Agradecemos a Inez Puttemans, Marc De Paep, Sara De Pril, Wouter Depuydt, Astrid Hermans, Piet Kayenbergh, Gerrit Meulemans, Christophe Ulens e Stijn Verstraeten para assistência técnica e administrativa.

Todos os procedimentos técnicos foram realizados de acordo com guia do Instituto Nacional de saúde para o cuidado e a utilização de animais de laboratório e a UE Directiva 2010/63/UE e foram aprovados pelo Comitê ético de KU Leuven.
1. general métodos para gravações extracelulares em macacos se comportando acordado
<ol><li>Treine os animais para executar as tarefas visuais e motoras necessárias para resolver sua questão de investigação específicos. Certifique-se de que o animal é capaz de forma flexível, alternar entre tarefas durante a mesma sessão de gravação, a fim de testar o neurônio extensivamente e obter uma melhor compreensão das características de condução a resposta neural (Figura 2-3).<ol>
<li>Treinar o animal em Visually-Guided agarramento (VGG; agarrando 'na luz') para avaliar os componentes visuomotoras da resposta. Nota: independentemente da tarefa escolhida, gradualmente restringir a ingestão de líquidos pelo menos três dias antes do início da fase de treinamento.<ol>
<li>Conter a cabeça do macaco para toda a duração da sessão experimental.</li>
			<li>Nas primeiras sessões, segurar a mão contralateral à câmara de gravação na posição de repouso e ajudar o animal a alcançar e agarrar o objeto, dando recompensa manual após cada tentativa.</li>
			<li>Lugar para voltar a mão do macaco na posição de descanso no final de cada julgamento.</li>
			<li>Todos os vários julgamentos, soltar a mão do macaco e aguarde alguns segundos para observar se o animal inicia o movimento espontaneamente.</li>
			<li>Aplica o manual recompensa sempre que o macaco chega para o objeto.</li>
			<li>Quando a fase atingindo é adquirida corretamente, ajude o animal a levantar (ou puxar) o objeto e recompensa manualmente.</li>
			<li>Como em 1.1.1.4 e 1.1.1.5, lançar mão do macaco e aguarde alguns segundos para observar se o animal inicia o movimento espontaneamente. Recompensar-se sempre que o movimento é realizado corretamente.</li>
			<li>Corrigir o atingindo, mão posição e orientação de pulso quantas vezes for necessário durante o procedimento.</li>
			<li>Repita os passos acima até que o animal executa a sequência automaticamente.</li>
			<li>Carrega a tarefa automática. O animal obtém automaticamente recompensado, quando ele executa os movimentos de alcance e compreensão para um tempo predeterminado.</li>
			<li>Gradualmente aumente o tempo de exploração do objeto.</li>
			<li>Introduza o laser que projeta o ponto de fixação na base do objeto. Adicione então o tracker do olho para monitorar a posição de olho em torno do objeto-para-ser-compreendeu.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Treine o animal em Memory-Guided agarramento (MGG) para investigar o componente motor da resposta, não afetado pelo componente visual do estímulo.<ol>
<li>Segurar a cabeça do macaco.</li>
			<li>Siga os mesmos passos descritos para o VGG, certificando-se de que o animal mantém a fixação do laser durante a tarefa dentro de uma janela definida por via electrónica. Para esta versão da tarefa, a luz se apaga no final do período de fixação.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Treine o macaco na fixação passiva para abordar a resposta visual e seletividade de forma.<ol>
<li>Segurar a cabeça do macaco.</li>
			<li>Apresente os estímulos visuais para o macaco usando um CRT (fixação passiva de estímulos 3D) ou um monitor de LCD (fixação passiva de estímulos 2D).</li>
			<li>Apresente um ponto de fixação no centro da tela, sobreposto os estímulos visuais.</li>
			<li>Recompensar o animal após cada apresentação do estímulo e aumentar gradualmente o período de fixação até atingir os padrões da tarefa.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Realizar a cirurgia, usando vestidos, cortinas e ferramentas estéril.<ol>
<li>Anestesiar o animal com cetamina (15 mg/kg, por via intramuscular) e cloridrato de medetomidina (0,01-0,04 mL/kg por via intramuscular) e confirmar a anestesia regularmente, verificando a resposta do animal a estímulos, frequência cardíaca, o ritmo respiratório e o sangue pressão.</li>
		<li>Manter a anestesia geral (propofol 10 mg/kg/h por via intravenosa) e administrar oxigênio com um tubo endotraqueal. Use uma pomada lanolim-baseado para evitar ressecamento do olho enquanto sob anestesia.</li>
		<li>Proporcionar analgesia usando 0,5 cc de buprenorfina (0,3 mg/ml por via intravenosa). Em caso de aumento da frequência cardíaca durante a cirurgia, pode ser administrada uma dose extra.</li>
		<li>Implante um post cabeça de MRI compatível com parafusos de cerâmicos e acrílica dental. Realize todas as cirurgias de sobrevivência em condições assépticas rigorosas. Para uma manutenção adequada do campo estéril, use luvas estéreis descartáveis, máscaras e instrumentos esterilizados.</li>
		<li>Guiado por ressonância magnética anatômica (RM; Coordenadas de Horsley-Clark), fazer uma craniotomia acima da área de interesse e a câmara de gravação no crânio do macaco do implante. Use uma câmara de gravação padrão para gravações extracelular única unidade ou um microdrive multielectrode, para a gravação simultânea de vários neurônios.</li>
		<li>Após a cirurgia, descontinuar a administração intravenosa de propofol até espontânea respirando currículos. Não abandone o animal até que ele recuperou a consciência e apresentar o animal no grupo social somente após a completa recuperação.</li>
		<li>Proporcionar analgesia pós-operatória, tal como recomendado pelo veterinário institucional; por exemplo usar Meloxicam (5mg/ml por via intramuscular).</li>
		<li>Espere 6 semanas após a cirurgia antes de iniciar o experimento. Isto permite uma melhor fixação do post principal para o crânio e garantias de que o animal se recuperou totalmente da intervenção.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Localizar a área de gravação usando ressonância magnética (para gravações extracelular de unidade única) e a tomografia computadorizada (CT; para gravações multielectrode).<ol>
<li>Encha de capilares de vidro com uma solução de sulfato de cobre 2% e inseri-los em uma grade de gravação.</li>
		<li>Realizar a ressonância magnética (corte espessura: 0,6 mm).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Monitoramento da atividade neural.<ol>
<li>Uso de microeletrodos de tungstênio com uma impedância de 0,8 – 1 MΩ.</li>
		<li>Inserir o eletrodo através da dura-máter usando um tubo de guia de aço inoxidável de 23G e um microdrive hidráulico.</li>
		<li>Para a discriminação de spike, amplificar e filtrar a atividade neural entre 300 e 5.000 Hz.</li>
		<li>Para gravações de (LFP) potenciais de campo local, amplificar e filtrar o sinal entre 1 e 170 Hz.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Monitorar o sinal de olho<ol>
<li>Ajuste uma câmera infravermelha diante dos olhos do animal para obter uma imagem adequada da pupila e do reflexo corneal.</li>
		<li>Use uma câmera baseada em infravermelho para experimentar a posição de aluno a 500 Hz.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. investigar o objeto seletividade áreas dorsais
<ol><li>Realize a preensão visualmente guiadas (VGG).<ol>
<li>Escolha o direito de agarrar a instalação dependendo do objetivo da pesquisa: carrossel instalação ou configuração de robô (Figura 3).</li>
		<li>Para a instalação do carrossel, execute a tarefa VGG:<ol>
<li>Deixe o macaco Coloque a mão contralateral no hemisfério gravado na posição de descanso na escuridão completa para iniciar a sequência.</li>
			<li>Depois de um tempo variável (intertrial intervalo: 2.000-3.000 ms), aplicar um laser vermelho (ponto de fixação) na base do objeto (distância: 28 cm dos olhos dos macacos). Se o animal mantém seu olhar dentro de uma janela de fixação eletronicamente definida (+ /-2,5 °) para 500 ms, ilumine o objeto de cima com uma fonte de luz.</li>
			<li>Após um atraso variável (300-1500 ms), programar um escurecimento do laser (indicação visual de GO) instruindo o macaco para levantar a mão da posição de repouso e alcançar, agarrar e segurar o objeto para um intervalo variável (tempo de armazenagem: 300-900 ms).</li>
			<li>Sempre que o animal realiza toda a sequência corretamente, recompensá-lo com uma gota de suco.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Use uma sequência semelhante de tarefa para a instalação do robô.<ol>
<li>Quanto à configuração do carrossel, deixe o macaco Coloque a mão contralateral no hemisfério gravado na posição de descanso na escuridão completa para iniciar a sequência.</li>
			<li>Depois de um tempo variável (intertrial intervalo: 2.000-3.000 ms), acender o LED (ponto de fixação) do objeto (de dentro; distância: 28 cm dos olhos dos macacos). Novamente, se o animal mantém seu olhar dentro de uma janela de fixação eletronicamente definida (+ /-2,5 °) para 500 ms, ilumine o objeto de dentro com uma fonte de luz branca.</li>
			<li>Após um atraso variável (300-1500 ms), desligar o LED (indicação visual de GO), instruindo o macaco para levantar a mão da posição de repouso e alcançar, agarrar e segurar o objeto para um intervalo variável (tempo de armazenagem: 300-900 ms).</li>
			<li>Sempre que o animal realiza toda a sequência corretamente, recompensá-lo com uma gota de suco.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Durante a tarefa, quantificar o desempenho do macaco, com especial atenção para o calendário. Medida tanto que o tempo decorrido entre o sinal de ir e o início do movimento da mão (tempo de reação) e entre o início do movimento e o elevador do objeto (tempo de agarrar).</li>
	</ol></li>
	<li>Realizar a preensão guiada por memória (MGG; 'Agarrando no escuro'). Use a tarefa MGG para determinar se os neurônios estão visuomotoras ou motor-dominante. Nota: A sequência é semelhante ao descrito para o VGG, mas o objeto é aproveitado na escuridão total.<ol>
<li>Idêntica à tarefa de VGG, deixe o macaco Coloque a mão contralateral no hemisfério gravado na posição de descanso na escuridão completa para iniciar a sequência.</li>
		<li>Depois de um tempo variável (intertrial intervalo: 2.000-3.000 ms), aplicar um laser/LED vermelho (ponto de fixação) para indicar o ponto de fixação (na base do objeto para configuração do carrossel, no centro do objeto para configuração do robô; distância: 28 cm dos olhos dos macacos) . Se o animal mantém seu olhar dentro de uma janela de fixação eletronicamente definida (+ /-2,5 °) para 500 ms, ilumine o objecto.</li>
		<li>Depois de um tempo fixo (400 ms), desligue a luz.</li>
		<li>Após um atraso variável período (1500-300 ms), seguindo a luz deslocamento, dim/interruptor no ponto de fixação (ir CUE) para instruir o macaco para levantar a mão e alcance, alcance e mantenha o objeto (tempo de armazenagem: 300-900 ms).</li>
		<li>Sempre que o animal realiza toda a sequência corretamente, dá uma gota de suco como recompensa.</li>
	</ol></li>
	<li>Execute a fixação passiva. Quanto a tarefa VGG, escolha a configuração mais adequada (instalação carrossel ou robô) dependendo do objetivo da pesquisa. Nota: Duas tarefas diferentes fixação passiva podem ser realizadas: fixação passiva de objetos do mundo real (usando os objetos-para-ser-compreendeu as configurações de carrossel e robô) e fixação passiva de imagens 3D/2D de objetos.<ol>
<li>Execute a fixação passiva de objetos do mundo real.<ol>
<li>Apresente o ponto de fixação (laser vermelho para o carrossel de configuração projetada na base do objeto e LED vermelho na configuração do robô).</li>
			<li>Se o animal mantém seu olhar dentro de uma janela de fixação eletronicamente definida (+ /-2,5 °) para 500 ms, ilumine o objeto para 2.000 ms.</li>
			<li>Se o animal mantém seu olhar dentro da janela para 1.000 ms, recompensá-lo com uma gota de suco.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Execute a fixação passiva de imagens 3D/2D de objetos.<ol>
<li>Apresentar todos os estímulos visuais em um fundo preto (luminância de 8 cd/m2) usar um monitor (resolução de 1.280 x 1.024 pixels) equipado com um rápido decaimento P46-fósforo e operado a 120 Hz (distância de visualização: 86 cm).</li>
			<li>Nos testes de 3D, apresente os estímulos estereoscopicamente, alternando as imagens do olho direito e esquerdo em um display (monitor CRT), em combinação com dois obturadores ferroelétrica cristal líquido. Localizar estes obturadores diante dos olhos do macaco, operar a 60 Hz e sincronizar com o retrace vertical do monitor.</li>
			<li>Inicie o julgamento, apresentando uma pequena praça no centro da tela (ponto de fixação; 0,2 ° × 0,2 °). Se a posição do olho permanece dentro de uma definido eletronicamente 1° quadrado janela (muito menor do que para objetos do mundo real) pelo menos 500 ms, apresente o estímulo visual na tela, para um tempo total de 500 ms.</li>
			<li>Quando o macaco mantém uma fixação estável até o deslocamento de estímulo, recompensá-lo com uma gota de suco.</li>
			<li>Para um estudo adequado de seletividade de forma, execute uma completa bateria de testes com imagens em 2D durante a tarefa de fixação passiva, na sequência a seguir.</li>
			<li>Execute um teste de pesquisa. Testar a seletividade visual da célula usando um amplo conjunto de imagens (imagens de superfície; Figura 4A), incluindo as fotos do objeto que é entendido no VGG. Por esta e todas as tarefas visuais subsequentes, compare a imagem evocando a resposta mais forte (denominada 'imagem preferida') para uma segunda imagem para que o neurônio está respondendo fracamente (denominada ' imagem for'). Se o neurônio sob estudo também responde às imagens de objetos, procure componentes de estímulo, dirigindo a capacidade de resposta da célula (ensaios de contorno, teste de campo receptivo e redução).</li>
			<li>Execute um teste de contorno. As imagens de superfície original de objetos reais (imagens 2D ou 3D que contém a textura, sombreamento e perspectiva), obter versões progressivamente simplificadas, da mesma forma estímulo (silhuetas e contornos; Figura 4B). Colete pelo menos 10 ensaios por condição a fim de determinar se o neurônio prefere a superfície original, a silhueta ou o contorno da forma original.</li>
			<li>Execute um teste de campo receptivo (RF). Para mapear o RF de um neurônio, apresentar as imagens de objetos em diferentes posições em um display (neste experimento, 35 posições; tamanho do estímulo de 3°), abrangendo o campo visual central19,20. Para coletar bastante repetições de estímulo em todas as posições possíveis em um tempo razoável, reduzir a duração do estímulo (estímulos piscados; duração do estímulo: 300 ms, intertrial intervalo: 300 ms).</li>
			<li>Execute um teste de redução. Execute um teste de redução com contorno dos fragmentos apresentados no centro de RF para identificar o recurso mínimo de forma eficaz (MESF). Gera o conjunto de estímulos no Photoshop, recorte o contorno de cada uma das formas de contorno originais ao longo dos eixos principais (Figura 3B). Projetar a MESF como o fragmento de forma menor, evocando uma resposta que seja pelo menos 70% da resposta contorno intacta e não significativamente menor do que aquela resposta8.</li>
			<li>Para uma melhor estimativa da posição de dependência (o efeito da posição do estímulo na seletividade do fragmento), fazer dois testes diferentes. Execute um teste de redução com os fragmentos localizados na posição ocupada com a forma de contorno original. Execute um teste de redução com os fragmentos para o centro de massa da forma.</li>
			<li>Nesta fase, execute um novo mapeamento de RF usando o MESF.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Gallese, V., Fadiga, L., Fogassi, L., Rizzolatti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Action+recognition+in+the+premotor+cortex.">Action recognition in the premotor cortex.</a> Brain. 119 (2), 593-609 (1996).</li><li>Fogassi, L., Gallese, V., Buccino, G., Craighero, L., Fadiga, L., Rizzolatti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+mechanism+for+the+visual+guidance+of+hand+grasping+movements+in+the+monkey:+a+reversible+inactivation+study.">Cortical mechanism for the visual guidance of hand grasping movements in the monkey: a reversible inactivation study.</a> Brain. 124 (3), 571-586 (2001).</li><li>Rizzolatti, G., Camarda, R., Fogassi, L., Gentilucci, M., Luppino, G., Matelli, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+organization+of+inferior+area+6+in+the+macaque+monkey.+II.+Area+F5+and+the+control+of+distal+movements.">Functional organization of inferior area 6 in the macaque monkey. II. Area F5 and the control of distal movements.</a> Exp. Brain Res. 71 (3), 491-507 (1988).</li><li>Mishkin, M., Ungerleider, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+striate+inputs+to+the+visuospatial+functions+of+parieto-preoccipital+cortex+in+monkeys.">Contribution of striate inputs to the visuospatial functions of parieto-preoccipital cortex in monkeys.</a> Behav. Brain Res. 6 (1), 57-77 (1982).</li><li>Goodale, M. A., Milner, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separate+visual+pathways+for+perception+and+action.">Separate visual pathways for perception and action.</a> Trends Neurosci. 15 (1), 20-25 (1992).</li><li>Baumann, M. A., Fluet, M. C., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Context-specific+grasp+movement+representation+in+the+macaque+anterior+intraparietal+area.">Context-specific grasp movement representation in the macaque anterior intraparietal area.</a> J. Neurosci. 29 (20), 6436-6438 (2009).</li><li>Murata, A., Gallese, V., Luppino, G., Kaseda, M., Sakata, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selectivity+for+the+shape,+size,+and+orientation+of+objects+for+grasping+neurons+of+monkey+parietal+area+AIP.">Selectivity for the shape, size, and orientation of objects for grasping neurons of monkey parietal area AIP.</a> J. Neurophysiol. 83 (5), 2580-2601 (2000).</li><li>Romero, M. C., Pani, P., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coding+of+shape+features+in+the+macaque+anterior+intraparietal+area.">Coding of shape features in the macaque anterior intraparietal area.</a> J. Neurosci. 34 (11), 4006-4021 (2014).</li><li>Sakata, H., Taira, M., Kusonoki, M., Murata, A., Tanaka, Y., Tsutsui, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+coding+of+3D+features+of+objects+for+hand+action+in+the+parietal+cortex+of+the+monkey.">Neural coding of 3D features of objects for hand action in the parietal cortex of the monkey.</a> Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 353 (1373), 1363-1373 (1998).</li><li>Taira, M., Mine, S., Georgopoulos, A. P., Murata, A., Sakata, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parietal+cortex+neurons+of+the+monkey+related+to+the+visual+guidance+of+the+hand+movement.">Parietal cortex neurons of the monkey related to the visual guidance of the hand movement.</a> Exp Brain Res. 83 (1), 29-36 (1990).</li><li>Janssen, P., Scherberger, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+guidance+in+control+of+grasping.">Visual guidance in control of grasping.</a> Annu. Rev. 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A., Murata, A., Fogassi, L., Gallese, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+properties+of+grasping-related+neurons+in+the+ventral+premotor+area+F5+of+the+macaque+monkey.">Functional properties of grasping-related neurons in the ventral premotor area F5 of the macaque monkey.</a> J. Neurophysiol. 95 (2), 709-729 (2006).</li><li>Umilta, M. A., Brochier, T., Spinks, R. L., Lemon, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+recording+of+macaque+premotor+and+primary+motor+cortex+neuronal+populations+reveals+different+functional+contributions+to+visuomotor+grasp.">Simultaneous recording of macaque premotor and primary motor cortex neuronal populations reveals different functional contributions to visuomotor grasp.</a> J. 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Neurophysiol. 115 (3), 1542-1555 (2016).</li><li>Decramer, T., Premereur, E., Theys, T., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-electrode+recordings+in+the+macaque+frontal+cortex+reveal+common+processing+of+eye-,+arm-+and+hand+movements.+Program+No.+495.15/GG14.">Multi-electrode recordings in the macaque frontal cortex reveal common processing of eye-, arm- and hand movements. Program No. 495.15/GG14.</a> Neuroscience Meeting Planner. , (2017).</li><li>Pani, P., Theys, T., Romero, M. C., Janssen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grasping+execution+and+grasping+observation+activity+of+single+neurons+in+macaque+anterior+intraparietal+area.">Grasping execution and grasping observation activity of single neurons in macaque anterior intraparietal area.</a> J. Cogn. Neurosci. 26 (10), 2342-2355 (2014).</li><li>Turriziani, P., Smirni, D., Oliveri, M., Semenza, C., Cipolotti, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+prefrontal+cortex+in+familiarity+and+recollection+processes+during+verbal+and+non-verbal+recognition+memory.">The role of the prefrontal cortex in familiarity and recollection processes during verbal and non-verbal recognition memory.</a> Neuroimage. 52 (1), 469-480 (2008).</li><li>Tsao, D. Y., Schweers, N., Moeller, S., Freiwald, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patches+of+faces-selective+cortex+in+the+macaque+frontal+lobe.">Patches of faces-selective cortex in the macaque frontal lobe.</a> Nat. Neurosci. 11 (8), 877-879 (2008).</li></ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Uma abordagem abrangente para o estudo do fluxo dorsal requer uma cuidadosa seleção de tarefas comportamentais e testes visuais: visuais e preensão paradigmas podem ser empregadas ou combinados ou separadamente, dependendo das propriedades específicas da região.
Neste artigo, nós fornecemos os exemplos da atividade neural gravado em AIP e F5p em resposta a um subconjunto de tarefas visuais e motoras, mas respostas muito semelhantes podem ser observadas em outras áreas frontais como área 45B e F5a.
Propomos duas configurações experimentais para investigar a representação neural de objetos durante a preensão. Com um vertical rotativo carrossel (Figura 3A) contendo até seis objetos, podemos apresentar diferentes objetos para o macaco. O carrossel rotativo permite a apresentação de diferentes objetos de destino (diferenciando-se em forma, tamanho, volume, etc.), que exigem diferentes estratégias de preensão (aperto poder contra aperto de precisão).
Uma segunda maneira mais sofisticada para apresentar objetos durante as gravações de célula única é através de um braço de robô comercial e pinça (Figura 3B). Neste caso, o robô inicia o julgamento, segurando um objeto (Figura 3B) e movendo-o para uma posição específica no espaço na escuridão total, enquanto a mão do macaco fica na posição de descanso. Além disso, a sequência dos acontecimentos é idêntica nas duas configurações. No entanto, o uso de um robô permite uma ampla manipulação de parâmetros experimentais (a distância em que o objeto é apresentado, posição no avião frontoparallel, ou a orientação do objeto). Finalmente, como mostrado no painel direito de Figura 3B, o robô também pode ser programado para agarrar objetos diferentes (placa e esfera no nosso caso).
Esta abordagem experimental permite determinar as características do objeto dirigindo visuomotoras neurônios que respondem à observação do objeto durante a preensão. No entanto, esta abordagem também tem limitações. Com todos os testes, alguns neurônios serão excluídos ensaios complementares (por exemplo, sem respostas para as imagens dos objetos, sem seletividade de contorno), de modo que as conclusões do experimento podem pertencem somente a um subconjunto de todos os neurônios mostrando relacionados à tarefa atividade durante a preensão. No entanto, em nossos estudos anteriores8, a grande maioria (83%) de neurônios, mostrando respostas visuais para observação de objeto durante a preensão também estava a responder seletivamente as imagens dos objetos, e a grande maioria dos neurônios último (90%) foram também seletiva para contornos versões destas imagens. Portanto, nosso protocolo de teste pode ser apropriado para uma grande fração de todos os neurônios responsivos visualmente no córtex frontal e parietal.
Alguns neurônios visuomotoras, provavelmente em subsectores de motor-relacionados mais no córtex frontal como área F5p, podem apenas responder a objetos no contexto de uma tarefa de preensão e nunca responder às imagens dos objetos (mesmo com a disparidade binocular), apresentadas em um exiba. No entanto, podemos investigar as propriedades desta subpopulação de neurônios usando o robô. Com esta configuração experimental, podemos apresentar os objetos em diferentes locais no plano frontoparallel durante a fixação passiva (análoga a um teste de RF), em diferentes orientações 3D e a diferentes distâncias do animal, e podemos combinar sacádicos olho movimentos no sentido do objeto com o objeto agarrando21.
Nossa intenção não é fornecer um protocolo experimental único ou rígido para o estudo dos neurônios parieto-frontal, mas para sublinhar a necessidade de uma abordagem abrangente e dinâmica, com as tarefas e testes, projetados especificamente para os neurônios sob estudo. Sobre seletividade visual, por exemplo, o nosso protocolo pode ser facilmente adaptado para o estudo de outras propriedades visuais de neurônios respondendo aos objetos. Por exemplo, seguimos uma abordagem muito semelhante ao investigar 3D seletividade em F5a12 e AIP neurónios13 durante a preensão. Também combinamos que preensão de execução e detalhada visual testes com vídeos de ações ao investigar as respostas de observação de ação em AIP22. Da mesma forma, muitas outras tarefas experimentais, não incluídas aqui, podem ser adicionadas também ao nosso protocolo dependendo a questão científica a ser abordada. Essas tarefas incluem o estudo de ambas as características puramente físicas do estímulo (por exemplo, tamanho do estímulo) e aspectos cognitivos como estímulo familiaridade23 ou biológico relevância (preferência por formas que são biologicamente relevantes como rostos24).
Mais estudos nestas áreas fornecerão um melhor entendimento da rede e nos permitirá refinar o tipo de protocolos para ser usado.

Primatas humanos e não humanos compartilham a capacidade de realizar ações complexas motor, incluindo o objeto agarrando. Para com êxito executar essas tarefas, nosso cérebro precisa para completar a transformação das propriedades do objeto intrínseco em comandos de motor. Essa transformação depende de uma sofisticada rede de áreas corticais dorsais localizado no parietal e ventral cortéx pré-motor1,2,3 (Figura 1).
De estudos de lesão em macacos e humanos4,5, sabemos que o fluxo visual dorsal - originárias do córtex visual primário e direcionada para o córtex parietal posterior - está envolvido na visão espacial e o planejamento do motor ações. No entanto, a maioria das áreas de fluxo dorsal não é dedicada a um único tipo de processamento. Por exemplo, a área intraparietal anterior (AIP), dentre as áreas de estágio final no fluxo dorsal visual, contém uma variedade de neurônios que disparam não só durante a preensão de7,6,8, mas também durante o visual inspeção do objeto7,8,9,10.
Semelhante ao AIP, neurônios na área F5, localizado no córtex cortéx ventral (PMv), também respondem durante a fixação visual e o objeto agarrando, que é provável que seja importante para a transformação da informação visual em ações motor11. A porção anterior da região (subsector F5a) contém neurônios responder seletivamente a tridimensional (3D, disparidade definida) imagens de12,13, enquanto o subsector localizado da convexidade (F5c) contém neurônios caracteriza-se pelo espelho propriedades1,3, disparando tanto quando um animal realiza ou observa uma ação. Finalmente, a região posterior do F5 (F5p) é um campo relacionado a mão, com uma alta proporção de visuomotoras neurônios responsivos à observação tanto e preensão de objetos 3D14,15. Ao lado de F5, área 45B, localizado no ramo inferior do sulco arqueado, também podem estar envolvidos em forma processamento16,17 e18de preensão.
Testes de seletividade de objeto no córtex frontal e parietal é um desafio, porque é difícil determinar o que caracteriza estes neurônios respondem e quais são os campos receptivos destes neurônios. Por exemplo, se um neurônio responde a uma placa, mas não para um cone, cuja característica desses objetos está dirigindo esta seletividade: o contorno 2D, a estrutura 3D, a orientação em profundidade ou uma combinação de muitas características diferentes? Para determinar as características do objeto de crítica para os neurônios que respondem durante a fixação do objeto e de agarramento, é necessário empregar vários testes visuais usando versões reduzidas das mesmas imagens e imagens de objetos.
Uma fração considerável dos neurônios no AIP e F5 não só responde à apresentação visual de um objeto, mas também quando o animal apreende este objeto no escuro (ou seja, na ausência de informação visual). Tais neurônios podem não responder a uma imagem de um objeto que não pode ser aproveitada. Daí, visuais e motor componentes da resposta estão intimamente ligados, que torna difícil investigar a representação do objeto neuronal nestas regiões. Desde que os neurônios visuomotoras somente podem ser testados com objetos do mundo real, precisamos de um sistema flexível para apresentar diferentes objetos em diferentes posições no campo visual e às diferentes orientações se queremos determinar quais recursos são importantes para estes neurônios. Este último só pode ser alcançado por meio de um robô capaz de apresentar objetos diferentes em locais diferentes no espaço visual.
Este artigo pretende fornecer um guia experimental para pesquisadores interessados no estudo dos neurônios parieto-frontal. Nas seções seguintes, nós forneceremos o protocolo geral utilizado em nosso laboratório para a análise das respostas de preensão e visual objeto em macacos acordado (Macaca mulatta).

<table><tbody><tr><td>Grasping robot</td><td>GIBAS Universal Robots</td><td>UR-6-85-5-A</td><td>Robot arm equipped with a gripper</td></tr><tr><td>Carousel motor</td><td>Siboni</td><td>RD066/&amp;dagger;20 MV6, 35x23 F02</td><td>Motor to be implemented in a custom-made vertical carousel. It allows the rotation of the carousel.</td></tr><tr><td>Eye tracker</td><td>SR Research</td><td>EyeLink II</td><td>Infrared camera system sampling at 500 Hz</td></tr><tr><td>Filter</td><td>Wavetek Rockland</td><td>852</td><td>Electronic filters perform a variety of signal-processing functions with the purpose of removing a signal&#039;s unwanted frequency components.</td></tr><tr><td>Preamplifier</td><td>BAK ELECTRONICS, INC.</td><td>A-1</td><td>The Model A-1 allows to reduce input capacity and noise pickup and allows to test impedance for metal micro-electrodes</td></tr><tr><td>Electrodes</td><td>FHC</td><td>UEWLEESE*N4G</td><td>Metal microelectrodes (* = Impedance, to be chosen by the researcher)</td></tr><tr><td>CRT monitor</td><td>Vision Research Graphics</td><td>M21L-67S01</td><td>The CRT monitor is equipped with a fast-decay P46-phosphor operating at 120 Hz</td></tr><tr><td>Ferroelectric liquid crystal shutters</td><td>Display Tech</td><td>FLC Shutter Panel; LV2500P-OEM</td><td>The shutters operate at 60 Hz in front of the monkeys and are synchronized to the vertical retrace of the monitor</td></tr></tbody></table>

investigating object representations in the macaque dorsal visual stream using single-unit recordings

Estudos anteriores mostraram que os neurônios em áreas parieto-frontal do cérebro do macaco podem ser altamente seletivos para objetos do mundo real, superfícies curvas definidas pelo disparidade e imagens de objetos do mundo real (com e sem disparidade) em uma maneira similar como descrito no fluxo ventral visual. Além disso, áreas parieto-frontal são acreditadas para converter informações de objeto visual em saídas de motor adequadas, tais como o pré-moldar da mão durante a preensão. Para melhor caracterizar a seletividade de objeto na rede cortical envolvida nas transformações visuomotoras, nós fornecemos uma bateria de testes destinados a analisar a seletividade de objeto visual de neurônios em regiões parieto-frontal.

Figura 5 parcelas as respostas de um neurônio exemplo gravado de área F5p testado com quatro objetos: duas diferentes formas - uma esfera e uma placa-mostrada em dois tamanhos diferentes (6 e 3 cm). Este neurônio particular respondeu não só à esfera grande (estímulo ideal; painel esquerdo superior), mas também para o prato grande (painel inferior esquerdo). Em comparação, a resposta para os objetos menores era mais fraca (superior e inferior direito painéis).
A Figura 6 mostra um neurônio exemplo gravado no AIP testado durante VGG e fixação passiva. Este neurônio responsivo não foi apenas durante a preensão (tarefa VGG, painel A) mas também para a apresentação visual de imagens 2D de objetos apresentados em uma tela (fixação passiva, incluindo as imagens dos objetos usados na tarefa preensão; Figura 6B). Note-se que o estímulo preferido na tarefa fixação passiva não é necessariamente o objeto-para-ser-compreendeu, mas outro imagens 2D com o qual o animal não tem nenhuma experiência anterior de preensão (tangerina). A Figura 6 mostra o RF desta célula quando testado com a imagem preferida e for. Um exemplo das respostas obtidas no teste de redução é mostrado na Figura 6. Este neurônio exemplo respondeu aos fragmentos de menor no teste (1-1,5 °).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57745/57745fig1v2.jpg"> Figura 1. Parieto-frontal rede envolvidos no processamento do objeto visual e planejamento motor e execução. Projetos AIP área parietal posterior às áreas PFG, 45B e F5a e então a F5p, M1 e, finalmente, a medula espinhal.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57745/57745fig2v2.jpg"> Figura 2. Árvore de decisão para testes de seletividade de objeto: protocolo experimental usado para testar respostas visuomotoras em nossas populações neuronais. A tarefa VGG pode ser seguida por um MGG ou uma tarefa visual (fixação passiva). Duas tarefas diferentes fixação passiva podem ser consideradas dependendo da região de interesse: fixação passiva de objetos do mundo real e fixação passiva de imagens 2D de objetos. O sistema visuomotoras primata evoluiu para oferecer suporte a manipulação de objetos reais, não as imagens dos objetos6,13 e, portanto, prevê-se que as regiões com um motor componente dominante será significativamente mais responsivo à visão de objetos reais, compreensível. No entanto, seletividade de forma só pode ser explorada em detalhe, usando uma abordagem de redução, que pode ser mais facilmente implementada com as imagens dos objetos. A tarefa de fixação passiva 2D, uma resposta positiva (indicando seletividade visual para as imagens dos objetos) significa que é possível refinar a resposta neuronal ainda mais. Isso nos leva a executar uma nova tarefa experimental, explorando recursos de nível inferiores no estímulo. Em contraste, uma resposta negativa indica o final do experimento.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57745/57745fig3v2.jpg"> Figura 3. Configurações visuomotoras. (A). instalação de carrossel. Painel esquerdo: projeto carrossel (invisível para o macaco). Painel direito: o detalhe da placa do carrossel, mostrando o objeto a ser compreendido e a mão de macaco, aproximando-se a isso. Com um carrossel rotativo vertical que contém até seis objetos, podemos apresentar diferentes objetos para o macaco. B. configuração de robô. Painel esquerdo: vista da instalação do robô frontal. Painel direito: o detalhe dos quatro diferentes objetos apresentados pelo robô (pequeno/grande placa; esfera pequeno/grande). Uma segunda maneira mais sofisticada para apresentar os objetos durante as gravações de célula única é por meio de um braço de robô comercial equipado com uma alça. Para A e B, a sequência de eventos é idêntico durante a fixação visual, com a exceção de que, na configuração do carrossel, o objeto fica iluminado de cima e na configuração do robô, o objeto é iluminado por dentro. Na fase de compreensão, a tarefa um pouco diferente. Considerando que na configuração do carrossel, a deixa ir é indicada pelo escurecimento do laser; na configuração do robô, a fixação, o LED apaga-se completamente. Uma outra diferença refere-se a funcionalidade específica de ambas as configurações. Enquanto a configuração de carrossel pode ser usada principalmente para testar a seletividade de objeto em uma posição única no espaço visual, com a instalação do robô, podemos programar a distância em que o objeto a ser compreendido é apresentado, a posição no plano frontoparallel, ou até mesmo induzir perturbações na orientação a objetos durante a preensão (por exemplo, uma rotação rápida 45 ° do objeto durante a fase de alcance). Ambos os sistemas permitem a apresentação de objetos de destino diferentes, com diferentes propriedades preensão (tamanho, volume, etc.), que exigem diferentes estratégias de preensão (aperto poder contra aperto de precisão). (C). o exemplo de uma tarefa VGG (instalação de carrossel). 1. fixação: Em nossa tarefa VGG carrossel, o macaco coloca a sua mão contralateral em um dispositivo de posição descanso para iniciar a sequência. Em seguida, um laser projeta-se sobre o objeto-para-ser-compreendeu, que permanece em escuridão total. 2. luz sobre: se o animal mantém uma fixação estável em torno de uma janela definida por via electrónica em torno do objeto para uma duração específica, o objeto é iluminado por uma fonte externa de luz (fase visual da tarefa). Finalmente, após um atraso variável, o laser escurece, trabalhando como uma indicação visual de GO e indicando para o macaco para iniciar o movimento de preensão. O animal é recompensado por alcançar, agarrar e levantando o objeto (detectado por cabos de fibra óptica).
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57745/57745fig4v2.jpg"> Figura 4. Estímulos visuais. (A). exemplo de conjunto de estímulo usado para avaliar a seletividade de forma visual. (B). as imagens de superfície original na, nós produzimos versões progressivamente simplificadas dos estímulos visuais (superfícies 3D, superfícies 2D, silhuetas, contornos e fragmentos). Dividindo-se o contorno em segmentos menores, nós pesquisamos para o mínimo eficaz forma característica (MESF) evocando a seletividade visual.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57745/57745fig5v2.jpg"> Figura 5. Tarefa VGG testada com a instalação do robô (configuração de robô em Figura 3B). Apresentamos quatro objetos diferentes na mesma posição em profundidade: grande esfera (superior esquerdo), prato grande (inferior esquerdo), pequena placa (canto inferior direito) e pequena esfera (superior direito). A resposta neuronal é alinhada ao aparecimento de luz no objeto (tamanho de 20 ms).
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57745/57745fig6v2.jpg"> Figura 6. Neurônio AIP gravado usando VGG (agarrando no carrossel) e tarefas de fixação passiva. (A). atividade durante a preensão. Peristimulus-tempo histograma mostrando a resposta de um neurônio AIP (resposta neuronal alinhado para o início de luz sobre o objeto). (B). resposta Visual do neurônio mesmo quando testado com um amplo conjunto de imagens em 2D de objetos do mundo real, incluindo uma imagem do objeto a ser agarrado (em duas orientações diferentes: horizontal e vertical). (C). mapeamento de campo receptivo. 2D interpoladas mapas representando as médias das respostas aos estímulos (à direita) preferenciais (à esquerda) e for para o neurônio na e B, quando testado com imagens de 3° de objetos. Para construir os mapas, podemos quantificar a resposta neuronal líquida (subtraindo-se a atividade de linha de base) obtidos em 35 posições diferentes na tela (indicado pelas interseções das linhas de grade tracejada; [0,0]: posição central; azimute de + 6 °: contralateral), espaçados de 2 ° separados e abrange tanto o ipsi e contralateral hemifields visual. Cor indica a força da resposta neural (variando entre 0 e o máximo de resposta da célula). (D). lote de árvore cor representando as respostas de líquido normalizadas (disparo taxa menos atividade de linha de base) do mesmo neurônio como na figura 6A-C ao estímulo preferencial e for (contornos da imagem preferida e for) no teste padrão de redução (redução de teste com os fragmentos localizado na posição ocupada na forma original de contorno 4-fragmento de estímulos, primeira linha 8-fragmento de estímulos, na segunda fila; 16-fragmento de estímulos, terceira fila). A cor em cada círculo indica a magnitude de resposta (1 = 28 picos/s).

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Investigating Object Representations in the Macaque Dorsal Visual Stream Using Single-unit Recordings

É apresentado um protocolo detalhado para analisar a seletividade de objeto de parieto-frontal neurônios envolvidos nas transformações visuomotoras.

Investigar as representações do objeto no fluxo Dorsal de Visual de Macaque usando gravações unitárias

Previous studies have shown that neurons in parieto-frontal areas of the macaque brain can be highly selective for real-world objects, disparity-defined ...

investigating-object-representations-macaque-dorsal-visual-stream

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.2K visualizações.  Katholieke Universiteit Leuven. É apresentado um protocolo detalhado para analisar a seletividade de objeto de parieto-frontal neurônios envolvidos nas transformações visuomotoras.

Vídeo: Investigating Object Representations in the Macaque Dorsal Visual Stream Using Single-unit Recordings

Single-unit In vivo Recordings from the Optic Chiasm of Rat

Information about the visual world is transmitted to the brain in sequences of action potentials in retinal ganglion cell axons that make up the optic nerve. In vivo recordings of ganglion cell spike trains in several animal models have revealed much of what is known about how the early visual system processes and encodes visual information. However, such recordings have been rare in one of the most common animal models, the rat, possibly owing to difficulty in detecting spikes fired by small diameter axons. The many retinal disease models involving rats motivate a need for characterizing the functional properties of ganglion cells without disturbing the eye, as with intraocular or in vitro recordings. Here, we demonstrate a method for recording ganglion cell spike trains from the optic chiasm of the anesthetized rat. We first show how to fabricate tungsten-in-glass electrodes that can pick up electrical activity from single ganglion cell axons in rat. The electrodes outperform all commercial ones that we have tried. We then illustrate our custom-designed stereotaxic system for in vivo visual neurophysiology experiments and our procedures for animal preparation and reliable and stable electrode placement in the optic chiasm.

Single-unit In vivo Recordings from the Optic Chiasm of Rat

Retinal ganglion cells transmit visual information from the eye to the brain with sequences of action potentials. Here, we demonstrate how to record the action potentials of single ganglion cells in vivo from anesthetized rats.

Única unidade de In vivo Gravações do quiasma óptico de rato

Information about the visual world is transmitted to the brain in sequences of action potentials in retinal ganglion cell axons that make up the optic ...

Neurociência

A Pressure Injection System for Investigating the Neuropharmacology of Information Processing in Awake Behaving Macaque Monkey Cortex

The top-down modulation of feed-forward cortical information processing is functionally important for many cognitive processes, including the modulation of sensory information processing by attention. However, little is known about which neurotransmitter systems are involved in such modulations. A practical way to address this question is to combine single-cell recording with local and temporary neuropharmacological manipulation in a suitable animal model. Here we demonstrate a technique combining acute single-cell recordings with the injection of neuropharmacological agents in the direct vicinity of the recording electrode. The video shows the preparation of the pressure injection/recording system, including preparation of the substance to be injected. We show a rhesus monkey performing a visual attention task and the procedure of single-unit recording with block-wise pharmacological manipulations.

Here, we show the pressure injection of neuropharmacological substances during single-cell recording in an awake, behaving macaque monkey. This procedure allows pharmacological manipulation in the direct vicinity of a cortical recording site.

Um sistema de injeção de pressão para a investigação da neurofarmacologia de Processamento de Informação em Despertai Behaving Macaque Cortex

The top-down modulation of feed-forward cortical information processing is functionally important for many cognitive processes, including the modulation ...

Comportamento

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical neurons with two-photon microscopy has provided unique insights into cortical structure, function and plasticity. However, these studies are limited to head fixed animals, greatly reducing the behavioral complexity available for study. In this paper, we describe a procedure for performing chronic fluorescence microscopy with cellular-resolution across multiple cortical layers in freely behaving mice. We used an integrated miniaturized fluorescence microscope paired with an implanted prism probe to simultaneously visualize and record the calcium dynamics of hundreds of neurons across multiple layers of the somatosensory cortex as the mouse engaged in a novel object exploration task, over several days. This technique can be adapted to other brain regions in different animal species for other behavioral paradigms.

Multi-layer Cortical Ca2+ Imaging in Freely Moving Mice with Prism Probes and Miniaturized Fluorescence Microscopy

Here, we present a procedure for performing large-scale Ca2+ imaging with cellular-resolution across multiple cortical layers in freely moving mice. Hundreds of active cells can be observed simultaneously using a miniature, head-mounted microscope coupled with an implanted prism probe.

Multi-layer Cortical Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Imaging em ratos com movimento livre com sondas de prisma e microscopia de fluorescência miniaturizada

In vivo circuit and cellular level functional imaging is a critical tool for understanding the brain in action. High resolution imaging of mouse cortical ...

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.

Em larga escala de gravação de Neurônios por sondas de silicone móveis em Comportando Roedores

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

Simultaneous Eye Tracking and Single-Neuron Recordings in Human Epilepsy Patients

Intracranial recordings from patients with intractable epilepsy provide a unique opportunity to study the activity of individual human neurons during active behavior. An important tool for quantifying behavior is eye tracking, which is an indispensable tool for studying visual attention. However, eye tracking is challenging to use concurrently with invasive electrophysiology and this approach has consequently been little used. Here, we present a proven experimental protocol to conduct single-neuron recordings with simultaneous eye tracking in humans. We describe how the systems are connected and the optimal settings to record neurons and eye movements. To illustrate the utility of this method, we summarize results that were made possible by this setup. This data shows how using eye tracking in a memory-guided visual search task allowed us to describe a new class of neurons called target neurons, whose response was reflective of top-down attention to the current search target. Lastly, we discuss the significance and solutions to potential problems of this setup. Together, our protocol and results suggest that single-neuron recordings with simultaneous eye tracking in humans are an effective method to study human brain function. It provides a key missing link between animal neurophysiology and human cognitive neuroscience.

We describe a method to conduct single-neuron recordings with simultaneous eye tracking in humans. We demonstrate the utility of this method and illustrate how we used this approach to obtain neurons in the human medial temporal lobe that encode targets of a visual search.

Monitoramento simultâneo de olho e single-Neuron gravações em pacientes com epilepsia humana

Intracranial recordings from patients with intractable epilepsy provide a unique opportunity to study the activity of individual human neurons during ...

Recording Single Neurons' Action Potentials from Freely Moving Pigeons Across Three Stages of Learning

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed single-neuron activity while animals are acquiring an operantly conditioned response, or when that response is extinguished. But even in these cases, observation periods usually encompass only a single stage of learning, i.e. acquisition or extinction, but not both (exceptions include protocols employing reversal learning; see Bingman&#160;et al.1 for an example). However, acquisition and extinction entail different learning mechanisms and are therefore expected to be accompanied by different types and/or loci of neural plasticity.
Accordingly, we developed a behavioral paradigm which institutes three stages of learning in a single behavioral session and which is well suited for the simultaneous recording of single neurons&#39; action potentials. Animals are trained on a single-interval forced choice task which requires mapping each of two possible choice responses to the presentation of different novel visual stimuli (acquisition). After having reached a predefined performance criterion, one of the two choice responses is no longer reinforced (extinction). Following a certain decrement in performance level, correct responses are reinforced again (reacquisition). By using a new set of stimuli in every session, animals can undergo the acquisition-extinction-reacquisition process repeatedly. Because all three stages of learning occur in a single behavioral session, the paradigm is ideal for the simultaneous observation of the spiking output of multiple single neurons. We use pigeons as model systems, but the task can easily be adapted to any other species capable of conditioned discrimination learning.

Learning new stimulus-response associations engages a wide range of neural processes which are ultimately reflected in changing spike output of individual neurons. Here we describe a behavioral protocol allowing for the continuous registration of single-neuron activity while animals acquire, extinguish, and reacquire a conditioned response within a single experimental session.

Registro do potencial de ação simples Neurônios &#39;de livremente mover Pombos em três estágios da aprendizagem

While the subject of learning has attracted immense interest from both behavioral and neural scientists, only relatively few investigators have observed ...

Juxtacellular Monitoring and Localization of Single Neurons within Sub-cortical Brain Structures of Alert, Head-restrained Rats

There are a variety of techniques to monitor extracellular activity of single neuronal units. However, monitoring this activity from deep brain structures in behaving animals remains a technical challenge, especially if the structures must be targeted stereotaxically. This protocol describes convenient surgical and electrophysiological techniques that maintain the animal&#8217;s head in the stereotaxic plane and unambiguously isolate the spiking activity of single neurons. The protocol combines head restraint of alert rodents, juxtacellular monitoring with micropipette electrodes, and iontophoretic dye injection to identify the neuron location in post-hoc histology. While each of these techniques is in itself well-established, the protocol focuses on the specifics of their combined use in a single experiment. These neurophysiological and neuroanatomical techniques are combined with behavioral monitoring. In the present example, the combined techniques are used to determine how self-generated vibrissa movements are encoded in the activity of neurons within the somatosensory thalamus. More generally, it is straightforward to adapt this protocol to monitor neuronal activity in conjunction with a variety of behavioral tasks in rats, mice, and other animals. Critically, the combination of these methods allows the experimenter to directly relate anatomically-identified neurophysiological signals to behavior.

This protocol describes the design and surgical implantation of a head-restraining mechanism to monitor neuronal activity in sub-cortical brain structures in alert rats. It delineates procedures to isolate single neurons in the juxtacellular configuration and to efficiently identify their anatomical locations.

Monitoramento Juxtacellular e Localização de solteiro Neurônios dentro Estruturas Cerebrais Sub-corticais de alerta, conteve-Cabeça Rats

There are a variety of techniques to monitor extracellular activity of single neuronal units. However, monitoring this activity from deep brain structures ...

Large-scale Reconstructions and Independent, Unbiased Clustering Based on Morphological Metrics to Classify Neurons in Selective Populations

This protocol outlines large-scale reconstructions of neurons combined with the use of independent and unbiased clustering analyses to create a comprehensive survey of the morphological characteristics observed among a selective neuronal population. Combination of these techniques constitutes a novel approach for the collection and analysis of neuroanatomical data. Together, these techniques enable large-scale, and therefore more comprehensive, sampling of selective neuronal populations and establish unbiased quantitative methods for describing morphologically unique neuronal classes within a population.
The protocol outlines the use of modified rabies virus to selectively label neurons. G-deleted rabies virus acts like a retrograde tracer following stereotaxic injection into a target brain structure of interest and serves as a vehicle for the delivery and expression of EGFP in neurons. Large numbers of neurons are infected using this technique and express GFP throughout their dendrites, producing &#34;Golgi-like&#34; complete fills of individual neurons. Accordingly, the virus-mediated retrograde tracing method improves upon traditional dye-based retrograde tracing techniques by producing complete intracellular fills.
Individual well-isolated neurons spanning all regions of the brain area under study are selected for reconstruction in order to obtain a representative sample of neurons. The protocol outlines procedures to reconstruct cell bodies and complete dendritic arborization patterns of labeled neurons spanning multiple tissue sections. Morphological data, including positions of each neuron within the brain structure, are extracted for further analysis. Standard programming functions were utilized to perform independent cluster analyses and cluster evaluations based on morphological metrics. To verify the utility of these analyses, statistical evaluation of a cluster analysis performed on 160 neurons reconstructed in the thalamic reticular nucleus of the thalamus (TRN) of the macaque monkey was made. Both the original cluster analysis and the statistical evaluations performed here indicate that TRN neurons are separated into three subpopulations, each with unique morphological characteristics.

This protocol describes large-scale reconstructions of selective neuronal populations, labeled following retrograde infection with a modified rabies virus expressing fluorescent markers, and independent, unbiased cluster analyses that enable comprehensive characterization of morphological metrics among distinct neuronal subclasses.

Reconstruções em larga escala e, Clustering imparcial independente baseado no morfológicas Métricas para classificar Neurônios no seletivos Populações

This protocol outlines large-scale reconstructions of neurons combined with the use of independent and unbiased clustering analyses to create a ...

Convection Enhanced Delivery of Optogenetic Adeno-associated Viral Vector to the Cortex of Rhesus Macaque Under Guidance of Online MRI Images

In non-human primate (NHP) optogenetics, infecting large cortical areas with viral vectors is often a difficult and time-consuming task. Here, we demonstrate the use of magnetic resonance (MR)-guided convection enhanced delivery (CED) of optogenetic viral vectors into primary somatosensory (S1) and motor (M1) cortices of macaques to obtain efficient, widespread cortical expression of light-sensitive ion channels. Adeno-associated viral (AAV) vectors encoding the red-shifted opsin C1V1 fused to yellow fluorescent protein (EYFP) were injected into the cortex of rhesus macaques under MR-guided CED. Three months post-infusion, epifluorescent imaging confirmed large regions of optogenetic expression (&#62;130 mm2) in M1 and S1 in two macaques. Furthermore, we were able to record reliable light-evoked electrophysiology responses from the expressing areas using micro-electrocorticographic arrays. Later histological analysis and immunostaining against the reporter revealed widespread and dense optogenetic expression in M1 and S1 corresponding to the distribution indicated by epifluorescent imaging. This technique enables us to obtain expression across large areas of the cortex within a shorter period of time with minimal damage compared to the traditional techniques and can be an optimal approach for optogenetic viral delivery in large animals such as NHPs. This approach demonstrates great potential for network-level manipulation of neural circuits with cell-type specificity in animal models evolutionarily close to humans.&#160;

Here, we demonstrate magnetic resonance (MR)-guided convection enhanced delivery (CED) of viral vectors into the cortex as an efficient and simplified approach for achieving optogenetic expression across large cortical areas in the macaque brain.

A convecção aumentou a entrega do vetor viral adeno-associado Optogenetic ao córtice de Rhesus macaque a orientação de imagens em linha de MRI

In non-human primate (NHP) optogenetics, infecting large cortical areas with viral vectors is often a difficult and time-consuming task. Here, we ...

Um sistema de implante de sonda versátil e econômico para eletrofisiologia em camundongos

The DREAM Implant: A Lightweight, Modular, and Cost-Effective Implant System for Chronic Electrophysiology in Head-Fixed and Freely Behaving Mice

Chronic electrophysiological recordings in rodents have significantly improved our understanding of neuronal dynamics and their behavioral relevance. However, current methods for chronically implanting probes present steep trade-offs between cost, ease of use, size, adaptability, and long-term stability.
This protocol introduces a novel chronic probe implant system for mice called the DREAM (Dynamic, Recoverable, Economical, Adaptable, and Modular), designed to overcome the trade-offs associated with currently available options. The system provides a lightweight, modular and cost-effective solution with standardized hardware elements that can be combined and implanted in straightforward steps and explanted safely for recovery and multiple reuse of probes, significantly reducing experimental costs.
The DREAM implant system integrates three hardware modules: (1) a microdrive that can carry all standard silicon probes, allowing experimenters to adjust recording depth across a travel distance of up to 7 mm; (2) a three-dimensional (3D)-printable, open-source design for a wearable Faraday cage covered in copper mesh for electrical shielding, impact protection, and connector placement, and (3) a miniaturized head-fixation system for improved animal welfare and ease of use. The corresponding surgery protocol was optimized for speed (total duration: 2 h), probe safety, and animal welfare.
The implants had minimal impact on animals&#39; behavioral repertoire, were easily applicable in freely moving and head-fixed contexts, and delivered clearly identifiable spike waveforms and healthy neuronal responses for weeks of post-implant data collection. Infections and other surgery complications were extremely rare.
As such, the DREAM implant system is a versatile, cost-effective solution for chronic electrophysiology in mice, enhancing animal well-being, and enabling more ethologically sound experiments. Its design simplifies experimental procedures across various research needs, increasing accessibility of chronic electrophysiology in rodents to a wide range of research labs.

Autor em destaque: Compreendendo a computação neuronal naturalista por meio de realidade virtual e eletrofisiologia em animais

Here, we introduce a lightweight, cost-effective probe implant system for chronic electrophysiology in rodents optimized for ease of use, probe recovery, experimental versatility, and compatibility with behavior.

O implante DREAM: um sistema de implante leve, modular e econômico para eletrofisiologia crônica em camundongos com cabeça fixa e comportamento livre

Chronic electrophysiological recordings in rodents have significantly improved our understanding of neuronal dynamics and their behavioral relevance. ...

Investigar as representações do objeto no fluxo Dorsal de Visual de Macaque usando gravações unitárias

Resumo

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