי מאפשר השחזור של הפעילות החשמלית המקומית בהיפוקמפוס העכבר. בטכניקה זו, תנודות המוח מוגבל יכול להילמד במעבר בחופשיות עכברים.

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 ...

recording-spatially-restricted-oscillations-hippocampus-behaving

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.7K Views.  University of Freiburg. פרוטוקול זה מתאר את ההקלטה של פוטנציאל שדה מקומי עם רב shank סיליקון ליניארי רגשים. המרה של האותות באמצעות ניתוח צפיפות המקור הנוכחי מאפשר השחזור של הפעילות החשמלית המקומית בהיפוקמפוס העכבר. בטכניקה זו, תנודות המוח מוגבל יכול להילמד במעבר בחופשיות עכברים.

Video: Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

Derivation of Glial Restricted Precursors from E13 mice

This is a protocol for derivation of glial restricted precursor (GRP) cells from the spinal cord of E13 mouse fetuses. These cells are early precursors within the oligodendrocytic cell lineage. Recently, these cells have been studied as potential source for restorative therapies in white matter diseases. Periventricular leukomalacia (PVL) is the leading cause of non-genetic white matter disease in childhood and affects up to 50% of extremely premature infants. The data suggest a heightened susceptibility of the developing brain to hypoxia-ischemia, oxidative stress and excitotoxicity that selectively targets nascent white matter. Glial restricted precursors (GRP), oligodendrocyte progenitor cells (OPC) and immature oligodendrocytes (preOL) seem to be key players in the development of PVL and are the subject of continuing studies. Furthermore, previous studies have identified a subset of CNS tissue that has increased susceptibility to glutamate excitotoxicity as well as a developmental pattern to this susceptibility. Our laboratory is currently investigating the role of oligodendrocyte progenitors in PVL and use cells at the GRP stage of development. We utilize these derived GRP cells in several experimental paradigms to test their response to select stresses consistent with PVL. GRP cells can be manipulated in vitro into OPCs and preOL for transplantation experiments with mouse PVL models and in vitro models of PVL-like insults including hypoxia-ischemia. By using cultured cells and in vitro studies there would be reduced variability between experiments which facilitates interpretation of the data. Cultured cells also allows for enrichment of the GRP population while minimizing the impact of contaminating cells of non-GRP phenotype.

This protocol outlines the derivation of Glial Restricted Precursors from fetal spinal cords and maintained in vitro either for transplantation or for the study of oligodendrocytic lineage.

הגזירה של מבשרי מוגבלים גליה מ E13 עכברים

This is a protocol for derivation of glial restricted precursor (GRP) cells from the spinal cord of E13 mouse fetuses. These cells are early precursors ...

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 ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the over-production of amyloid-beta and the deposition of amyloid-beta plaques in brain regions of the afflicted individuals. Throughout the years scientists have generated numerous Alzheimer&#8217;s disease mouse models that attempt to replicate the amyloid-beta pathology. Unfortunately, the mouse models only selectively mimic the disease features. Neuronal death, a prominent effect in the brains of Alzheimer&#8217;s disease patients, is noticeably lacking in these mice. Hence, we and others have employed a method of directly infusing soluble oligomeric species of amyloid-beta - forms of amyloid-beta that have been proven to be most toxic to neurons - stereotaxically into the brain. In this report we utilize male C57BL/6J mice to document this surgical technique of increasing amyloid-beta levels in a select brain region. The infusion target is the dentate gyrus of the hippocampus because this brain structure, along with the basal forebrain that is connected by the cholinergic circuit, represents one of the areas of degeneration in the disease. The results of elevating amyloid-beta in the dentate gyrus via stereotaxic infusion reveal increases in neuron loss in the dentate gyrus within 1 week, while there is a concomitant increase in cell death and cholinergic neuron loss in the vertical limb of the diagonal band of Broca of the basal forebrain. These effects are observed up to 2 weeks. Our data suggests that the current amyloid-beta infusion model provides an alternative mouse model to address region specific neuron death in a short-term basis. The advantage of this model is that amyloid-beta can be elevated in a spatial and temporal manner.

Here, we present a protocol for direct stereotaxic brain infusion of amyloid-beta. This methodology provides an alternative in vivo mouse model to address the short-term effects of amyloid-beta on brain neurons.

עירוי stereotaxic של Oligomeric עמילואיד-ביתא להיפוקמפוס העכבר

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

Recording Gamma Band Oscillations in Pedunculopontine Nucleus Neurons

Synaptic efferents from the PPN are known to modulate the neuronal activity of several intralaminar thalamic regions (e.g., the centrolateral/parafascicular; Cl/Pf nucleus). The activation of either the PPN or Cl/Pf nuclei in vivo has been described to induce the arousal of the animal and an increment in gamma band activity in the cortical electroencephalogram (EEG). The cellular mechanisms for the generation of gamma band oscillations in Reticular Activating System (RAS) neurons are the same as those found to generate gamma band oscillations in other brains nuclei. During current-clamp recordings of PPN neurons (from parasagittal slices from 9 - 25 day-old rats), the use of depolarizing square steps rapidly activated voltage-dependent potassium channels that prevented PPN neurons from being depolarized beyond -25 mV.
Injecting 1 - 2 sec long depolarizing current ramps gradually depolarized PPN membrane potential resting values towards 0 mV. However, injecting depolarizing square pulses generated gamma-band oscillations of membrane potential that showed to be smaller in amplitude compared to the oscillations generated by ramps. All experiments were performed in the presence of voltage-gated sodium channels and fast synaptic receptors blockers. It has been shown that the activation of high-threshold voltage-dependent calcium channels underlie gamma-band oscillatory activity in PPN neurons. Specific methodological and pharmacological interventions are described here, providing the necessary tools to induce and sustain PPN subthreshold gamma band oscillation in vitro.

The pedunculopontine nucleus (PPN) is located in the brainstem and its neurons are maximally activated during waking and rapid eye movement (REM) sleep brain states. This work describes the experimental approach to record in vitro gamma band subthreshold membrane oscillation in PPN neurons.

תנודות Band גמא הקלטה Pedunculopontine Nucleus נוירונים

Synaptic efferents from the PPN are known to modulate the neuronal activity of several intralaminar thalamic regions (e.g., the ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools to selectively manipulate brain rhythms. Here we describe an approach combining projection-specific optogenetics with extracellular electrophysiology for high-fidelity control of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The specificity of the optogenetic entrainment is achieved by targeting channelrhodopsin-2 (ChR2) to the GABAergic population of medial septal cells, crucially involved in the generation of hippocampal theta oscillations, and a local synchronized activation of a subset of inhibitory septal afferents in the hippocampus. The efficacy of the optogenetic rhythm control is verified by a simultaneous monitoring of the local field potential (LFP) across lamina of the CA1 area and/or of neuronal discharge. Using this readily implementable preparation we show efficacy of various optogenetic stimulation protocols for induction of theta oscillations and for the manipulation of their frequency and regularity. Finally, a combination of the theta rhythm control with projection-specific inhibition addresses the readout of particular aspects of the hippocampal synchronization by efferent regions.

We describe the use of optogenetics and electrophysiological recordings for selective manipulations of hippocampal theta oscillations (5-10 Hz) in behaving mice. The efficacy of the rhythm entrainment is monitored using local field potential. A combination of opto- and pharmacogenetic inhibition addresses the efferent readout of hippocampal synchronization.

Optogenetic Entrainment התנודות תטא בהיפוקמפוס ב מתנהג עכברים

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

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

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 neuroscience. One key component of this technique consists of the precise placement of multiple electrodes into desired brain regions and the maintenance of their stability. Here, we describe a protocol for the construction of a 3D-printable hyperdrive, which includes eighteen independently adjustable tetrodes, and is specifically designed for in vivo extracellular neural recording in freely behaving rats. The tetrodes attached to the microdrives can either be individually advanced into multiple brain regions along the track, or can be used to place an array of electrodes into a smaller area. The multiple tetrodes allow for simultaneous examination of action potentials from dozens of individual neurons, as well as local field potentials from populations of neurons in the brain during active behavior. In addition, the design provides for simpler 3D drafting software that can easily be modified for differing experimental needs.

We present the construction of a 3D-printable hyperdrive with eighteen independently adjustable tetrodes. The hyperdrive is designed to record brain activity in freely behaving rats over a period of several weeks.

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 ...

Long-term Sensory Conflict in Freely Behaving Mice

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for experiments aimed at studying long-term learning in mice. By permanently wearing a device fixed on their heads, mice are continuously exposed to a sensory mismatch between visual and vestibular inputs while freely moving in home cages. Therefore, this protocol readily enables the study of the visual system and multisensory interactions over an extended timeframe that would not be accessible otherwise. In addition to lowering the experimental costs of long-term sensory learning in naturally behaving mice, this approach accommodates the combination of in vivo and in vitro experiments. In the reported example, video-oculography is performed to quantify the vestibulo-ocular reflex (VOR) and optokinetic reflex (OKR) before and after learning. Mice exposed to this long-term sensory conflict between visual and vestibular inputs presented a strong VOR gain decrease but exhibited few OKR changes. Detailed steps of device assembly, animal care, and reflex measurements are hereby reported.

The presented protocol produces a persistent sensory conflict for experiments aimed at studying long-term learning. By permanently wearing a fixed device on their heads, mice are continuously exposed to a sensory mismatch between visual and vestibular inputs while freely moving in home cages.

הקונפליקט חושי לטווח ארוך באופן חופשי להתנהג עכברים

Long-term sensory conflict protocols are a valuable means of studying motor learning. The presented protocol produces a persistent sensory conflict for ...

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the longitudinal interlamellar CA1-CA1 network. Recently however, an associational connection between CA1-CA1 pyramidal neurons has been shown. Therefore, there is the need to investigate whether the longitudinal interlamellar CA1-CA1 network of the hippocampus supports synaptic plasticity.
We designed a protocol to investigate the presence or absence of long-term synaptic plasticity in the interlamellar hippocampal CA1 network using electrophysiological field recordings both in vivo and in vitro. For in vivo extracellular field recordings, the recording and stimulation electrodes were placed in a septal-temporal axis of the dorsal hippocampus at a longitudinal angle, to evoke field excitatory postsynaptic potentials. For in vitro extracellular field recordings, hippocampal longitudinal slices were cut parallel to the septal-temporal plane. Recording and stimulation electrodes were placed in the stratum oriens (S.O) and the stratum radiatum (S.R) of the hippocampus along the longitudinal axis. This enabled us to investigate the directional and layer specificity of evoked excitatory postsynaptic potentials. Already established protocols were used to induce long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD) both in vivo and in vitro. Our results demonstrated that the longitudinal interlamellar CA1 network supports N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-dependent long-term potentiation (LTP) with no directional or layer specificity. The interlamellar network, however, in contrast to the transverse lamellar network, did not present with any significant long-term depression (LTD).

We used recording and stimulation electrodes in longitudinal hippocampal brain slices and longitudinally positioned recording and stimulation electrodes in the dorsal hippocampus in vivo to evoke extracellular postsynaptic potentials and demonstrate long-term synaptic plasticity along the longitudinal interlamellar CA1.

חקירת הפלסטיות הסינפטית לטווח ארוך בהיפוקמפוס הCA1 על ידי אלקטרופיזיולוגיה הקלטת שדה

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the ...

Electrocorticographic Recording of Cerebral Cortex Areas Manipulated Using an Adeno-Associated Virus Targeting Cofilin in Mice

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. Adeno-associated viruses (AAVs) are increasingly used to improve understanding of brain circuits and their functions. The AAV-mediated manipulation of specific cell populations and/or of precise molecular components has been tremendously useful to identify new sleep regulatory circuits/molecules and key proteins contributing to the adverse effects of sleep loss. For instance, inhibiting activity of the filamentous actin-severing protein&#160;cofilin&#160;using AAV prevents sleep deprivation-induced memory impairment. Here, a protocol is&#160;described that combines the manipulation of cofilin function in a cerebral cortex area with the recording of ECoG activity to examine whether cortical cofilin modulates the wakefulness and sleep ECoG signals. AAV injection is performed during the same surgical procedure as the implantation of ECoG and electromyographic (EMG) electrodes in adult male and female mice. Mice are anesthetized, and their heads are shaved. After skin cleaning and incision, stereotaxic coordinates of the motor cortex are determined, and the skull is pierced at this location. A cannula prefilled with an AAV expressing cofilinS3D, an inactive form of cofilin, is slowly positioned in the cortical tissue. After AAV infusion, gold-covered screws (ECoG electrodes) are screwed through the skull and cemented to the skull with gold wires inserted in the neck muscles (EMG electrodes). The animals are allowed three weeks to recover and to ensure sufficient expression of cofilinS3D. The infected area and cell type are verified using immunohistochemistry, and the ECoG is analyzed using visual identification of vigilance states and spectral analysis. In summary, this combined methodological approach allows the investigation of the precise contribution of molecular components regulating neuronal morphology and connectivity to the regulation of synchronized cerebral cortex activity during wakefulness and sleep.

This article describes a protocol for the manipulation of molecular targets in the cerebral cortex using adeno-associated viruses and for monitoring the effects of this manipulation during wakefulness and sleep using electrocorticographic recordings.

הקלטה אלקטרוקורטיקוגרפית של אזורי קליפת המוח מניפולציה באמצעות וירוס הקשור אדנו מיקוד Cofilin בעכברים

The use of electrocorticographic (ECoG) recordings in rodents is relevant to sleep research and to the study of a wide range of neurological conditions. ...

Preparation of Acute Slices from Dorsal Hippocampus for Whole-Cell Recording and Neuronal Reconstruction in the Dentate Gyrus of Adult Mice

Although the general architecture of the hippocampus is similar along its longitudinal axis, recent studies have revealed prominent differences in molecular, anatomical and functional criteria suggesting a division into different sub-circuits along its rostro-caudal extent. Owing to differential connectivity and function the most fundamental distinction is made between the dorsal and the ventral hippocampus, which are preferentially involved in spatial and emotional processing, respectively. Accordingly, in vivo work regarding spatial memory formation has focused on the dorsal hippocampus.
In contrast, electro-physiological in vitro recordings have been preferentially performed on intermediate-ventral hippocampus, largely motivated by factors like slice viability and circuit integrity. To allow for direct correlation of in vivo data on spatial processing with in vitro data we have adapted previous sectioning methods to obtain highly viable transverse brain slices from the dorsal-intermediate hippocampus for long-term recordings of principal cells and interneurons in the dentate gyrus. As spatial behavior is routinely analyzed in adult mice, we have combined this transversal slicing procedure with the use of protective solutions to enhance viability of brain tissue from mature animals. We use this approach for mice of about 3 months of age. The method offers a good alternative to the coronal preparation which is frequently used for in vitro studies on dorsal hippocampus. We compare these two preparations in terms of quality of recordings and preservation of morphological features of recorded neurons.

We present a protocol to prepare acute-slices from the dorsal-intermediate hippocampus of mice. We compare this transversal preparation with coronal slicing in terms of quality of recordings and preservation of morphological features of recorded neurons.