This work was supported by the Foundation for Anesthesia Education and Research Mentored Research Training Grant (ARM), by the National Institutes of Health grants GM107117 (MBK) and GM088156 (MBK), and by the Department of Anesthesiology and Critical Care at the University of Pennsylvania, Perelman School of Medicine.

<ol>
	<li>Choi, J. H., Koch, K. P., Poppendieck, W., Lee, M., Shin, H. -. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+resolution+electroencephalography+in+freely+moving+mic.">High resolution electroencephalography in freely moving mic.</a> J. Neurophysiol. 104 (3), 1825-1834 (2010).</li><li>Lee, M., Kim, D., Shin, H., Sung, H., Choi, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-density+EEG+Recordings+of+the+Freely+Moving+Mice+using+Polyimide-based+Microelectrode.">High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode.</a> J Vis Exp. (47), e2-e5 (2011).</li><li>Megevand, P., Quairiaux, C., Lascano, A. M., Kiss, J. Z., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+for+studying+large-scale+neuronal+networks+using+EEG+mapping+techniques.">A mouse model for studying large-scale neuronal networks using EEG mapping techniques.</a> Neuroimage. 42 (2), 591-602 (2008).</li><li>Sabourin, M. E., Cutcomb, S. D., Crawford, H. J., Pribram, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG+correlates+of+hypnotic+susceptibility+and+hypnotic+trance:+spectral+analysis+and+coherence.">EEG correlates of hypnotic susceptibility and hypnotic trance: spectral analysis and coherence.</a> Int J Psychophysiol. 10 (2), 125-142 (1990).</li><li>Miller, E. K., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All+My+Circuits:+Using+Multiple+Electrodes+to+Understand+Functioning+Neural+Networks.">All My Circuits: Using Multiple Electrodes to Understand Functioning Neural Networks.</a> Neuron. 60 (3), 483-488 (2008).</li><li>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=Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles.">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat Neurosci. 7 (5), 446-451 (2004).</li><li>Kipke, D. R., 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=Advanced+Neurotechnologies+for+Chronic+Neural+Interfaces:+New+Horizons+and+Clinical+Opportunities.">Advanced Neurotechnologies for Chronic Neural Interfaces: New Horizons and Clinical Opportunities.</a> J Neurosci. 28 (46), 11830-11838 (2008).</li><li>Logothetis, N. K., Kayser, C., Oeltermann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Vivo+Measurement+of+Cortical+Impedance+Spectrum+in+Monkeys:+Implications+for+Signal+Propagation.">In Vivo Measurement of Cortical Impedance Spectrum in Monkeys: Implications for Signal Propagation.</a> Neuron. 55 (5), 809-823 (2007).</li><li>Michel, C. 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=Electric+source+imaging+of+human+brain+functions.">Electric source imaging of human brain functions.</a> Brain Res Rev. 36 (2-3), 108-118 (2001).</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> Physiol Rev. 65 (1), 37-100 (1985).</li><li>Cook, I. A., O'Hara, R., Uijtdehaage, S. H. J., Mandelkern, M., Leuchter, A. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Cognitive+Correlates+of+Human+Brain+Oscillations.">The Cognitive Correlates of Human Brain Oscillations.</a> J Neurosci. 26 (6), 1669-1672 (2006).</li><li>Olejniczak, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiologic+basis+of+the+EEG.">Neurophysiologic basis of the EEG.</a> J Clin Neurophysiol. 23 (3), 186-189 (2006).</li><li>Thut, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+Brain+Oscillations+to+Drive+Brain+Function.">Modulating Brain Oscillations to Drive Brain Function.</a> PLoS Biol. 12 (12), 1-4 (2014).</li><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, 1926-1929 (2004).</li><li>Crick, F., 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=Towards+a+neurobiological+theory+of+consciousness.">Towards a neurobiological theory of consciousness.</a> Semin Neurosci. 2, 263-275 (1990).</li><li>Murakami, S., Okada, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+of+principal+neocortical+neurons+to+magnetoencephalography+and+electroencephalography+signals.">Contributions of principal neocortical neurons to magnetoencephalography and electroencephalography signals.</a> J Physiol. 575 (3), 925-936 (2006).</li><li>Franklin, K. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Real-Time+QRS+Detection+Algorithm.">A Real-Time QRS Detection Algorithm.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 32 (3), 230-236 (1985).</li><li>Moody, G. B., Mark, R. G., Zoccola, A., Mantero, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Derivation+of+Respiratory+Signals+from+Multi-lead+ECGs.">Derivation of Respiratory Signals from Multi-lead ECGs.</a> Comput Cardiol. 12, 113-116 (1985).</li><li>Thongpang, S., Richner, T. J., Brodnick, S. 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=A+Micro-Electrocorticography+Platform+and+Deployment+Strategies+for+Chronic+BCI+Applications.">A Micro-Electrocorticography Platform and Deployment Strategies for Chronic BCI Applications.</a> Clin EEG Neurosci. 42 (4), 259-265 (2011).</li><li>Laird, H. E. I., Hermansen, J. E., Huxtable, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electrode-cannula+unit+for+intracerebral+electrical+stimulation,+EEG+recording+and+drug+administration+in+small+animals.">An electrode-cannula unit for intracerebral electrical stimulation, EEG recording and drug administration in small animals.</a> Pharmacolgy Biochem Behav. 10 (2), 429-431 (1979).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

A construção de baixo custo e passos cirúrgicos necessários para atingir adequadamente a 26 canais, de alta densidade EEG montagem em um rato é descrita. contato do eletrodo peridural adequado é fundamental na aquisição de sinais de qualidade EEG neste sistema. Dois passos dentro do protocolo endereço esse problema: pin corte para coincidir com o contorno do cérebro, ea implantação capacete antes de reforço acrílico. É importante para não cortar um pino muito curta durante a fase de construção. Ao implantar os headpieces, é imperativo para verificar o posicionamento do pino antes do reforço de acrílico final. Uma forma de confirmar contato do eletrodo adequada é através de testes de impedância. Aparentemente, impedância de 5-10 kW sugerem a aplicação da epidural adequada 26. &#160; As medições de impedância demonstrar a durabilidade dos capacetes, como valores de impedância dos eletrodos são estáveis ​​dentro desta gama de 5-10 kW por pelo menos 4 meses após o implante. O outropasso essencial envolve alinhando os pinos EMG com as duas posteriores-mais linhas do 2 x 7 EEG tijolo. Isto é crítico para conexão com o adaptador, como EMG desalinhado e EEG pinos irá resultar em uma incapacidade de conectar o adaptador ou pinos do adaptador dobrados. Uma grande vantagem deste sistema de aquisição é a facilidade de se alterar a forma do conjunto de eléctrodos, a fim de optimizar as necessidades experimentais variadas. arranjos de eletrodos personalizados que são perfeitamente adequados para experimentos específicos podem ser facilmente criados. Personalização para experiências específicas poderiam combinar EEG com a cânula para a entrega de drogas dirigido por farmacológica combinada, eletroencefalograma e estudos comportamentais. 27 Headpieces, adaptadores e procedimentos cirúrgicos são facilmente adaptado para um grande número de estudos, quando seguindo os métodos descritos no protocolo acima . Uma segunda grande vantagem do presente sistema de aquisição é o seu baixo custo. Presentemente, este sistema de aquisição podeficha 128 canais de entrada de até 4 cabos separados, permitindo gravações simultâneas a partir de 4 ratos ou se desejado, ratos com grades de maior densidade. Tal expansão exigiria apenas cabos extras e adaptadores. Esta abordagem para a aquisição de alta densidade EEG aborda inconvenientes dos outros métodos de alta densidade de aquisição do EEG em ratos. O sistema descrito neste trabalho é manhosamente construídas com materiais simples e usa hardware de código aberto e software que é barato e estável, permite medições repetidas no mesmo animal ao longo de meses, permite a livre circulação durante um experimento, e não necessita de ratos para ser anestesiados para a gravação. As limitações deste sistema é que ele só foi validado até o momento em ratos que pesam 20 g ou mais e são mais de 12 semanas. camundongos menores ou mais jovens podem ter dificuldade com a implantação capacete. Uma limitação secundário desta metodologia é a incapacidade de controlar com precisão a profundidade do eletrodo após headpfabricação IECE. No entanto, esta mesma limitação se aplica a eletrodos parafuso EEG tradicionais, pois não há maneira de saber com precisão a profundidade de rosca pré-mortem em relação à superfície cortical. Solução de problemas para este método envolve tipicamente protegendo adequadamente sinal de interferência do rato quando conectado, a fim de obter o sinal sem ruído. De alta densidade matrizes de EEG são essenciais para as análises espaço-temporais complexos de dados EEG que são o novo normal na interpretação moderna EEG. Enquanto distribuição espacial de um potencial evocado visual é ilustrado, os dados adquiridos utilizando este sistema pode ser analisado utilizando técnicas de imagem de fonte eléctrica e medidas de conectividade neuronais. Uma redução de 60% a 70% da área de contacto entre estes pinos de eléctrodo em comparação com os contactos de parafuso tradicionais de sinal permite a localização mais preciso, tal como mostrado na Figura 4. Empregando-alta densidade técnicas analíticas em murganhos geneticamente modificados, seguindo Pharmacolintervenção ogical, ou em animais com patologia intrínseca, tais como doenças convulsivas podem ajudar a discernir os mecanismos que geram oscilações corticais específicas, localizar fontes de ERPs e EPs, e revelam propriedades de rede em grande escala. Por melhores sistemas humanos de paralelismo, esta abordagem irá melhorar pequenos modelos animais de neurofisiologia humana e neuropatologia, proporcionando mais fácil tradução de descobertas feitas em modelos de roedores com a relevância científica e clínica em seres humanos.

A atividade neuronal pode ser gravado extracelularmente com vários níveis de granularidade de microscópicos (potenciais de ação individuais) para mesoscópicos (potenciais de campo locais) para macroscópica (eletroencefalograma). Esses traços de ondas cerebrais são classicamente analisados ​​no domínio da freqüência para caracterizar comportamental, neurofisiológica, ou estados eletrofisiológicas. Isto pode ser feito com um único biopotencial, 4, mas EEG densidade esparsas não pode resolver o componente espacial da actividade neuronal. Análise eletroencefalograma moderna depende de vários eletrodos para produzir mapas detalhados da distribuição espaço-temporal da atividade cortical, a fim de correlacionar essa actividade com condições psicológicas específicas e processos fisiológicos. 5-7 Duas das categorias mais comumente usados de análise que necessitam de alta densidade montagens de EEG são imaging fonte elétrica e as medidas de conectividade de rede neural. 8-11 <p class="jove_content"&gt; Imagiologia fonte eléctrica envolve a localização de regiões do cérebro funcionalmente activas. mapeamento topográfico do conjunto de eletrodos pode visualizar a densidade de fonte de corrente da atividade elétrica no cérebro durante a potenciais relacionados a eventos (ERPs) e potenciais evocados (EPS). Localização da fonte elétrica é comumente usado em ambos os estudos apreensão, bem como na distribuição de energia analisa. 12-15 Desde EEG tem alta resolução temporal, os estudos de EEG possibilitar a avaliação em tempo real dos ERPs e EPs, bem como a análise temporal preciso post hoc. 3,11 , 12 Associando estados e funções cognitivas com a interação de oscilações vistas no electroencefalograma é o objetivo final das várias medidas de conectividade de rede neural. Numerosos estudos têm mostrado sincronização e bloqueio de fase de oscilações entre as diferentes regiões do cérebro estão associados com estados específicos de excitação, atenção e ação 6,13,14,16-19. </sup&gt; Demonstrando tais associações de sinais entre as regiões cerebrais exige matrizes de alta densidade que permitem avaliações de conectividade de rede. localização da fonte e da rede de análise de sinais de EEG originou com estudos em humanos, mas as investigações sobre a base neuronal para estes sinais envolve necessariamente modelos animais, como eles exigem técnicas invasivas que são impossíveis em seres humanos. A fim de replicar essas análises em modelos de roedores, é necessário um método para capturar sinais de EEG de alta densidade no cérebro de um roedor. Embora outros grupos construíram matrizes de microeléctrodos de alta densidade para utilização em ratinhos, tais abordagens são de disponibilidade limitada para os investigadores não têm acesso a instalações nanofabrico, não são suficientemente robustos para experiências repetidas ao longo de um período prolongado de tempo, ou são limitados à utilização em anestesiado camundongos. 1-3,7 Um protocolo alternativo de baixo custo para a construção de alta densidade crônica, transcraniana eletrodo arraY é demonstrada aqui. A abordagem aqui descrita a aquisição de sinal não está limitado ao EEG, mas inclui sinais eletromiográficas (EMG). Aquisição de sinais de EMG pode ser uma abordagem complementar para a definição de estado de comportamento e é particularmente útil para estudos do sono. Esta abordagem proporciona um intermediário entre caro, ultra-alta densidade grades intracranianas, e os números de chumbo limitadas possíveis com eletrodos parafusos tradicionais que são insuficientes para abordagens de análise avançadas. O design capacete é facilmente construído e acessível para estudos de alto rendimento. A utilização deste sistema de aquisição em conjunto com técnicas de manipulação genética ou farmacológicas variadas dentro de modelos de roedores pode ajudar a descobrir os mecanismos de geração cortical oscilação, divergências de comportamento de verdadeiras diferenças genotípicas, localização de fontes de ERPs e EPs, e comunicação de rede em grande escala.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1063">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:445px;">32 Channel RHD2132 amplifier headstage</td>
			<td style="width:225px;">Intan Technologies</td>
			<td style="width:145px;">C3314</td>
			<td style="width:248px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Aquistion Board</td>
			<td>Open Ephys</td>
			<td>v2.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">100 Position Receptable Connector</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>ED85100-ND</td>
			<td>Headpiece</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetone (1L)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>179973-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Razor Blade (100pack)</td>
			<td>McMaster Carr</td>
			<td>3962A4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Wire-Cutting Pliers</td>
			<td>MSC Industrial</td>
			<td align="right">321786</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-Part Epoxy</td>
			<td>McMaster Carr</td>
			<td>7605A18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PFA Coated Silver Wire (25ft)</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td align="right">787000</td>
			<td>EMG Wire</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CircuitWriter Pen</td>
			<td>MCM Electronics</td>
			<td>200-175</td>
			<td>Silver Applicator for Electrode Tips</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">36 Position Dual Row Male Nano-Miniature Connector</td>
			<td>Omnetics Connector Corporation</td>
			<td>A79028-001</td>
			<td>Headpiece to Amplifier Adapter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Conn Strip Header 2 x 50</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>ED83100-ND</td>
			<td>Headpiece to Amplifier Adapter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Clidox Base and Acitvator</td>
			<td>Pharmacal</td>
			<td>95120F &#38; 96120F</td>
			<td>Sterilant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isoflurane</td>
			<td>Priamal Enterprises Ltd</td>
			<td>66794-019-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Oxygen</td>
			<td>Airgas</td>
			<td>OX USP300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Closed Loop Temperature Controller</td>
			<td>CWE Inc.&#160;</td>
			<td>08-130000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14085-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.25% Bupivicaine Hydrochloride</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>0409-1159-02</td>
			<td>Local Anesthetic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Meloxicam 5mg/mL</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td align="right">6451602845</td>
			<td>Pain/Inflammation Relief</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.9% Sodium Chloride</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>0409-4888-20</td>
			<td>Fluids</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cefazolin</td>
			<td>Hospira</td>
			<td>0409-0806-01</td>
			<td>Antibacterial</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">No.11 Disposable Scapel (20 pk)</td>
			<td>Feather</td>
			<td>2975#11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro Serrefines</td>
			<td>FST</td>
			<td>18052-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cotton Swabs (1000 pk)</td>
			<td>MSC Industrial</td>
			<td align="right">8749574</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.5mm Micro Drill Bit</td>
			<td>FST</td>
			<td>19007-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stereotaxic Drill</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>Model 1471</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved Forceps</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5136</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methyl Methacrylate</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td align="right">525000</td>
			<td>Cement for headpiece</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methyl Methacrylate Crosslinking Compound</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td align="right">526000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved Hemostats</td>
			<td>FST</td>
			<td>13003-10</td>
			<td>Aide in Adapter Connection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RHD2000 standard SPI interface cable (3ft)</td>
			<td>Intan Technologies</td>
			<td>C3203</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cantilever Arm</td>
			<td>Instech</td>
			<td>MCLA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro Spatula (12 pk)</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>S50822</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Digital Soldering Station</td>
			<td>MCM Electronics</td>
			<td>21-10115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rosin Core Solder 60/40 Tin/Lead</td>
			<td>MCM Electronics</td>
			<td>21-1045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Color Craze Nail Polish with Hardeners (Nitrocellulose based)</td>
			<td>L.A. Colors</td>
			<td>CNP508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small Animal Stereotaxic Instrument with Digital Display Console</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>Model 940</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-density electroencephalographic acquisition in a rodent model using low-cost and open-source resources

técnicas de análise do eletroencefalograma avançados que exigem alta resolução espacial, incluindo imagens fonte elétrica e as medidas de conectividade de rede, são aplicáveis ​​a uma crescente variedade de questões na neurociência. Executando esses tipos de análises em um modelo de roedor requer maior densidade eletrodo de eletrodos parafusos tradicionais pode realizar. Enquanto existem de alta densidade montagens electroencefalográficas para os roedores, eles são de disponibilidade limitada para a maioria dos investigadores, não são suficientemente robustos para experiências repetidas ao longo de um período prolongado de tempo, ou estão limitados à utilização em roedores anestesiados. 1-3 Um baixo custo proposto um método para a construção de alta contagem, conjunto de eléctrodos durável, transcraniana, que consiste em capacetes bilateralmente implantáveis ​​é investigada como um meio para realizar análises avançada electroencefalograma em murganhos ou ratos. Procedimentos para a fabricação capacete e cirúrgico de implantação necessary para produzir alto sinal ao ruído, eletroencefalograma baixa impedância e sinais de eletromiografia são apresentados. Embora a metodologia é útil em ambos os ratos e camundongos, este manuscrito centra-se na aplicação mais difícil para o crânio menor mouse. Livremente ratos móveis só são amarrados a cabos através de um adaptador comum durante a gravação. Uma versão deste sistema de eléctrodos que inclui 26 canais electroencefalográficas e 4 canais de eletromiográficas é descrito abaixo.

Os dados da amostra gravados num rato se mover livremente implantado com um EEG capacete de alta densidade é mostrado na Figura 3. Formas de onda de EEG individuais correspondem ao esquema de mapeamento de canal mostrado na Figura 2. Exemplos de EMG cervical e torácica são também apresentados na Figura 3. Note-se que a gravação EMG torácica contém também actividade eléctrica proveniente incorporado no coração do rato que se torna prontamente aparente quando um sinal diferencial entre os dois fios de EMG torácicas (t) é calculada. Com esta gravação é também possível calcular a frequência cardíaca do rato, medindo o tempo entre picos QRS electrocardiográficas. 23-24 Do mesmo modo, é possível medir a frequência respiratória do rato por meio do cálculo variabilidade fásica do pico de QRS como a cavidade torácica se expande e contratos com cada respiração. 25 Assim, o permitir instalação para aquisição opolissonografia murino f. Além disso, a configuração permite o mapeamento cortical dos potenciais evocados visuais (Figura 4). Quando a 10 de pulso ms de luz é entregue apenas para o olho esquerdo do rato, respostas clássicas são registrados no córtex visual primário contralateral (mas não ipsilateral) que são seguidas por uma resposta atrasada no córtex visual secundária contralateral. O filme incorporado na Figura 4 mostra o tempo variando potenciais eléctricos através de toda a superfície cortical juntamente com os gráficos de actividade em V1 e V2 contralateral. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> AP </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3.3 </td><td></td><td></td><td> 0 </td><td> 0 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2 </td><td></td><td> 0,4 </td><td> 0,6 </td><td> 0,6 </td><td> 0,4 </td><td></td&gt; </tr><tr><td> 0,7 </td><td></td><td> 0,6 </td><td> 0,9 </td><td> 0,9 </td><td> 0,6 </td><td></td></tr><tr><td> -0.6 </td><td></td><td> 0,9 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 0,9 </td><td></td></tr><tr><td> -1.9 </td><td></td><td> 1 </td><td> 1.1 </td><td> 1.1 </td><td> 1 </td><td></td></tr><tr><td> -3.2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> -4.5 </td><td> 3 </td><td> 0,7 </td><td> 0,7 </td><td> 0,7 </td><td> 0,7 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> ML </td><td></td><td> -2.3 </td><td> -1 </td><td> 1 </td><td> 2.3 </td><td></td></tr></tbody></table> Tabela 1:. Pin aparamento Lengths Esta figura mostra os comprimentos de corte necessárias, em mm, por pino para o capacete. Comprimentos para pin corte foram adquiridos a partir de um atlas do cérebro do rato. After corte pinos, o capacete corresponde ao perfil da superfície do cérebro. 20 EMG pinos são completamente cortada como os fios utilizados para gravar sinal EMG são soldados para o topo pinos. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig1.jpg" /> Figura 1:. Headpiece Componentes, Intermediário passos de construção e conexão adequada para a gravação Esta figura mostra a matéria-prima utilizada para criar headpieces. Começando com um conector de receptáculo 100 do pino, menores 7 e 2 x 2 x 1 componentes são criados. Note-se que no componente 2 x 1, o bordo inicial do 2 x 50 está intacta, a qual permite a construção capacete consistente e permite a um adaptador para ligar a muitos ratinhos implantados. Figura 1B e 1C apresentam as matérias-primas necessárias para criar o adaptador a partir da peça de cabeça para o amplificador. 1B apresenta a extremidade da peça de cabeçao adaptador que semelhante é cortada para se conectar ao capacete. Note-se que que 2 x 1 tem novamente um bordo de origem a partir do componente em bruto, assegurar a ligação adequada entre o adaptador e a peça de cabeça. A Figura 1C mostra a extremidade do adaptador que se liga ao amplificador. A Figura 1D ilustra o epoxied 2 x 7 e 2 x 1 componentes, juntamente com fios EMG preparados para gravação de sinal. Figura 1E demonstra um capacete completo. Figura 1F mostra um adaptador concluída. Figura 1G mostra uma ligação entre os headpieces e do adaptador. Por último, a Figura 1H mostra um rato implantado com adaptador e amplificador ligado. O chip amplificador é conectado a um cabo de interface que vai para a placa de aquisição (não mostrado). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54908/54908fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <pclass = &quot;jove_content&quot; fo: manter-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig2.jpg" /> Figura 2:. Eletrodo Montagem e Headpiece totalmente construído Esta figura mostra a colocação do eletrodo em relação ao cérebro do rato. localizações dos eléctrodos são baseados em coordenadas estereotáxica de bregma. Coordenadas para cada eléctrodo pode ser encontrado na etapa 4.8 do protocolo. cor eléctrodo corresponde às regiões cerebrais subjacentes para cada eléctrodo. Branco = frontal córtex de associação (FRA), Orange = motor primário córtex (M1), Rosa = secundário córtex motor (M2), verde escuro = primário córtex somatosensorial, região membro anterior (S1FL), Verde = primário córtex somatosensorial, zona dysgranular (S1DZ ), Luz verde = córtex somatossensorial primário, campo barril (S1BF), Amarelo = parietal medial associação córtex (MPTA), azul escuro = primário córtex visual (V1), azul claro = córtex visual secundário, área mediomedial (V2MM), preto = dy retrosplï¿½icocórtex sgranular (RSD). 20 Comum de Referência / Chão é mostrado também. Este esquema de referência minimiza artefato respiratória dentro do sinal bruto. Números associados com cada um dos eléctrodos individuais fornecer um mapa de canal para todo o conjunto. Imagem modificada de Allen rato Cérebro Atlas. 21,22 A figura 2B mostra um capacete totalmente construído à escala com respeito a um centavo. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54908/54908fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig3.jpg" /> Figura 3: Exemplo de EEG e EMG Traços do eléctrodo Montagem de formas de onda de eléctrodos correspondem ao mapeamento de canal mostrado na Figura 1A.. EMG Cervical (C) fornece a capacidade de determinar o tônus ​​muscular nucal (+). sinais EMG também contêm cardíacos impulsos elétricos QRS(*). Barras de escala de 200 mV para amplitude do traço e 1 segundo para a duração de rastreamento são apresentados. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54908/54908fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig4.jpg" /> Figura 4: Distribuição Espacial da Visual potencial evocado Distribuição espacial do potencial de aplicação a seguir evocados de um flash de luz unilateral administrado apenas para o olho esquerdo.. diagrama superior mostra a alta densidade de montagem EEG com cada círculo representando um eletrodo. Mudança de cor ao longo do tempo corresponde a variações de tensão ao longo do tempo para cada respectivo eletrodo. No tempo = 0 ms, um impulso de 10 ms de luz é entregue e representado na figura do meio. gráfico de fundo ilustra significa vestígios potenciais evocados para contralateral V1 e V2 EEG eletrodos (ensaios n = 108 EP). pul luzSE ocorre em 0 ms. Note-se que a resposta de potencial evocado correspondente é observada em V1 contralateral (traço preto), seguido por uma latência mais tempo de resposta evocada potencial V2 contralateral (traço vermelho). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54908/Figure_4.mov" target="_blank">(Clique direito a download).</a>

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High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

De alta densidade Electroencefalografia Aquisição em um modelo de roedor Usando de baixo custo e de código aberto Recursos

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

high-density-electroencephalographic-acquisition-rodent-model-using

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

15.7K visualizações.  University of Pennsylvania. Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

Vídeo: High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is currently the standard method of evaluating brain function in the field of Cognitive Neuroscience, in part because fMRI data acquisition and analysis techniques are readily available. Because fMRI has excellent spatial resolution but poor temporal resolution, this method can only be used to identify the spatial location of brain activity associated with a given cognitive process (and reveals virtually nothing about the time course of brain activity). By contrast, event-related potential (ERP) recording, a method that is used much less frequently than fMRI, has excellent temporal resolution and thus can track rapid temporal modulations in neural activity. Unfortunately, ERPs are under utilized in Cognitive Neuroscience because data acquisition techniques are not readily available and low density ERP recording has poor spatial resolution. In an effort to foster the increased use of ERPs in Cognitive Neuroscience, the present article details key techniques involved in high density ERP data acquisition. Critically, high density ERPs offer the promise of excellent temporal resolution and good spatial resolution (or excellent spatial resolution if coupled with fMRI), which is necessary to capture the spatial-temporal dynamics of human brain function.

Event-related potential (ERP) recording is under utilized in Cognitive Neuroscience because data acquisition techniques are not readily available and this method often has poor spatial resolution. To foster the increased use of ERPs in Cognitive Neuroscience, the present article details key techniques involved in high density ERP data acquisition.

Evento relacionados com alta densidade de Aquisição de Dados Potencial em Neurociência Cognitiva

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is currently the standard method of evaluating brain function in the field of Cognitive Neuroscience, in part ...

Neurociência

High-density EEG Recordings of the Freely Moving Mice using Polyimide-based Microelectrode

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a noninvasive brain monitoring tool in cognitive neuroscience as well as a diagnostic tool for epilepsy and sleep disorders in neurology. However, the underlying mechanism of EEG rhythm generation is still under the veil. Recently introduced polyimide-based microelectrode (PBM-array) for high resolution mouse EEG1 is one of the trials to answer the neurophysiological questions on EEG signals based on a rich genetic resource that the mouse model contains for the analysis of complex EEG generation process. This application of nanofabricated PBM-array to mouse skull is an efficient tool for collecting large-scale brain activity of transgenic mice and accommodates to identify the neural correlates to certain EEG rhythms in conjunction with behavior. However its ultra-thin thickness and bifurcated structure cause a trouble in handling and implantation of PBM-array. In the presented video, the preparation and surgery steps for the implantation of PBM-array on a mouse skull are described step by step. Handling and surgery tips to help researchers succeed in implantation are also provided.

In this article, we described the surgery procedure and handling tips for implantation of ultra-thin polyimide-based microelectrode array (PBM-array) on the mouse skull for acquisition of high-density encephalography (EEG) in a mouse model.

Gravações de alta densidade EEG dos Ratos movimentando-se livremente usando Polyimide baseado microeletrodos

Electroencephalogram (EEG) indicates the averaged electrical activity of the neuronal populations on a large-scale level. It is widely utilized as a ...

A Low Cost Setup for Behavioral Audiometry in Rodents

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the experiments. Such parameters may be physiological response characteristics of the auditory pathway, e.g. via brainstem audiometry (BERA). But these methods allow only indirect and uncertain extrapolations about the auditory percept that corresponds to these physiological parameters. To assess the perceptual level of hearing, behavioral methods have to be used. A potential problem with the use of behavioral methods for the description of perception in animal models is the fact that most of these methods involve some kind of learning paradigm before the subjects can be behaviorally tested, e.g. animals may have to learn to press a lever in response to a sound. As these learning paradigms change perception itself 1,2 they consequently will influence any result about perception obtained with these methods and therefore have to be interpreted with caution. Exceptions are paradigms that make use of reflex responses, because here no learning paradigms have to be carried out prior to perceptual testing. One such reflex response is the acoustic startle response (ASR) that can highly reproducibly be elicited with unexpected loud sounds in na&iuml;ve animals. This ASR in turn can be influenced by preceding sounds depending on the perceptibility of this preceding stimulus: Sounds well above hearing threshold will completely inhibit the amplitude of the ASR; sounds close to threshold will only slightly inhibit the ASR. This phenomenon is called pre-pulse inhibition (PPI) 3,4, and the amount of PPI on the ASR gradually depends on the perceptibility of the pre-pulse. PPI of the ASR is therefore well suited to determine behavioral audiograms in na&iuml;ve, non-trained animals, to determine hearing impairments or even to detect possible subjective tinnitus percepts in these animals. In this paper we demonstrate the use of this method in a rodent model (cf. also ref. 5), the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus), which is a well know model species for startle response research within the normal human hearing range (e.g. 6).

A fast and inexpensive method for the behavioral determination of hearing parameters like hearing thresholds, hearing impairments or phantom perceptions (subjective tinnitus) is described. It uses pre-pulse inhibition of the acoustic startle response and can be easily implemented in a personal computer using a programmable AD/DA-converter and a piezo sensor.

A configuração de Baixo Custo para audiometria comportamental em roedores

In auditory animal research it is crucial to have precise information about basic hearing parameters of the animal subjects that are involved in the ...

Building An Open-source Robotic Stereotaxic Instrument

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (CNC) stereotaxic instrument for around $1,000 (excluding a drill), using industry standard stepper motors and CNC controlling software. Each axis has variable speed control and may be operated simultaneously or independently. The robot&#39;s flexibility and open coding system (g-code) make it capable of performing custom tasks that are not supported by commercial systems. Its applications include, but are not limited to, drilling holes, sharp edge craniotomies, skull thinning, and lowering electrodes or cannula. In order to expedite the writing of g-coding for simple surgeries, we have developed custom scripts that allow individuals to design a surgery with no knowledge of programming. However, for users to get the most out of the motorized stereotax, it would be beneficial to be knowledgeable in mathematical programming and G-Coding (simple programming for CNC machining).
The recommended drill speed is greater than 40,000 rpm. The stepper motor resolution is 1.8&#176;/Step, geared to 0.346&#176;/Step. A standard stereotax has a resolution of 2.88 &#956;m/step. The maximum recommended cutting speed is 500 &#956;m/sec. The maximum recommended jogging speed is 3,500 &#956;m/sec. The maximum recommended drill bit size is HP 2.

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (computer numeric controlled; CNC) stereotaxic instrument for around $1,000 (excluding a drill).

Construir um Robotic estereotáxica Instrumento Open-source

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (CNC) stereotaxic instrument for ...

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While these systems can provide a wealth of behavioral information, the cost and complexity of these systems can be prohibitive for many labs. We have developed a low-cost assay for measuring locomotive behavior and seizure movement in D. melanogaster. The system uses a web-cam to capture images that can be processed using a combination of inexpensive and free software to track the distance moved, the average velocity of movement and the duration of movement during a specified time-span. To demonstrate the utility of this system, we examined a group of D. melanogaster mutants, the Bang-sensitive (BS) paralytics, which are 3-10 times more susceptible to seizure-like activity (SLA) than wild type flies. Using this novel system, we were able to detect that the BS mutant bang senseless (bss) exhibits lower levels of exploratory locomotion in a novel environment than wild type flies. In addition, the system was used to identify that the drug metformin, which is commonly used to treat type II diabetes, reduces the intensity of SLA in the BS mutants.

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Using a webcam and a combination of free and inexpensive software programs, locomotive patterns in Drosophila melanogaster can be analyzed to detect differences in the speed, distance, and time of various motor activities.

Um método de baixo custo para análise de Apreensão-como atividade e movimento em<em&gt; Drosophila</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

A-máquina interface humana Integrando sensores de baixo custo com uma estimulação do sistema neuromuscular eléctrico para pós-AVC Reabilitação Balance

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

Computer-based Multitaper Spectrogram Program for Electroencephalographic Data

Current web resources provide limited, user friendly tools to compute spectrograms for visualizing and quantifying electroencephalographic (EEG) data. This paper describes a Windows-based, open source code for creating EEG multitaper spectrograms. The compiled program is accessible to Windows users without software licensing. For Macintosh users, the program is limited to those with a MATLAB software license. The program is illustrated via EEG spectrograms that vary as a function of states of sleep and wakefulness, and opiate-induced alterations in those states. The EEGs of C57BL/6J mice were wirelessly recorded for 4 h after intraperitoneal injection of saline (vehicle control) and antinociceptive doses of morphine, buprenorphine, and fentanyl. Spectrograms showed that buprenorphine and morphine caused similar changes in EEG power at 1&#8722;3 Hz and 8&#8722;9 Hz. Spectrograms after administration of fentanyl revealed maximal average power bands at 3 Hz and 7 Hz. The spectrograms unmasked differential opiate effects on EEG frequency and power. These computer-based methods are generalizable across drug classes and can be readily modified to quantify and display a wide range of rhythmic biological signals.

This protocol provides an open source, compiled MATLAB program that generates multitaper spectrograms for electroencephalographic data.

Programa multitaper spectrograma baseado em computador para dados eletroencefalográficos

Current web resources provide limited, user friendly tools to compute spectrograms for visualizing and quantifying electroencephalographic (EEG) data. ...

Social Isolation Model: A Noninvasive Rodent Model of Stress and Anxiety

Anxiety disorders are one of the leading causes of disability in the United States (US). Current treatments are not always effective and less than 50% of patients achieve full remission. A critical step in developing a novel anxiolytic is to develop and utilize an animal model, such as mice, to study pathological changes and test drug target(s), efficacy, and safety. Current approaches include genetic manipulation, chronic administration of anxiety-inducing molecules, or the administration of environmental stress. These methods, however, may not realistically reflect anxiety induced throughout daily life. This protocol describes a novel anxiety model, which mimics the intentional or unintentional patterns of social isolation in modern life. The social isolation-induced anxiety model minimizes perceived distractions and invasiveness and utilizes wild type C57BL/6 mice. In this protocol, 6- to 8-week-old mice (male and female) are singly housed in opaque cages to visually block the external environment, such as neighboring mice, for 4 weeks. No environmental enrichments (such as toys) are provided, bedding material is reduced by 50%, any treatment of drug is administered as an agar form, and the exposure/handling of the mice is minimized. Socially isolated mice generated using this protocol exhibit greater anxiety-like behavior, aggression,&#160;as well as decreased cognition.

Presented here is a social isolation (SI)-induced anxiety mouse model that utilizes wild type C56BL/6J mice to induce stress and anxiety-like behavior with minimal handling and no invasive procedures. This model reflects modern life patterns of social isolation and is ideal for studying anxiety and related disorders.

Modelo de Isolamento Social: Um Modelo de Roedores Não Invasivo de Estresse e Ansiedade

Anxiety disorders are one of the leading causes of disability in the United States (US). Current treatments are not always effective and less than 50% of ...

An Open-Source Virtual Reality System for the Measurement of Spatial Learning in Head-Restrained Mice

Head-restrained behavioral experiments in mice allow neuroscientists to observe neural circuit activity with high-resolution electrophysiological and optical imaging tools while delivering precise sensory stimuli to a behaving animal. Recently, human and rodent studies using virtual reality (VR) environments have shown VR to be an important tool for uncovering the neural mechanisms underlying spatial learning in the hippocampus and cortex, due to the extremely precise control over parameters such as spatial and contextual cues. Setting up virtual environments for rodent spatial behaviors can, however, be costly and require an extensive background in engineering and computer programming. Here, we present a simple yet powerful system based upon inexpensive, modular, open-source hardware and software that enables researchers to study spatial learning in head-restrained mice using a VR environment. This system uses coupled microcontrollers to measure locomotion and deliver behavioral stimuli while head-restrained mice run on a wheel in concert with a virtual linear track environment rendered by a graphical software package running on a single-board computer. The emphasis on distributed processing allows researchers to design flexible, modular systems to elicit and measure complex spatial behaviors in mice in order to determine the connection between neural circuit activity and spatial learning in the mammalian brain.

Here, we present a simplified open-source hardware and software setup for investigating mouse spatial learning using virtual reality (VR). This system displays a virtual linear track to a head-restrained mouse running on a wheel by utilizing a network of microcontrollers and a single-board computer running an easy-to-use Python graphical software package.

Um Sistema de Realidade Virtual de Código Aberto para a Medição da Aprendizagem Espacial em Camundongos Contidos na Cabeça

Head-restrained behavioral experiments in mice allow neuroscientists to observe neural circuit activity with high-resolution electrophysiological and ...

Open-Source Real-Time Closed-Loop Electrical Threshold Tracking for Translational Pain Research

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in acute and chronic pain conditions. This produces abnormal ongoing activity or reduced activation thresholds to noxious stimuli. Identifying the cause of this increased excitability is required for the development and validation of mechanism-based treatments. Single-neuron electrical threshold tracking can quantify nociceptor excitability. Therefore, we have developed an application to allow such measurements and demonstrate its use in humans and rodents. APTrack provides real-time data visualization and action potential identification using a temporal raster plot. Algorithms detect action potentials by threshold crossing and monitor their latency after electrical stimulation. The plugin then modulates the electrical stimulation amplitude using an up-down method to estimate the electrical threshold of the nociceptors. The software was built upon the Open Ephys system (V0.54) and coded in C++ using the JUCE framework. It runs on Windows, Linux, and Mac operating systems. The open-source code is available (<a data-saferedirecturl="https://www.google.com/url?q=https://github.com/Microneurography/APTrack&amp;source=gmail&amp;ust=1680789829274000&amp;usg=AOvVaw0nMk9J_EI2jUn8SlmC5JJm" href="https://github.com/Microneurography/APTrack" target="_blank">https://github.com/Microneurography/APTrack</a>). The electrophysiological recordings were taken from nociceptors in both a mouse skin-nerve preparation using the teased fiber method in the saphenous nerve and in healthy human volunteers using microneurography in the superficial peroneal nerve. Nociceptors were classified by their response to thermal and mechanical stimuli, as well as by monitoring the activity-dependent slowing of the conduction velocity. The software facilitated the experiment by simplifying the action potential identification through the temporal raster plot. We demonstrate real-time closed-loop electrical threshold tracking of single-neuron action potentials during&#160;in vivo&#160;human microneurography, for the first time, and during&#160;ex vivo&#160;mouse electrophysiological recordings of C-fibers and A&#948;-fibers. We establish proof of principle by showing that the electrical threshold of a human heat-sensitive C-fiber nociceptor is reduced by heating the receptive field. This plugin enables the electrical threshold tracking of single-neuron action potentials and allows the quantification of changes in nociceptor excitability.

APTrack is a software plugin developed for the Open Ephys platform that enables real-time data visualization and the closed-loop electrical threshold tracking of neuronal action potentials. We have successfully used this in microneurography for human C-fiber nociceptors and mouse C-fiber and A&#948;-fiber nociceptors.

Rastreamento de limiar elétrico de circuito fechado em tempo fechado de código aberto para pesquisa translacional da dor

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in ...