We thank members of the Wilson lab for their helpful advice on the fabrication method.
This work was supported by the Simons Foundation, a NIH pathway to independence career award from the NINDS and a NARSAD Young Investigator Award (to M.M.H.) as well as grants from the NIH (to M.A.W.).

1. Tasarım Niyet <ol><li> Elektronik fare beyin atlas sagital bölümleri gezinerek seçim (lateral genikulat nükleus (Lgn, görsel talamus)) beyin bölgesini belirleyin. </li><li> A / P koordinatlarında (-2.3 - -2.7 mm), LGN&#39;nin geniş olduğunu. Sürücü dip (alt parça) tasarlamak için bu bölgeyi kullanın. NOT: 8 bağımsız bir şekilde hareket edebilen elektrotları toplam LGN hedeflemek için kullanılabilir (4-6 Elektrodlar Lgn için yapacaktır, 2-4 elektrotlar implantasyon hataları, Şekil 1A dengelemek için ilave edilmiştir.) </li><li> Solidworks, ön düzlemde tasarım gövde (Şekil 1B) bir kroki çizin. Gösterildiği gibi, sürücü tabanı, kolları ve poliamid yarım yuvaları için hatlarını içerecek bir kroki çizmek ve eğrilerle kombinasyonunu kullanabilirsiniz sonra kroki tıklatın. Kontur açık boşlukları içermez emin olun. Sonra çıkın Sketch tıklayın. </li><li> Sonraki, ön ve sağ uçakları hem seçin ve &quot;Crea tıklayınte Eksen &quot;. Ardından, vurgulanan mavi kroki konturu (Şekil 1B) 360 ° çevirerek 3D tasarım vücut modeli oluşturmak. Özellikleri menüsünde, &quot;Döndürülmüş Boss / Base&quot; tıklayın. Devrimin Ekseni olarak orta hat seçin. Parametreler bölümünde, başkanlığında Blind tıklayın 1 ve açı altında 360.00 ° seçin. Seçilen hatları bölümünde, kontur mavi seçilmiş olan vurgulanan emin olun. </li><li> Kırmızı döner tek polyimid yarı alanı oluşturun hatlarını 13 ° (Şekil 1C, sol üst) vurgulanır. Adımları açı özelliği hariç yukarıda 1.4 ile aynıdır </li><li> Bir sürücü oluşturun yeşil konturu 15 ° (Şekil 1C, sağ üst) döner tarafından işler. </li><li> Dairesel desen işlevini (Şekil 1C, sol alt) kullanılarak ikinci sürücü kolu oluşturun. Özellikleri menüsünde, &quot;Dairesel Desen&quot; tıklayın. Parametrelerinde, dönme ekseni olarak orta hat seçin. Seç 1Örnek sayısına olarak açısı ve 2 olarak 80.00 °. İlk dokunmak &quot;Desen Özellikleri&quot; altında seçili olduğundan emin olun. </li><li> Onaltı polimit oluşturun dairesel desen işlevini (Şekil 1C, sol alt) kullanılarak yarı-yuvaları. 1.7 benzer hareketleri gerçekleştirin, ancak &quot;Desen Özellikleri&quot; olarak ilk polyimid yarım yuvasını seçin. Açısı 22.5 ° &#39;dir ve örnekleri sayısı 16 (: Bu kez sayısına bölünmesiyle sadece 360 ​​° Eğer desen özelliği istediğiniz Not) vardır </li><li> Polimid prizi çekmek için yeni bir düzlem oluşturun. Ana menüde &quot;insert&quot; tıklayarak bunu başarmak. Poliimid yarısı yuvaları iki tarafı seçin, &quot;Referans Geometri&quot; tıklatın ve sonra &quot;Yeni Plane oluştur&quot;; (Şekil 1D, üst) </li><li> . Microdrive yuvasını (vida deliği, polimidler delik ve anti-tork rayı (Şekil 1D, alt) oluşturun oluşturarak bu elde1.9 oluşturulan yeni bir düzlemde tüm bu özellikleri kapsayan bir kroki. Bu anti-tork raylar için, poliamid üst yuvalardan iki taraf arasında bir orta tanımlar edin. Daha sonra, tercihan merkezleri 1 dışında çapı merkez dik olan iki daire oluşturmak ve daha sonra orta kontur kesme aracılığı ile anti tork raylar çizin. </li><li> Özellikler menüsünde, antitorque ray oluşturmak için &quot;Yükselt / Taban&quot; üzerine tıklayın ve yukarı gidiyor 10 mm ve aşağı doğru gidiyor 2 mm&#39;lik bir kör ekstrüzyonunu seçin. Vida deliği ve poliimit delik, &quot;Extrude cut&quot; üzerine tıklayın ve kör 6mm seçin ve (sol, Şekil 1E) hem de yukarı gidiyor birkaç mms. </li><li> Desen devrim (22.5 °, 16 örnek, eşit aralık) ekseni olarak merkezi kullanılarak mikro-sürücü yuvasına 16x, (Şekil 1E, sağ) </li><li> Sapın üzerine, merkezi bir yüz oluşturma, tahrik kolunun merkez ucunda başlayan bir 3 mm x 3 mm kutu çizmektaksiler. Yukarı &quot;Extrude Boss&quot; fonksiyonunu kullanarak bu 2 mm a&#39;ya. AYB vidalar gidecek olan yerlerde 1mm çaplı daireler çizin. Daha sonra, 1.5 mm &quot;Extrude Cut&quot; bir delik yapmak için yapmak. Sonra, desen iki Dairesel Desen işlevini (Metin gösterimi: 180 °, 2 örnekleri, eşit aralık, merkez ekseni) kullanarak kutusu ve delik. </li><li> Bir üst parça kroki çizmek için Şekil 1F (milimetre cinsinden) boyutları kullanın. Bunun bir 3D modelini yapmak için &quot;Extrude Boss / Base&quot; kullanın. NOT: Bu adımlardan sonra sürücü tasarımı tamamlandı. Fiziksel sürücü beden stereolitografi sürecinde oluşturulur. STL dosyaları dayalı stereolitografi baskı sunan şirketlerin bir dizi vardır. Biz en az 0.1 mm minimum çözünürlük ile, (örneğin Accura® 55 gibi) sert plastik yazdırabilirsiniz hizmetlerini öneririz. </li></ol> Hyperdrive Bileşenleri 2. Hazırlık <ol><li> Küçük bir dışarı Lay(: &#39;. /&#39; 0116 &#39;ID / OD 0,0071&#39;; Duvar: 0,00225) düz bir yüzey üzerinde çift taraflı bant parçası ve yaklaşık 8 santimetre 31 G Polyimide tüplerin gerekli sayıda kesti (Şekil 2A - 2B) . </li><li> Mümkün olduğunca bant üzerinde birbirine yakın olarak kılavuz tüpleri yerleştirmek için özen, çift taraflı bant kılavuz boruların ilk katmanı yerleştirin. Poliimitlerin tabakası üzerine ince, siyanoakrilat yapıştırıcı küçük bir miktar hafifçe sürün. (Şekil 2C) </li><li> Hızla poliimidlerin ikinci bir tabaka (Şekil 2B) yatıyordu. </li><li> 26 G kanül kullanılarak fiber optik tutucu oluşturmak. Bu montaj (Şekil 2E) dahil edilmeden önce bir teflon bazlı bir kayganlaştırıcı ile yağlanmış olduğundan emin olun. </li><li> Polimid demet (Şekil 2F) dik uzunlukta epoksi 4-5 mm bir çizgi uygulayın. Epoksi (2-3 saat) sertleştikten sonra, alt tabaka ve ree bandı çıkarınDiğer tarafı poxy. Epoksi tekrar sertleştikten sonra, 26 G&#39;lik bir kanül çıkarıldı ve yapı, bir hiper (Şekil 2H) için kullanılabilen her biri iki polimid matrisler ile sonuçlanan, bir traş makinesi bıçak (Şekil 2G) ile ortadan kesilebilir. </li><li> Şeffaflık bir kağıda üzerinde koni şablonu yazdırın ve ağır alüminyum folyo (Şekil 3A - 3C) karşılık gelen bir levha kesti. </li><li> Alüminyum folyo epoksi tabakası uygulanır ve hızlı bir şekilde şeffaflık kağıt uygulanır. Eşit olarak (Şekil 3B) dağıtılır böylece ağır bir nesne ya da bir tahta takoz kullanılarak, epoksi yumuşatır. </li><li> Koni şablonu kesip bir timsah klibi ile kenetlemek. Son olarak, sürekli parçaları (Şekil 3E) sabitlemek için epoksi bir miktar kullanın. </li></ol> Microdrive 3. Nihai Montaj <ol><li> Sürücü vücuda EIB takınVe poliimid kılavuz tüp matrisi ile 26 G kanül takın. Kılavuz tüpleri EIB dik olmasını sağlamak için EIB fiber optik deliği kullanarak tahrik gövdesi ile polimid matris hizalayın ve hiçbir epoksi kılavuz tüpler içine ya da akar emin olmak için özen sürücü gövdesine matris epoksi Sürücü vücut (Şekil 4A - 4C). </li><li> Tahrik gövdenin iç duvarı üzerinde karşılık gelen bir brakete polimid matris her kılavuz tüpü haritada. Her kılavuz tüpe ve parantez içine 33 g poliamid küçük ringi ve her bir kılavuz tüpü sabitlemek için siyanoakrilat yapıştırıcı küçük bir miktar uygulanır. (Şekil 4D - 4E) Son olarak, tahrik gövdesinin iç çeperine bütün aygıtları epoksi ve sadece iç dudak (Şekil 4F - 4G) üzerinde çıkıntı böylece polimitler kesti. </li><li> Özel-b birini koyarak bir microdrive derleme oluşturmak5 mm yaylar biri tarafından takip üst parçasının merkezi delikten uilt vidalar. Raylar birinin üzerine üst parçanın dış delik kaydırın ve vidayı hafifçe sürün. Bahar minimum sıkıştırılmış uzunluğu var ulaşıncaya kadar vidayı sürün. (Şekil 4H - 4I) Her ray / Microdrive (Şekil 4J&#39;ın) için bu işlemi tekrarlayın. </li><li> Baş aşağı tahrik dizi çevirin ve kılavuz tüp matris bir resim çekmek. Bu resim, her mikro sürücüsü (Şekil 4 K) karşılık gelen kılavuz tüpünün yerini eşlemek için kullanılacaktır. </li><li> Tahrik tabanın altından her bir kılavuz tüp içine, bir polimid tüp (0.005 &#39;) yerleştirin. Taşıyıcı boru fotoğrafta gelen mikro-sürücü kimlik üzerinde tamamen indirilmiş Microdrive ve kaydın üstünden 1-2 mm&#39;den edelim. (Şekil 4L - 4M) </li><li> , Mikro sürücü destek polimid tüp epoksi le dikkat ederekt epoksi yay veya vida (- 4Ç Şekiller 4N, 4P) üzerine Microdrive koşuyoruz. </li><li> Tüm Microdrives Tam daha düşüktür. Polimid matrisi (Şekil 4O) altındaki fışkırtma off polimid tüpleri kesin. </li><li> İki # 00-90 cm x 3/16 &#39;vidalarını (Şekil 4R) kullanarak sürücü tabanına elektrot arayüz kartı takın. Not: Bu noktada, sürücü dizi stereotrodes veya tetrodes yüklü hazırdır. Tetrode inşaat ve yükleme ile ilgili ayrıntılar için, 10 bakınız. Bağlantı SolidWorks dosyalarını indirin: baskılı sürücü tabanı ve Mikro sürücüler SolidWorks 2011 3D CAD yazılımı tasarlanmıştır. </li><li> Yüklemeden sonra, sürücüyü ters çevirin ve dikkatlice sadece alt parça çıkacak şekilde sürücü üzerinde koruyucu koni indirin. Sürücü vücuda koni epoxying tarafından koruyucu koni yapıştırın. </li><li> Koni takıldıktan sonra, küçük bir uzunluğu şeritEIB paslanmaz çelik tel (.008 &#39;Kaplı&#39; Çıplak, .011 &#39;) ve pin. Bir iğne ile koninin iç alüminyum parçası kaşı ve gümüş boya kullanarak konisine çelik tel yer. Gümüş boya kuruduktan sonra, epoksi damlasıyla güçlendirir. Seçenek olarak ise, çelik tel doğrudan iletken bir epoksi dab (MG Chemicals, Surrey, Kanada) ile koni bağlı olabilir. </li></ol>

<ol>
	<li>Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Millisecond-timescale,+genetically+targeted+optical+control+of+neural+activity.">Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity.</a> Nat Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).</li><li>Fenno, L., Yizhar, O., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+and+application+of+optogenetics.">The development and application of optogenetics.</a> Annu Rev Neurosci. 34, 389-412 (2011).</li><li>Alexander, G. 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=Remote+control+of+neuronal+activity+in+transgenic+mice+expressing+evolved+G+protein-coupled+receptors.">Remote control of neuronal activity in transgenic mice expressing evolved G protein-coupled receptors.</a> Neuron. 63, 27-39 (2009).</li><li>Halassa, M. 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=Selective+optical+drive+of+thalamic+reticular+nucleus+generates+thalamic+bursts+and+cortical+spindles.">Selective optical drive of thalamic reticular nucleus generates thalamic bursts and cortical spindles.</a> Nat Neurosci. 14, 1118-1120 (2011).</li><li>Tsien, J. Z., 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=Subregion-+and+cell+type-restricted+gene+knockout+in+mouse+brain.">Subregion- and cell type-restricted gene knockout in mouse brain.</a> Cell. 87, 1317-1326 (1996).</li><li>Nestler, E. J., Hyman, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+neuropsychiatric+disorders.">Animal models of neuropsychiatric disorders.</a> Nat Neurosci. 13, 1161-1169 (2010).</li><li>Collins, P. Y., 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=Grand+challenges+in+global+mental+health.">Grand challenges in global mental health.</a> Nature. 475, 27-30 (2011).</li><li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space.">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261, 1055-1058 (1993).</li><li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactivation+of+hippocampal+ensemble+memories+during+sleep.">Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep.</a> Science. 265, 676-679 (1994).</li><li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording:+tetrode+assembly.">Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Bu protokol fare tek bir veya birden fazla beyin bölgeleri hedefleyen için ultra-hafif microdrive dizi inşa sürecini özetliyor. Inşaatın son adımlardan sonra, hiper standart cerrahi teknikler kullanılarak implant emplantasyon ve diş çimentosu ile fare kafatasından yapıştırılmıştır hazırdır. Fare el ile kısıtlanır ise implantasyon sonrası, elektrotların her biri, bağımsız bir şekilde, küçük bir tornavida ile gelişmiş olabilir. Her bir elektrot gelişmeler, vidanın tonu ile belirlenen tur başına mesafe. Yarım ve çeyrek dönüşler daha fazla çözünürlük için kullanılabilir olsa burada başvurulan vidaları kullanarak, her elektroda dönüşü başına yaklaşık 150 mm ilerler. Şekil 1B eskiz boyutları implantın toplam boyutunu belirlemek, bu nedenle, çift yönlü implantlar ölçek için açık bir yol kritik kroki üzerinde boyutlarını değiştirmektir. Buna ek olarak, THVidaların uzunluğun derin beyin yapılarını hedef uzatılabilir. Bu hafif ve çelikten daha az kırılgan olarak biz özel, titanyum vidalar yapılan öneririz. Antitorque raylar vida uzunluğu ile doğrusal arttırmamız gerekiyor ve bu noktada biz bu yapıların basılabilir hangi maksimum uzunluğu tespit değil unutmayın. Çoklu beyin bölgeleri hedeflemek için, taban parçasının şekli değiştirilebilir. Bilinen boyutlu pullar (kalınlığı 200 mikron), eklenmesi (örneğin, hipokampus ve prefrontal korteks için) ayrı beyin yapıları hedefleyen poliimidlerin arasında gerekli aralayıcıları sağlayabilir. Bu alt parça montaj basamakları dahil ve epoksi sertleştikten sonra, daha sonra kesilmiş olabilir. Bu tasarımın büyük bir sınırlama sahipli yazılımlara (bu durumda Solidworks) üzerindeki bağımlılık olduğunu. Minimal mühendislik arka pln ile bu tür ekipman tasarımı için elverişli kullanıcı dostu arayüz sağlar, açık kaynak kodlu programların gelecekteki gelişimiyuvarlak nörobilim topluma büyük yarar olacaktır. Bu yöntem, mevcut yöntemlere göre bazı avantajları temin etmektedir. İlk olarak, tasarım, çok az çizimler (Şekil 1) bağlıdır basittir. İkincisi, kendi montaj gitmek için hiçbir diş çimento veya ağır malzeme gerektiren ultra-hafif, olduğunu. Benzer işlevsellik ticari olarak temin edilebilir implantlar ağırlığının yaklaşık üçte - Genel olarak, yaklaşık 1.7 gr ağırlığındadır. , Implant vücut çoklu kaynaklardan yazılı 3B edilebilir (örneğin, approto.com için, ama orada birkaç diğerleri) - Üçüncü, bunu yapmak için hiçbir özel ekipman gerektirir Özel bir vida (örneğin antrinonline.com için) yapılabilir; yaylar (örneğin leesprings.com için) ticari olarak temin edilebilir; ve bunun bir sonucu olarak tüm montaj işlemi bir gün içinde olabilir. Son olarak, bu implantlar, doğal toplayıcılık sırasında birden beyin bölgelerinde kaydetmek için kullanılır olmuştur, yapılandırılmış davranışsal görevleri ve uyku (Şekil5). Bu yöntemin Gelecek uygulamalar onun ölçeklenebilirlik uygulama içerir. Bu implant, iki-yönlü) 1 değiştirerek basitçe Şekil 1B Çizim ve desenli microdrive kaplar (Şekil 1D), 2) sayısına boyutunu ölçeklendirilebilir muhtemeldir. Örneğin, erken gelişim özgürce davranmak farelerin rekor aşağı ölçekli ve sıçan, tavşan, dağ gelinciği ve belki de insan olmayan primatlarda kayıt yukarı ölçekli olabilir. Son bir söz özetlenen yöntemin başarılı bir şekilde uygulanması için kritik tutundukları tasarımı dosyaları stl uygulamak herhangi bir değişiklik prototip olduğunu anımsatmak olduğunu. Okuyucu ekli tasarım &quot;şekil 8&quot; antitorque demiryolu içerdiğini, örneğin, göreceksiniz. Bu genellikle bu delmenizi olması gereklidir gibi, 3D baskı sınırlama verilen en iyi tasarım mümkün oldu. Bir daire olması olması, ist olurduromise kararlılık, ama bir kare olan veya açılı bir şekil sondaj ile 3D baskı kusurları düzeltmek için yeteneğini sınırlayabilir olacaktır.

Mus musculus hızlı bir şekilde genetik olarak tanımlanan nöronların mikrodevreli düzeyinde diseksiyon ve insan hastalığı fare modelleri araştıran ilgilenen fizyolog için tercih edilen hayvan modeli haline dolayı genetik tractability için vardır. Örneğin, Optogenetic ve kimyasal genetik aktüatörler gibi nedensel genetik araçları, son giriş experimentalists davranış 1-4 tanımlanan nöral devrelerin gerekliliğini ve yeterliliğini test için izin verdi. Rekombinant transgenik fare sürücü hatları (Cre-hat), geniş kullanılabilirliği bu deneylerde 5 için fare değeri ekleyerek, nöron alt tipler hedeflenen tarafından hangi deneysel kolaylığı güçlendirilmiş bulunmaktadır. Aynı şekilde, genetik ekranlar ve yaygın nörolojik ve psikiyatrik bozuklukların genom dernekler beyin hastalığı 6,7 genetik risk faktörlerinin belirlenmesini kolaylaştırmıştır. Büyüyen ile birlikte bu gelişmeler,genetik manipülasyon ve farelerde genom mühendislik araç, insan hastalığı modelleme için tercih organizma yaptık. Hastalık modelleri ve nedensel genetik araçları kombinasyonu beyin hastalığı anlamak ve müdahaleler için devre düzeyinde hedefler belirlenmesi için görülmemiş bir fırsat sağlar. Tam olarak bu moleküler araçlar yararlanmak ve sağlık ve hastalık mikrodevreli fonksiyonu içgörü kazanmak için, o beyin aktivitesinin fizyolojik okumalarla çift onları esastır. İdeal olarak, deneyci tek hücre çözünürlüğü korurken nöronların çok sayıda izlemek mümkün olacaktır. Özgürce davranıyor hayvanlarda hücre dışı, çoklu elektrot kayıtları böyle bir fırsat sağlamak; Ancak fare Bu teknolojinin kullanımı, sınırlı olmuştur. Küçük hedeflere (örneğin, hipokampus CA1 tabaka) kayıt yapmak için, ayarlanabilir elektrotların kullanımı, aşağıdaki Surgic kayıt elektrotları küçük hareketler olarak gerekli olduğuark implantasyon imkansız kayıt istikrarı 8,9 bakımını yapabilir. Geleneksel olarak, fare kullanıldığında, beyin içindeki elektrotlar ağırlık önlemler gerektiren, hareket ettirmek için kullanılabilmektedir olan yöntemler, bu organizmada davranışı olan nöronların çok sayıda çift kaydı ile bu zor bir hale getirmektedir. Burada, yöntemler tek tek optogenetik uyumlu, hedef alındığını beyin bölgesinde özelleştirilebilir minyatür, ultra-hafif, mikroelektrod dizileri imalatı için tanıtıldı ve kolayca piyasada bulunan parçaları toplandı. Çoklu elektrot &quot;hiper&quot; olan her bir &quot;microdrive&quot; vidasından momenti ortadan kaldırmak için hiper gövdesinin içine yerleştirilmiş elektrot ve bir plastik rayı ilerletmek için bir yay ve vidalı mekanizması kullanır. İlk olarak, 3D baskı için bir CAD programında hiper organları ve Microdrives tasarımı süreci tarif edilmektedir. Özelleştirilmiş hipersürücü organları tasarlayarakBelirli yapılarda, bu hedefleme hassasiyetini arttırmak için ve daha fazla preparatın verimini artırmak mümkündür. İkinci olarak, fabrikasyon işlemi çoklu elektrot dizisi ticari olarak temin edilebilir parçalar elle monte edilir, burada detaylı olarak tarif edilmektedir. Bu teknik, doğal toplayıcılık ve edimsel görevleri sırasında özgürce davranıyor hayvanda hipokampus, talamus ve korteks nöron topluluklarının kayıt için, başarıyla kullanılmıştır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="618">
	<tbody>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:169px;">Part Name</td>
			<td style="width:131px;">Manufacturer&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Catalogue # (if applicable)</td>
			<td style="width:176px;">Part Description</td>
		</tr>
		<tr height="81">
			<td height="81" style="height:81px;width:169px;">Microdrive screws</td>
			<td style="width:131px;">Antrin</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:176px;">Half Circle .6UNM Titanium Screws. 8mm thread. 9mm length from under head.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:169px;">Tap-ease</td>
			<td style="width:131px;">AGS CO.</td>
			<td style="width:143px;">#TA2</td>
			<td style="width:176px;">Tapping Grease</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:169px;">Microdrives</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:176px;">See .STL file</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:169px;">Drive Body</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:176px;">See .STL file</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="81" rowspan="4" style="height:81px;width:169px;">Outer Polyimide Guide Tube</td>
			<td rowspan="4" style="width:131px;">Minvasive Components&#160;&#160;</td>
			<td rowspan="4" style="width:143px;">IWG Item # 72113300022-012</td>
			<td style="width:176px;">Length:12&#8217;&#8217;,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:176px;">ID:.0071&#8217;&#8217;,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:176px;">OD:.0116&#8217;&#8217;,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:176px;">WALL:.00225&#8217;&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="81" rowspan="4" style="height:81px;width:169px;">Inner Polyimide Guide Tube</td>
			<td rowspan="4" style="width:131px;">Minvasive Components&#160;</td>
			<td rowspan="4" style="width:143px;">IWG Item # 72113900001-012</td>
			<td style="width:176px;">Length: 12&#8217;&#8217;,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:176px;">ID:.0035&#8217;&#8217;,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:176px;">OD:.0055&#8217;&#8217;,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:176px;">WALL:.001&#8217;&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:169px;">Grounding Wire</td>
			<td style="width:131px;">A-M Systems, Inc.</td>
			<td style="width:143px;">&#160;Catalog # 791900</td>
			<td style="width:176px;">.008&#39;&#39; Bare, .011&#39;&#39; Coated</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:169px;"></td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:176px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:169px;">Tri-Flow&#160;</td>
			<td style="width:131px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:176px;">Teflon based lubricant - Aerosol</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="181" rowspan="5" style="height:181px;width:169px;">Microdrive Springs</td>
			<td rowspan="5" style="width:131px;">Lee Spring</td>
			<td rowspan="5" style="width:143px;">Part # CB0050B 07 E</td>
			<td style="width:176px;">Outside Diameter: 1.016 mm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:176px;">Hole Diameter: 1.193 mm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:176px;">Wire Diameter: 0.127 mm</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:176px;">Free Length 10.160 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:176px;">Solid Length 3.581 mm</td>
		</tr>
		<tr height="59">
			<td height="80" rowspan="2" style="height:80px;width:169px;"><a name="RANGE!A24">Z-poxy 5 Minute</a></td>
			<td rowspan="2" style="width:131px;">Pacer Technology (Zap)</td>
			<td rowspan="2" style="width:143px;">PT37</td>
			<td rowspan="2" style="width:176px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:169px;">&#160;Silver Paint</td>
			<td style="width:131px;">&#160;GC Electronics</td>
			<td style="width:143px;">&#160;Part #: 22-023</td>
			<td style="width:176px;">Silver Print II</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;width:169px;"></td>
			<td rowspan="2" style="width:131px;">Tri-Flow&#160;</td>
			<td align="right" rowspan="2" style="width:143px;">20009</td>
			<td rowspan="2" style="width:176px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="59">
			<td height="100" rowspan="3" style="height:100px;width:169px;">26 Gauge Hypodermic Tube - Stainless Steel</td>
			<td rowspan="3" style="width:131px;">Small Parts&#160;</td>
			<td rowspan="3" style="width:143px;">HTXX-26T-12-10</td>
			<td style="width:176px;">Length: 12&#8217;&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:176px;">ID: .012&#8217;&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:176px;">OD: .018&#8217;&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:169px;">EIB screws</td>
			<td style="width:131px;">Component Supply Co.</td>
			<td style="width:143px;">MX-0090-03SP</td>
			<td style="width:176px;">#00-90 x 3/16&#8217;&#8217;</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:169px;">Fine Scissors - Toughcut</td>
			<td style="width:131px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:143px;">14058-09</td>
			<td style="width:176px;">22mm</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:169px;">Transparency Paper</td>
			<td style="width:131px;">3M</td>
			<td style="width:143px;">PP2500</td>
			<td style="width:176px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:169px;">Aluminum Foil</td>
			<td style="width:131px;">Reynold&#39;s Wrap Heavy Duty</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:176px;">Extra Thick</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design and fabrication of ultralight weight, adjustable multi-electrode probes for electrophysiological recordings in mice

Fare, mus musculus fizyolojik araştırmalar sayısı, mikrodevreli diseksiyon ve hastalık modelleme hedefleyen genetik yöntemlerinde büyüme sürecine paralel, son dalgalanma yaşadı. Optogenetik tanıtımı, örneğin, benzeri görülmemiş bir zamansal çözünürlükte, genetik tanımlanan nöronların yönlü manipülasyonu için izin verdi. Bu araçları yararlanmak ve beyin microcircuits arasındaki dinamik etkileşimleri içgörü kazanmak için, o tek hem baş-sabit ve serbestçe davranmak hazırlıklarında, derin bu küçük kemirgen beyin içindeki nöron topluluklarının kayıt yeteneğine sahip olması önemlidir. Derin yapılar ve farklı hücre tabakalarından kaydetmek için istenen beyin bölgelerine doğru elektrotlar hassas ilerlemesini sağlayan bir hazırlık gerektirir. Nöral topluluklar kaydetmek için, her bir elektrot mahallede bırakarak tek tek hücrelerin çözmek için deneyci sağlayan, bağımsız bir şekilde hareket edebilir olması gereklidiroring elektrotlar rahatsız. Serbestçe davranıyor fare hem yapmak, hafif esnek ve spesifik beyin yapıları hedefleyen için son derece özelleştirilebilir bir elektrot sürücü gerektirir. Ayrı ayrı özelleştirilebilir ve kolay piyasada bulunan parçaları monte edilir microdrive elektrod dizileri tasarımı ve minyatür, ultralight ağırlığı, imal edilmesi için bir tekniği sunulmuştur. Bu cihazlar kolaylıkla ölçeklenebilir ve yapısı hedef alınıyor için özelleştirilmiş olabilir; doğal davranış sırasında serbestçe davranıyor hayvan talamik ve kortikal bölgelerden kaydetmek için başarıyla kullanılmaktadır.

İmplant yapı alt parçasının yapımı geçmeden, 3D baskılı hiper (Şekil 1) tasarımı ile başlayan bir süreç (Şekil 2), koruyucu bir koni (Şekil 3) ve hiper son montaj, gereğidir MicroDrives bireysel inşaat (Şekil 4). Bu adımlar (10 bakınız) elektrotlar ile Microdrives yükleyerek takip edilmektedir. Bu adımı takiben, birden fazla beyin bölgelerinde kaydetmek için bu cihazları kullanmak mümkündür. Şekil 5, örneğin, gösterilen yanal genikulat çekirdeği (LGN&#39;nin) ve hipokamp (HPC) eş zamanlı bir kayıt izleri. Şekil 5B&#39;de gösterilen tek birim stabilitesi birkaç günlük bir süre boyunca tutarlı bir dalga formlarını gösteren dikkat çekicidir. Tarafından gösterildiği üzere, nöronlar, ışık-yayan diyot uyarıya yanıt vermesi ile nöronlar Lgn teyit edilmiştirzamanlı bir histogram Şekil 5C&#39;de (PSTH) peristimulus. Bu aynı hazırlık, HPC yerel alan potansiyel davranış devlet için bir vekil olarak kaydedildi. Bu izler onların hipokampal orjinli davranışsal sakinleştikten sırasında keskin dalga dalgaların (Şekil 5D), gösterdi. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig1highres.jpg" /> Solidworks hipersürücüyü Tasarımı Şekil 1.. Bregmadan -2.7 mm - A / P bir fare beyninin bir koronal bölümünde A. şematik -2.3 koordinatları. Dört ayrı poliimidler (300 um) elektrotlar ile LGN&#39;nin bölgesi (kırmızı) hedefleme gösteren, korteks üstünde çekilir. B. Çizim tasarım gövdesinin. 3D tasarım vücut modeli (iç) 180 ° sonuçları mavi kontur döner. Polyimid yuvaları ve sürücünün C. eklenmesi tasarım vücuda işler. Kırmızı HIGHL DönerBir poliimid yarım yuvasına 13 ° sonuçları B ağirlikli konturları (sol üst). Bir sürücü kolu 15 ° (sağ üst) tarafından B yeşil konturu döner tarafından eklenir. İkinci kolu dairesel desen işlevini (sol alt) kullanılarak eklenir. Aynı işlev 16 Polimid yarım yuvası (sağ alt). D. yeni bir uçak vida deliğinden oluşan microdrive deponun için yeni bir taslak oluşturmak için izin, tasarım (üst) ilave edilir, poliimidleri oluşturmak için kullanılabilir delik ve antitorque demiryolu (alt). E. Bu özellikler kesim ve a&#39;ya fonksiyonlarını kullanarak tasarım içine uygulanan ve 16 prizleri oluşturmak için 360 ° döndürülmüş olacaktır. üst parça kroki (solda) ve 3B model F. Boyutları (sağ ). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51675/51675fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt= &quot;Şekil 2&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 51675 / 51675fig2highres.jpg&quot; /&gt; Hiper taban parçasını hazırlanması Şekil 2.. A. ilk polyimid tüp çift taraflı bant üzerine yerleştirilir. B. sonraki tüpleri tek tek yerleştirilir, tüpler arasındaki boşluk en aza indirmek için dikkat. C. birinci tabaka ortaya koydu sonra , siyanoakrilat yapıştırıcı ince bir tabaka D. tutkal kurutulmadan önce hızlı bir şekilde ilave edilir poliimidler ikinci bir tabaka uygulanır. poliimidler demetinin E. üzerinde iyi bir 26 G kanül optik fiber için bir yer tutucu olarak ilave edilir. K . Tüm yapı, güvenli bir epoksi damlası ile sabitlenir. G., kanülün uzaklaştırılmasından sonra, yapı, bir traş makinesi bıçak ile ortada kesilebilir, iki özdeş alt parça elde edildi. H. görüntüle bitmiş bir kesme yüzeyinde Dört poliimidlerin iki çift satır gösteren alt parça,ve optik fiber için delik. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51675/51675fig2large.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/51675/51675fig3highres.jpg" /> Şekil 3. hipersürücüyü monte edilmesi. A. poliimit matrisli 26 G kanülü kullanılarak tahrik gövdesi içine yerleştirilen ve elektronik arabirim kartına (EIB) ile hizalanır. Epoksi az miktarda için polyimid matris sabitlemek için kullanılan B. Tahrik organı. C. epoksi ikinci uygulama gerekli olabilir, ve bundan sonra fazla epoksi yerleştirilen matris ile tahrik gövdesi D. en görünüşle Dremeled edilmelidir. E 33 G polimid boru küçük bir parça kullanarak, dış kılavuz tüpleri tahrik gövdesinin ilgili yuvalara monte edilmiştir. F </stRong&gt; Tüm dış kılavuz tüpleri tüplerin üzerindeki gerginliği azaltmak için özen, bir raya aktarılması gerektiğini. tüm dış kılavuz tüpleri eşleştirilir sonra G., onlar epoksi ile güvenli ve sadece iç dudak üzerinde kesilmesi gerekir. H. Bir mikro sürücüsü özel bir dahili vida, 5 mm&#39;lik bir yay ve bir üst parçadan oluşan düzeneği monte edilmiş kılavuz tüpleri birine karşılık gelen, bir ray üzerine yerleştirilmelidir. I. Her microdrive düzeneği dikkatli bir sürücü vücuda vidalanmalıdır., J. Montajdan sonra, her kılavuz tüp karşılık gelen bir mikro sürücüsü olmalıdır polimid matris L K. Alttan görünüm -.. M. Poliimid tüpleri (0.005 &#39;), her bir dış kılavuz tüp içine sokulur. Bu mikro sürücüsü tekabül ediyor N. her bir iç kılavuz tüpü çatal içine rahatça uyması gerekir. O., iç borular polimid mukabil mikro sürücüsü epoksi ile tutturulur vemümkün olduğu kadar kısa kesilmiş. Tüm iç kılavuz tüpleri epoxied sonra, polimid-matris çıkıntı yapan, iç kılavuz tüpleri matris ağız ile aynı hizada kesilmelidir. Sürücünün S. Ters makro bakış iç kılavuz boru yükleme sırasında. Sürücünün Q en makro bakış iç kılavuz tüp yükleme sırasında. R. Tam elektrotlar ile yüklenecek hazır ekli AYB ile hyperdrive&#39;ı, monte. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51675/51675fig3large.jpg" target="_blank">bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig4highres.jpg" /> . Şekil 4. koruyucu koni hazırlanması A. Koni şablon şeffaflık kağıda yazdırılmış B -. D. Alüminyum folyodan oluşan bir tabaka epoksi ince bir tabaka kullanılarak şablonun yapıştırılmıştır. E. &lt;<html> / Strong&gt; şablonu kesmek sonra, koni oluşmuş ve epoksi ile birlikte yapıştırılmış. <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/51675/51675fig5highres.jpg" /> Şekil ultralight-ağırlık Hipersürücüyü. Using 5. Çoklu sitesi kayıtları. Hiper implante. Iki tek ünitenin B. Örneklerle serbestçe davranmak fare görüntü bu fare kayıtları dalga formlarını. C. Sol, elektrotların bazı düşürülmüştür yanal genikulate çekirdeğini vurgulayarak fare beyninin, koronal bölümü. Sağ, örneğin görsel uyarı (sarı bar) hizalanmış iki LGN&#39;nin nöronların zaman histogramlarını (PSTHs) peristimulus. D. Sağ, elektrotların başka bir set düşürülmüştür hipokampus (HPC), vurgulama koronal kesit. Doğru, hipokampal dalgalanma (kırmızı vurgulamak) yerel alan potansiyeli kaydı örneği. nt &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; her zaman &quot;&gt; <img alt="Şekil 6," src="/files/ftp_upload/51675/51675fig6highres.jpg" /> Sürücü bileşenleri Şekil 6. bakış. (Sol) Hipersürücü bileşenlerinin kapsamlı bakış. Bireysel microdrive montaj na (Sağ) İllüstrasyon.

Watch this Scientific Journal Video about Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice at JoVE.com

Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice

Understanding the neural substrates of behavior requires brain circuit ensemble recording. Because of its genetic tractability, the mouse offers a model for circuit dissection and disease mimicry. Here, a method of designing and fabricating miniaturized probes is described that is suitable for targeting deep brain structure in the mouse.

Farelerde Elektrofizyolojik Recordings Tasarım ve Ultralight Ağırlık Fabrikasyon, Ayarlanabilir Çoklu elektrot Probları

The number of physiological investigations in the mouse, mus musculus, has experienced a recent surge, paralleling the growth in methods of genetic ...

design-fabrication-ultralight-weight-adjustable-multi-electrode

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

17.6K Görüntüleme.  New York University Langone Medical Center. Understanding the neural substrates of behavior requires brain circuit ensemble recording. Because of its genetic tractability, the mouse offers a model for circuit dissection and disease mimicry. Here, a method of designing and fabricating miniaturized probes is described that is suitable for targeting deep brain structure in the mouse.

Video: Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice

Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster

When startled adult D. melanogaster react by jumping into the air and flying away. In many invertebrate species, including D. melanogaster, the "escape" (or "startle") response during the adult stage is mediated by the multi-component neuronal circuit called the Giant Fiber System (GFS). The comparative large size of the neurons, their distinctive morphology and simple connectivity make the GFS an attractive model system for studying neuronal circuitry. The GFS pathway is composed of two bilaterally symmetrical Giant Fiber (GF) interneurons whose axons descend from the brain along the midline into the thoracic ganglion via the cervical connective. In the mesothoracic neuromere (T2) of the ventral ganglia the GFs form electro-chemical synapses with 1) the large medial dendrite of the ipsilateral motorneuron (TTMn) which drives the tergotrochanteral muscle (TTM), the main extensor for the mesothoracic femur/leg, and 2) the contralateral peripherally synapsing interneuron (PSI) which in turn forms chemical (cholinergic) synapses with the motorneurons (DLMns) of the dorsal longitudinal muscles (DLMs), the wing depressors. The neuronal pathway(s) to the dorsovental muscles (DVMs), the wing elevators, has not yet been worked out (the DLMs and DVMs are known jointly as indirect flight muscles - they are not attached directly to the wings, but rather move the wings indirectly by distorting the nearby thoracic cuticle) (King and Wyman, 1980; Allen et al., 2006). The di-synaptic activation of the DLMs (via PSI) causes a small but important delay in the timing of the contraction of these muscles relative to the monosynaptic activation of TTM (~0.5 ms) allowing the TTMs to first extend the femur and propel the fly off the ground. The TTMs simultaneously stretch-activate the DLMs which in turn mutually stretch-activate the DVMs for the duration of the flight. The GF pathway can be activated either indirectly by applying a sensory (e.g."air-puff" or "lights-off") stimulus, or directly by a supra-threshold electrical stimulus to the brain (described here). In both cases, an action potential reaches the TTMs and DLMs solely via the GFs, PSIs, and TTM/DLM motoneurons, although the TTMns and DLMns do have other, as yet unidentified, sensory inputs. Measuring "latency response" (the time between the stimulation and muscle depolarization) and the "following to high frequency stimulation" (the number of successful responses to a certain number of high frequency stimuli) provides a way to reproducibly and quantitatively assess the functional status of the GFS components, including both central synapses (GF-TTMn, GF-PSI, PSI-DLMn) and the chemical (glutamatergic) neuromuscular junctions (TTMn-TTM and DLMn-DLM). It has been used to identify genes involved in central synapse formation and to assess CNS function.

Electrophysiological Recordings from the Giant Fiber Pathway of D. melanogaster

The Giant Fiber System is a simple neuronal circuit of adult Drosophila melanogaster containing the largest neurons in the fly. We describe the protocol for monitoring synaptic transmission through this pathway by recording post synaptic potentials in dorsal longitudinal (DLM) and tergotrochanteral (TTM) muscles following direct stimulation of the Giant Fiber interneurons.

Dev Fiber Pathway Elektrofizyolojik Kayıtlar D. melanogaster</em

When startled adult D. melanogaster react by jumping into the air and flying away. In many invertebrate species, including D. melanogaster, the "escape" ...

Nörobilim

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output. During development, this activity is important for the migration and differentiation of cortex cell types and the formation of neuronal connections1. In the mature animal, ongoing activity reflects the past and the present state of an animal into which sensory stimuli are seamlessly integrated to compute future actions. Thus, a clear understanding of the organization of ongoing i.e. spontaneous activity is a prerequisite to understand cortex function. 
Numerous recording techniques revealed that ongoing activity in cortex is comprised of many neurons whose individual activities transiently sum to larger events that can be detected in the local field potential (LFP) with extracellular microelectrodes, or in the electroencephalogram (EEG), the magnetoencephalogram (MEG), and the BOLD signal from functional magnetic resonance imaging (fMRI). The LFP is currently the method of choice when studying neuronal population activity with high temporal and spatial resolution at the mesoscopic scale (several thousands of neurons). At the extracellular microelectrode, locally synchronized activities of spatially neighbored neurons result in rapid deflections in the LFP up to several hundreds of microvolts. When using an array of microelectrodes, the organizations of such deflections can be conveniently monitored in space and time. 
Neuronal avalanches describe the scale-invariant spatiotemporal organization of ongoing neuronal activity in the brain2,3. They are specific to the superficial layers of cortex as established in vitro4,5, in vivo in the anesthetized rat 6, and in the awake monkey7. Importantly, both theoretical and empirical studies2,8-10 suggest that neuronal avalanches indicate an exquisitely balanced critical state dynamics of cortex that optimizes information transfer and information processing.
In order to study the mechanisms of neuronal avalanche development, maintenance, and regulation, in vitro preparations are highly beneficial, as they allow for stable recordings of avalanche activity under precisely controlled conditions. The current protocol describes how to study neuronal avalanches in vitro by taking advantage of superficial layer development in organotypic cortex cultures, i.e. slice cultures, grown on planar, integrated microelectrode arrays (MEA; see also 11-14).

A robust way to study neuronal avalanches, i.e. scale-invariant spatio-temporal activity bursts, indicative of critical state dynamics in cortex. Avalanches emerge spontaneously in developing superficial layers of cultured cortex which allows for long-term measurements of the activity with planar integrated multi-electrode arrays (MEA) under precisely controlled conditions.

Organotipik Kültürleri nöronal Çığ Çok elektrot Dizi Kayıtlar

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals

The ability to chronically record from populations of neurons in freely behaving animals has proven an invaluable tool for dissecting the function of neural circuits underlying a variety of natural behaviors, including navigation1 , decision making 2,3, and the generation of complex motor sequences4,5,6. Advances in precision machining has allowed for the fabrication of light-weight devices suitable for chronic recordings in small animals, such as mice and songbirds. The ability to adjust the electrode position with small remotely controlled motors has further increased the recording yield in various behavioral contexts by reducing animal handling.6,7
 Here we describe a protocol to build an ultra-light motorized microdrive for long-term chronic recordings in small animals. Our design evolved from an earlier published version7, and has been adapted for ease-of use and cost-effectiveness to be more practical and accessible to a wide array of researchers. This proven design 8,9,10,11 allows for fine, remote positioning of electrodes over a range of ~ 5 mm and weighs less than 750 mg when fully assembled. We present the complete protocol for how to build and assemble these drives, including 3D CAD drawings for all custom microdrive components.

The design, fabrication and assembly of an ultra-light motorized microdrive is described. The device provides a cost-effective and easy-to-use solution for chronic recordings of single units in small behaving animals.

Küçük Hayvanlar Kronik Sinir Kayıtlar için Ultra-hafif Motorlu Microdrive Tasarımı ve Montajı

The ability to chronically record from populations of neurons in freely behaving animals has proven an invaluable tool for dissecting the function of ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs through activation of their ion channels and neurotransmitter receptors, and process information in part through activity-dependent release of gliotransmitters. Furthermore, astrocytes constitute the main uptake system for glutamate, contribute to potassium spatial buffering, as well as to GABA clearance. These cells therefore constantly monitor synaptic activity, and are thereby sensitive indicators for alterations in synaptically-released glutamate, GABA and extracellular potassium levels. Additionally, alterations in astroglial uptake activity or buffering capacity can have severe effects on neuronal functions, and might be overlooked when characterizing physiopathological situations or knockout mice. Dual recording of neuronal and astroglial activities is therefore an important method to study alterations in synaptic strength associated to concomitant changes in astroglial uptake and buffering capacities. Here we describe how to prepare hippocampal slices, how to identify stratum radiatum astrocytes, and how to record simultaneously neuronal and astroglial electrophysiological responses. Furthermore, we describe how to isolate pharmacologically the synaptically-evoked astroglial currents.

The preparation of acute brain slices from isolated hippocampi, as well as the simultaneous electrophysiological recordings of astrocytes and neurons in stratum radiatum during stimulation of schaffer collaterals is described. The pharmacological isolation of astroglial potassium and glutamate transporter currents is demonstrated.

Akut Hipokampal Dilimler içinde Synaptically-uyarılmış astroglial ve Nöronal Cevaplarının İkili Elektrofizyolojik Kayıtlar

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

A Computer-assisted Multi-electrode Patch-clamp System

The patch-clamp technique is today the most well-established method for recording electrical activity from individual neurons or their subcellular compartments. Nevertheless, achieving stable recordings, even from individual cells, remains a time-consuming procedure of considerable complexity. Automation of many steps in conjunction with efficient information display can greatly assist experimentalists in performing a larger number of recordings with greater reliability and in less time. In order to achieve large-scale recordings we concluded the most efficient approach is not to fully automatize the process but to simplify the experimental steps and reduce the chances of human error while efficiently incorporating the experimenter's experience and visual feedback. With these goals in mind we developed a computer-assisted system which centralizes all the controls necessary for a multi-electrode patch-clamp experiment in a single interface, a commercially available wireless gamepad, while displaying experiment related information and guidance cues on the computer screen. Here we describe the different components of the system which allowed us to reduce the time required for achieving the recording configuration and substantially increase the chances of successfully recording large numbers of neurons simultaneously.

Multi-electrode patch-clamp recordings constitute a complex task. Here we show how, by automating of many of the experimental steps, it is possible to accelerate the process leading to qualitative improvement in performance and number of recordings.

Bilgisayar destekli Çoklu elektrot Patch-kelepçe Sistemi

The patch-clamp technique is today the most  well-established method for recording electrical activity from individual  neurons or their subcellular ...

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the stimulation parameters (e.g., orientation, field strength, and stimulation duration) need to be examined in mice brain slice preparations. Testing and arranging the orientation of the electrode relative to the position of the mice brain slice are feasible. The present method preserves the thalamocingulate pathway to evaluate the effect of DCS on anterior cingulate cortex seizure-like activities. The results of the multichannel array recordings indicated that cathodal DCS significantly decreased the amplitude of the stimulation-evoked responses and duration of 4-aminopyridine and bicuculline-induced seizure-like activity. This study also found that cathodal DCS applications at 15 min caused long-term depression in the thalamocingulate pathway. The present study investigates the effects of DCS on thalamocingulate synaptic plasticity and acute seizure-like activities. The current procedure can test the optimal stimulation parameters including orientation, field strength, and stimulation duration in an in vitro mouse model. Also, the method can evaluate the effects of DCS on cortical seizure-like activities at both the cellular and network levels.

Studies have shown that cathodal transcranial direct-current stimulation can produce suppressive effects on drug-resistant seizures. In this study, an in vitro experimental setup was devised in which the direct-current stimulation and multielectrode array recording of seizure-like activity were evaluated in mice brain slice preparation. The direct-current stimulation parameters were evaluated.

Fare Beyin Dilim Hazırlık içinde nöbet benzeri Faaliyet doğrudan akım Stimülasyon ve Multi-elektrot Dizi Kaydı

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

A Visual Guide to Sorting Electrophysiological Recordings Using 'SpikeSorter'

Few stand-alone software applications are available for sorting spikes from recordings made with multi-electrode arrays. Ideally, an application should be user friendly with a graphical user interface, able to read data files in a variety of formats, and provide users with a flexible set of tools giving them the ability to detect and sort extracellular voltage waveforms from different units with some degree of reliability. Previously published spike sorting methods are now available in a software program, SpikeSorter, intended to provide electrophysiologists with a complete set of tools for sorting, starting from raw recorded data file and ending with the export of sorted spikes times. Procedures are automated to the extent this is currently possible. The article explains and illustrates the use of the program. A representative data file is opened, extracellular traces are filtered, events are detected and then clustered. A number of problems that commonly occur during sorting are illustrated, including the artefactual over-splitting of units due to the tendency of some units to fire spikes in pairs where the second spike is significantly smaller than the first, and over-splitting caused by slow variation in spike height over time encountered in some units. The accuracy of SpikeSorter's performance has been tested with surrogate ground truth data and found to be comparable to that of other algorithms in current development.

The article shows how to use the program SpikeSorter to detect and sort spikes in extracellular recordings made with multi-electrode arrays.

&#39;SpikeSorter&#39; kullanma Elektrofizyolojik Recordings Sıralama A Görsel Kılavuzu

Few stand-alone software applications are available for sorting spikes from recordings made with multi-electrode arrays. Ideally, an application should be ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings for Electrophysiological Determination of Ion Selectivity in Channelrhodopsins

Over the past decade, channelrhodopsins became indispensable in neuroscientific research where they are used as tools to non-invasively manipulate electrical processes in target cells. In this context, ion selectivity of a channelrhodopsin is of particular importance. This article describes the investigation of chloride selectivity for a recently identified anion-conducting channelrhodopsin of Proteomonas sulcata via electrophysiological patch-clamp recordings on HEK293 cells. The experimental procedure for measuring light-gated photocurrents demands a fast switchable &#8211; ideally monochromatic &#8211; light source coupled into the microscope of an otherwise conventional patch-clamp setup. Preparative procedures prior to the experiment are outlined involving preparation of buffered solutions, considerations on liquid junction potentials, seeding and transfection of cells, and pulling of patch pipettes. The actual recording of current-voltage relations to determine the reversal potentials for different chloride concentrations takes place 24 h to 48 h after transfection. Finally, electrophysiological data are analyzed with respect to theoretical considerations of chloride conduction.

This article describes how the ion selectivity of channelrhodopsin is determined with electrophysiological whole-cell patch-clamp recordings using HEK293 cells. Here, the experimental procedure for investigating chloride selectivity of an anion-selective channelrhodopsin is demonstrated. However, the procedure is transferable to other channelrhodopsins of distinct selectivity.

Channelrhodopsins&#39;teki İyon Seçiciliğinin Elektrofizyolojik Olarak Belirlenmesi için Tam Hücreli Yama Kelepçesi Kayıtları

Over the past decade, channelrhodopsins became indispensable in neuroscientific research where they are used as tools to non-invasively manipulate ...

Zebrafish In Situ Spinal Cord Preparation for Electrophysiological Recordings from Spinal Sensory and Motor Neurons

Zebrafish, first introduced as a developmental model, have gained popularity in many other fields. The ease of rearing large numbers of rapidly developing organisms, combined with the embryonic optical clarity, served as initial compelling attributes of this model. Over the past two decades, the success of this model has been further propelled by its amenability to large-scale mutagenesis screens and by the ease of transgenesis. More recently, gene-editing approaches have extended the power of the model.
For neurodevelopmental studies, the zebrafish embryo and larva provide a model to which multiple methods can be applied. Here, we focus on methods that allow the study of an essential property of neurons, electrical excitability. Our preparation for the electrophysiological study of zebrafish spinal neurons involves the use of veterinarian suture glue to secure the preparation to a recording chamber. Alternative methods for recording from zebrafish embryos and larvae involve the attachment of the preparation to the chamber using a fine tungsten pin1,2,3,4,5. A tungsten pin is most often used to mount the preparation in a lateral orientation, although it has been used to mount larvae dorsal-side up4. The suture glue has been used to mount embryos and larvae in both orientations. Using the glue, a minimal dissection can be performed, allowing access to spinal neurons without the use of an enzymatic treatment, thereby avoiding any resultant damage. However, for larvae, it is necessary to apply a brief enzyme treatment to remove the muscle tissue surrounding the spinal cord. The methods described here have been used to study the intrinsic electrical properties of motor neurons, interneurons, and sensory neurons at several developmental stages6,7,8,9.

Zebrafish In Situ Spinal Cord Preparation for Electrophysiological Recordings from Spinal Sensory and Motor Neurons

This manuscript describes methods for electrophysiological recordings from spinal neurons of zebrafish embryos and larvae. The preparation maintains neurons in situ and often involves minimum dissection. These methods allow for the electrophysiological study of a variety of spinal neurons, from the initial electrical excitability acquisition through the early larval stages.

Zebra balığı<em&gt; Situ</em&gt; Omurilik Omurilik duyusal ve motor nöronlar gelen Elektrofizyolojik Recordings Hazırlık

Zebrafish, first introduced as a developmental model, have gained popularity in many other fields. The ease of rearing large numbers of rapidly developing ...

Electrophysiological Method for Whole-cell Voltage Clamp Recordings from Drosophila Photoreceptors

Whole-cell voltage clamp recordings from Drosophila melanogaster photoreceptors have revolutionized the field of invertebrate visual transduction, enabling the use of D. melanogaster molecular genetics to study inositol-lipid signaling and Transient Receptor Potential (TRP) channels at the single-molecule level. A handful of labs have mastered this powerful technique, which enables the analysis of the physiological responses to light under highly controlled conditions. This technique allows control over the intracellular and extracellular media; the membrane voltage; and the fast application of pharmacological compounds, such as a variety of ionic or pH indicators, to the intra- and extracellular media. With an exceptionally high signal-to-noise ratio, this method enables the measurement of dark spontaneous and light-induced unitary currents (i.e.&#160;spontaneous and quantum bumps) and macroscopic Light-induced Currents (LIC) from single D. melanogaster photoreceptors. This protocol outlines, in great detail, all the key steps necessary to perform this technique, which includes both electrophysiological and optical recordings. The fly retina dissection procedure for the attainment of intact and viable ex vivo isolated ommatidia in the bath chamber is described. The equipment needed to perform whole-cell and fluorescence imaging measurements are also detailed. Finally, the pitfalls in using this delicate preparation during extended experiments are explained.

Electrophysiological Method for Whole-cell Voltage Clamp Recordings from Drosophila Photoreceptors

Whole-cell recordings from Drosophila melanogaster photoreceptors enable the measurement of spontaneous dark bumps, quantum bumps, macroscopic responses to light, and current-voltage relationships under various conditions. In combination with D. melanogaster genetic manipulation tools, this method enables the study of the ubiquitous inositol-lipid signaling pathway and its target, the TRP channel.