アンドリュー ・ クリップスとレディング大学で生物ユニットに感謝したいと思います。この研究 BBSRC によって資金が供給された (許可番号: BB/K010123/1)。この作業に関連付けられているデータは Y.Z. (ying.zheng@reading.ac.uk) から自由に利用できます。

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著者が明らかに何もありません。

ウィスカー パッド刺激への応答のイソフルラン麻酔下ラットの共局在脳波と LFP 信号の同時記録の実験手順を説明しました。頭蓋骨に穴のバリと提携していた脳波クモ電極の開口部を通って大脳皮質に差し入れて電極は導電性で頭蓋骨に固定し、接着剤脳波は23を貼り付けます。イソフルランの管理に使用する鼻の円錐形は、簡単に、ウィスカー パッドに刺激電極を挿入可能性がありますので、変更されました。
脳波貼り付け貼り付けの追加のアプリケーションを必要とせず実験 1 日を通して優秀な電気伝導度を提供しながら安全に頭蓋骨にクモの電極を基板実装時有効であった。接着剤は非導べ電性頭蓋骨と電極間で実行する場合は、電極のインピー ダンスを増やすことができますと、頭蓋骨にクモ電極の周囲を修正する接着剤の望ましくない使用を交換してください。脳波ペーストには、図形のバリの穴回りにくいし、貧しい脳波の実験中に乾くことができます脳波ゲル上の利点の数があります。
ラットは、ファラデーケージの中に置かれた、環境による電気ノイズが大きく減衰されます。しかし、時々 神経信号はまだかなり騒々しかった。ほとんどの場合、これは安全に配置し、再調整する必要したがって、参照電極またはより多くの脳波によって引き起こされたペースト。別の一般的な問題は、振幅の誘発 LFP が小さいことでした。電極刺激電極によって活性化される皮質領域の中央に配置されていない可能性があります。再ローカル ニューロンへより多くのダメージの原因、微小電極を挿入する代わりに我々 は通常、LFP の合理的な振幅までウィスカー パッドで刺激電極の位置を調整 (> 3 mV) 観察することができます。
技術の制限の 1 つは、6 mm の直径を持つクモの電極の空間解像度が低いです。これはラットの頭蓋骨のサイズと比較して大きいです。残念ながら、ここで使用されるクモ電極は最小の購入に利用できます。2-4 mm スパイダー電極の直径を削減することが望ましいこと、脳波、脳波の信号と、顆粒とを比較しての空間の特異性をこうして増加 LFP 信号曖昧さの少ない。
プロトコルのいくつかの重要な手順には、特別な注意が必要があります。最初のバリの穴を介して電極の挿入です。硬膜はそのままそれ以外の場合、カーソル位置の精度は重要です。電極の先端に僅かな抵抗は通常電極が正しく配置されていないを意味します。それが発生する必要があります、位置調整、再挿入します。2 番目は、ラットの鼻の円錐形の位置です。イソフルランは円錐形からの脱出としてそれは緩すぎるなりません。それもしないでくださいきつすぎるとラットの鼻の穴を妨げるし、呼吸困難を引き起こすことができます。特別な注意は、脳波の振幅が小さくなっていることを確認するも必要です (通常 5 ~ 10 倍小さい) LFP 最上位チャネル記録より。彼らが類似している場合に直接または間接的な接触電極脳波プローブが来ていることを示すです。間接的な接触は通常時の穴を満たす脳脊髄液 (CSF) を掘削頭蓋骨の。髄液の電気伝導度は通常 100 回頭蓋骨24,25 です。したがって、バリ穴の中の脳脊髄液のレベルが十分に高い場合、それを作ることができますスパイダー電極と接触します。これを避けるためには、超吸収性綿スポンジ吸収槍などとの穴を頻繁掃除必要があります。
バリの穴の効果 (直径 < 2 mm) 脳波に頭蓋骨の穴を囲む記録 ipsi 水平バレル皮質上にドクロをそのままに別のクモの電極配置をする二国間の脳波を比較することによって調べた。図 9 と図 10に示すように有意水準 0.05 で有意に効果が示唆されました。脳波のペーストは、頭蓋骨、電極が貼り付け] を押されたどのようにしっかりと頭蓋の脳波ペーストの空間的な広がりとの接触がいかにうまく、脳波の振幅に影響を与えるその他の要因が含まれます。
また、ここで説明されているプロトコルが、人間の脳波の研究で使用される脳波の頭皮から異なる頭蓋骨脳波記録ことに注意する価値があります。頭皮抵抗やさらに脳波の信号対雑音比を低減する低域通過フィルターのような役割を果たします。
最後に、ERP のダイナミクスと皮質層にわたって誘発 LFP の比較は、体性感覚誘発電位より良い粒状より皮質の顆粒層とではレイヤー LFP を反映するをお勧めします。これは以前仕事6ERP の最初のセグメント (P1) は興奮性シナプス電流発生の顆粒層でその後減少 (流入から生じる戻り現在に関連しているを示すと一致しています。N1) erp に関連する視床皮質への求心性の層 II/III および/またはフィード フォワード信号の到着が遅れて深い皮質層から。結論として、脳波/LFP の同時録音することができます脳波、神経の起源に関する理解を深めるし、皮質層全体の神経信号の面で脳波の数学的モデリングを容易にします。

一般に電極を介して主に記録の LFPs がローカル錐体神経集団1,2,3の同期興奮性と抑制性シナプスの活動の加重の合計を反映しています。,4. 私たちの最近の研究が示した LFP 信号のプロファイルが興奮と抑制の5,6のコンポーネントに分けることができます。ただし、LFP 侵襲で通常量を測定したら、人間の脳のほとんどの研究にもない適しています。
その一方で、脳波は、脳の電気的活動を測定する非侵襲的な手法です。特定の種類、てんかんなどの神経疾患のための診断ツールとして、人間の認知科学的研究の研究ツールとして広く使用されます。その人気にもかかわらず、脳波の主要な制限は、基になる神経信号7,8,9面で正確にその時間プロファイルを解釈することができないです。
ますます、脳波の数学的モデルは、脳機能10、11,12,13,14,15の理解を高めるために開発されています。既存の脳波モデルのほとんどは、フィッティング中、自発脳波データに出力予測モデルの周波数ドメインの特性に基づいて開発されて、非常に少数の脳波モデルは現実的な感覚誘発電位を生成できます。このコンテキストで LFP と脳波の同時録音は脳波のより正確な数学モデルを開発するため重要な洞察力と制約が提供されます。
さらに脳波の神経の起源を探検する同時録音のこの必要性に対処するため麻酔下ラットの大脳皮質脳波とマルチ-層流 LFP 信号を同時に記録する手法を開発しました。セットアップは、以前同時脳波/LFP 研究実施、霊長類16,17に似ています。さらに脳波感覚の不在で二国間 EEG 録音は (すなわちバリの穴、そのまま他の半球の 1 つの半球) を比較することによって、ホールの周りで頭蓋骨に穴のバリの効果を調べた刺激。脳波/LFP の同時録音が行なわれること単にかつ効果的に、頭蓋骨のバリの穴から小さな脳波信号の歪みとを示した。

<table><tbody><tr><td>Female Lister Hood rats</td><td>Charles Rivers</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spider electrode</td><td>Unimed Electrode Supplies Ltd</td><td>SCS24-426</td><td></td></tr><tr><td>EEG paste: Ten20</td><td>Unimed Electrode Supplies Ltd</td><td>10-20-S</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxic holder with dual micromanipulator arms: Dual Manipulator Stereotaxic Frame with 18&amp;deg; Ear Bars</td><td>WPI (World Precision Instruments)</td><td>502603</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>National Vet Services Limited</td><td>50878</td><td></td></tr><tr><td>Hard plastic nose cone: Anasthesia Gas Mask for Rat</td><td>WPI</td><td>502054</td><td></td></tr><tr><td>Small animal isoflurane anaesthetic system</td><td>WPI</td><td>EZ-B800A</td><td></td></tr><tr><td>Thermostatic heating pad: Rat Blanket System 230V</td><td>Harvard Apparatus UK</td><td>50-7221-F</td><td></td></tr><tr><td>Ophthalmic ointment: Optixcare eye lube</td><td>Viovet</td><td>203865</td><td></td></tr><tr><td>Lidocaine Hydrochloride (Injection 2%)</td><td>Larkmead Vets</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Jacquette Scaler #1SSE, 18cm, Hollow</td><td>WPI</td><td>503421</td><td></td></tr><tr><td>Serrated and curved dissecting forceps</td><td>WPI</td><td>15915</td><td></td></tr><tr><td>Braided silk, non-absorbable suture: Mersilk Suture W502H</td><td>National Vet Services Limited</td><td>153746</td><td></td></tr><tr><td>Dental drill: BONE MICRO DRILL SYST 230 VAC</td><td>Harvard Apparatus UK</td><td>72-4860</td><td></td></tr><tr><td>Sterile Saline: Sodium chloride 0.9%</td><td>Animalcare Ltd</td><td>14K26BT</td><td></td></tr><tr><td>Drill bit #4 : Ball Mill, Carbide, #4</td><td>Harvard Apparatus UK</td><td>72-4958</td><td></td></tr><tr><td>Drill bit #4 : Ball Mill, Carbide, #1/4</td><td>Harvard Apparatus UK</td><td>72-4962</td><td></td></tr><tr><td>Faraday cage</td><td>Newport Corporation</td><td>VIS-FDC-3600</td><td></td></tr><tr><td>Vibration isolation workstation: Vision IsoStation</td><td>Newport Corporation</td><td>M-VIS3660-RG4-325A</td><td></td></tr><tr><td>Oximeter Control Unit and sensor: MouseOxPlus, Starr Life Sciences Corp.</td><td>WPI</td><td>O15001</td><td></td></tr><tr><td>Transparent soft nose cone: Microflex Non-Rebreathing Unit with a Rat Nosecone</td><td>WPI</td><td>EZ-103A</td><td></td></tr><tr><td>Stainless steel stimulating electrodes</td><td>PlasticsOne</td><td>E363/1/SPC</td><td></td></tr><tr><td>Isolated current stimulator</td><td>Made in House</td><td></td><td></td></tr><tr><td>16-channel micro-electrode, 100 &amp;mu;m spacing, area of each site 177 &amp;mu;m&lt;sup&gt;2&lt;/sup&gt;</td><td>NeuroNexus</td><td>A1x16-10mm-100-177-A16</td><td></td></tr><tr><td>16-channel acute headstage</td><td>Tucker David Technologies Inc., TDT</td><td>RA16AC-Z</td><td></td></tr><tr><td>Pre-Amplifier: Z-Series 64-Channel Neuro-Digitizing Preamp</td><td>TDT</td><td>PZ5-64</td><td></td></tr><tr><td>Passive signal splitter: 32-Channel Splitter Box for PZ5</td><td>TDT</td><td>S-BOX_PZ5</td><td></td></tr><tr><td>Data acquisition unit: RZ2 BioAmp Processor. Z-Series 4-DSP ultra high performance processor</td><td>TDT</td><td>RZ2-4</td><td></td></tr><tr><td>Software for Neurophysiology: OpenEX</td><td>TDT</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>MathWorks</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Absorption spears</td><td>Fine Sicence Tools</td><td>18105-01</td><td></td></tr></tbody></table>

concurrent recording of co-localized electroencephalography and local field potential in rodent

脳波 (EEG) は非侵襲的手法として普及し、脳の神経活動を記録するため、脳波の神経新生の私達の理解はまだ非常に限られました。マルチ-層流電極を介して記録局所電界電位 (LFPs) は、大脳皮質の異なる皮質層にわたって同時の神経活動の詳細なアカウントを提供できるが侵襲的な手法。前臨床モデルで LFP と脳波の測定値を結合することができます大幅に脳波信号の生成に関与する神経機構の理解を強化し、脳波のより現実的な生物学的に正確な数学的モデルの導出を容易にします。同時と共局在脳波と麻酔の齧歯類でマルチ層流の LFP 信号を取得するための簡単な手順を次に示します。また脳波信号が微小電極の挿入のため頭蓋骨の穴のバリの影響を受けますかどうかを調べた。バリの穴では、脳波のごくわずかな影響が示唆されました。

該当する時系列を取得 4 ラットからのデータを平均しました。誘発脳波応答の振幅として知られている、事象関連電位 (ERP) は LFP のそれより普通大いに小さく。図 6は、それぞれ平均 ERP と顆粒、粒状で LFP とバレル野のではレイヤーを示します。各プロットのエラー バンドは、対応する標準エラーです。ERP が 10 回誘発 LFP より小さい約こと見ることができます。
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig6.jpg"> 図 6: 意味 (n = 4) では LFP、顆粒、粒状、ERP の神経信号します。シャドウは、標準エラーを示します。<a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56447/56447fig6large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
ERP と LFP のダイナミクスの比較は図 7のとおりです。ERP と顆粒図 7Aの LFP の直接の重ね合わせは、振幅の違い神経信号のこれらの 2 つのタイプの順序を示しています。時空間ダイナミクスを比較するには、ERP と LFP はその負のピーク振幅に対して正規化されます。図 7 b 7 Cは、正規化された ERP 重ね書き正規化された顆粒 LFP と正規化された粒状 LFP それぞれを表示します。
それは、P1, N1 向け ERP のピークは顆粒層で LFP の対応するピークより遅れて図 7Bから見ることができます。しかし、これら 2 つの神経信号の一時的なプロファイルは、同様に、P1 と N1 の前します。一方、ERP の一時的なプロファイルは顆粒 (層 IV バレル皮質) の著しく異なる LFP (図 7)。重要なは彼らは ERP から成っていた主に 2 つのピーク逆極性を持つに対し、単一負のピーク (皮質層 IV の主要なシンクを反映して)、によって支配される粒状 LFP と互いのミラー イメージではありません。
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig7.jpg"> 図 7: ERP と LFP のダイナミクスの比較。(A) ERP (実線) 顆粒 LFP (破線) 重ね書き。シャドウは、標準エラーを示します。(B) から構成される正規化された ERP (実線) で、正規化された顆粒 LFP (破線) 重ね書き。(C) から構成される正規化された ERP (実線) で、正規化された粒状 LFP (破線) 重ね書き。<a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56447/56447fig7large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
それに穴のバリ、頭蓋骨にクモ電極を介して ERP 信号を測定しました。穴の脳波に及ぼす影響を調べるためには、別のクモの電極は ipsi 水平バレル皮質上のドクロをそのままに置かれました。脳波ペーストの量を調整することによって 2 つくも電極のインピー ダンスを大きさに匹敵したように注意されました。4 つのラットからのデータ (ない同じラット使用された上記) をご紹介します。
図 8 図 8 aに表示される 100 s データと長方形フレームのデータ同時の休憩状態 1 匹のラットの両方の電極から脳波の録音を示しています (20 s)図 8 bで展開されています。2 つの脳波信号主共変、振幅の類似範囲内。図 9は、周波数軸上線形スケールを使用して一番上の行と下の行より低い周波数範囲の拡大された眺めを提供するために周波数軸の対数スケールの使用 4 ラットの psd ファイルを示します。図 9からがしないよう科目間で psd ファイルで一貫したバイアスであります。これは図 10に示すように、5 つの周波数帯で平均化された psd ファイルの正規化の違いに 1 サンプルの t テストを実行することによって確認されました。これらの周波数の正規化された PSD 違いのどれもはゼロから有意 (p = 0.32、0.46、0.85、0.69、0.97、それぞれ)。
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig8.jpg"> 図 8: 二国間脳波。休眠状態の頭蓋骨 (黒) と (グレー) そのままの頭蓋骨と反対側の半球に同時脳波記録でバリの穴との間に (A) の頭蓋骨脳波(B) 展開は、(A) の長方形フレーム内の波形の表示します。<a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56447/56447fig8large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig9.jpg"> 図 9: コントラ - (青) と ipsi 側 (赤) 脳波パワー スペクトル密度 (PSD).各列には、1 匹のラットの psd ファイルが表示されます。トップのパネルは、最下部のパネルは、可視化することより低い周波数範囲で psd ファイルを許可する対数周波数スケールを使用しながら、直線周波数スケールを使用します。<a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56447/56447fig9large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56447/56447fig10.jpg"> 図 10: グループの分析。コントラ - と 5 つの周波数帯を持つ ipsi 横 PSD の違いを正規化: デルタ、シータ、アルファ、ベータ、ガンマ。各バーは、エラー バーとして表示される標準誤差と周波数帯域内平均正規化の違いを示しています。<a href="//cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56447/56447fig10large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

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Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

このプロトコルでは、共局在脳波 (EEG) や麻酔下のラットにおける潜在的なマルチ-層流のローカル フィールドの同時録音のための簡単な方法について説明します。脳波信号の歪みを生成する微小電極の挿入のため頭蓋骨の穴のバリが表示されます。

共局在脳波および齧歯動物のローカル フィールド電位の同時記録

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

concurrent-recording-co-localized-electroencephalography-local-field

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.2K ビュー.  University of Reading. このプロトコルでは、共局在脳波 (EEG) や麻酔下のラットにおける潜在的なマルチ-層流のローカル フィールドの同時録音のための簡単な方法について説明します。脳波信号の歪みを生成する微小電極の挿入のため頭蓋骨の穴のバリが表示されます。

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Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in which functional MRI data and in vivo intracortical recording can be performed simultaneously. The combination of MRI and electrical recording is technically challenging because the electrodes used for recording distort the MRI images and the MRI acquisition induces noise in the electrical recording. To minimize the mutual interference of the two modalities, glass microelectrodes were used rather than metal and a noise removal algorithm was implemented for the electrophysiology data. In our studies, two microelectrodes were separately implanted in bilateral primary somatosensory cortices (SI) of the rat and fixed in place. One coronal slice covering the electrode tips was selected for functional MRI. Electrode shafts and fixation positions were not included in the image slice to avoid imaging artifacts. The removed scalp was replaced with toothpaste to reduce susceptibility mismatch and prevent Gibbs ringing artifacts in the images. The artifact structure induced in the electrical recordings by the rapidly-switching magnetic fields during image acquisition was characterized by averaging all cycles of scans for each run. The noise structure during imaging was then subtracted from original recordings. The denoised time courses were then used for further analysis in combination with the fMRI data. As an example, the simultaneous acquisition was used to determine the relationship between spontaneous fMRI BOLD signals and band-limited intracortical electrical activity. Simultaneous fMRI and electrophysiological recording in the rodent will provide a platform for many exciting applications in neuroscience in addition to elucidating the relationship between the fMRI BOLD signal and neuronal activity.

We have developed a method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and electrophysiological recording in the rodent brain, providing a platform for the investigation of the relationship between neural activity and the blood oxygenation level dependent (BOLD) MRI signal.

齧歯類の脳における同時fMRIと電気生理学

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

神経科学

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and human studies to investigate the cortical processing of nociceptive information. These laser-evoked brain potentials (LEPs) consist of several transient responses that are time-locked to the onset of laser stimuli. However, the functional properties of the LEP responses are still largely unknown, due to the lack of a sampling technique that can simultaneously record neural activities at the surface of the cortex (i.e., electrocorticogram [ECoG] and scalp electroencephalogram [scalp EEG]) and inside the brain (i.e., local field potential [LFP]). To address this issue, we present here an animal protocol using freely moving rats. This protocol is composed of three main procedures: (1) animal preparation and surgical procedures, (2) a simultaneous recording of ECoG and LFP in response to nociceptive laser stimuli, and (3) data analysis and feature extraction. Specifically, with the help of a 3D-printed protective shell, both ECoG and LFP electrodes implanted on the rat&#39;s skull were securely held together. During data collection, laser pulses were delivered on the rat&#39;s forepaws through gaps in the bottom of the chamber when the animal was in spontaneous stillness. Ongoing white noise was played to avoid the activation of the auditory system by the laser-generated ultrasounds. As a consequence, only nociceptive responses were selectively recorded. Using the standard analytical procedures (e.g., band-pass filtering, epoch extraction, and baseline correction) to extract stimulus-related brain responses, we obtained results showing that LEPs with a high signal-to-noise ratio were simultaneously recorded from ECoG and LFP electrodes. This methodology makes the simultaneous recording of ECoG and LFP activities possible, which provides a bridge of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, thereby facilitating the investigation of nociceptive information processing in the brain.

We developed a technique that simultaneously records both electrocorticography and local field potentials in response to nociceptive laser stimuli from freely moving rats. This technique helps establish a direct relationship of electrocortical signals at the mesoscopic and macroscopic levels, which facilitates the investigation of nociceptive information processing in the brain.

大脳皮質の局所電界電位と自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で Electrocorticograms の同時録音

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

行動学

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls body functions and internal organ rhythms when animals are exposed to emotional challenges and changes in their living environments. In general experiments, signals from different organs, such as the brain and the heart, are recorded by independent recording systems that require multiple recording devices and different procedures for processing the data files. This study describes a new method that can simultaneously monitor electrical biosignals, including tens of local field potentials in multiple brain regions, electrocardiograms that represent the cardiac rhythm, electromyograms that represent awake/sleep-related muscle contraction, and breathing signals, in a freely moving rat. The recording configuration of this method is based on a conventional micro-drive array for cortical local field potential recordings in which tens of electrodes are accommodated, and the signals obtained from these electrodes are integrated into a single electrical board mounted on the animal's head. Here, this recording system was improved so that signals from the peripheral organs are also transferred to an electrical interface board. In a single surgery, electrodes are first separately implanted into the appropriate body parts and the target brain areas. The open ends of all of these electrodes are then soldered to individual channels of the electrical board above the animal's head so that all of the signals can be integrated into the single electrical board. Connecting this board to a recording device allows for the collection of all of the signals into a single device, which reduces experimental costs and simplifies data processing, because all data can be handled in the same data file. This technique will aid the understanding of the neurophysiological correlates of the associations between central and peripheral organs.

This study introduces a method for the simultaneous recording of local field potentials in the brain, electrocardiograms, electromyograms, and breathing signals of a freely moving rat. This technique, which reduces experimental costs and simplifies data analysis, will contribute to the understanding of the interactions between the brain and peripheral organs.

皮質局所電界電位、心電図、筋電図、呼吸リズム自由行動ラットからの同時録音

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed electrical field of a large volume of brain tissue, extracting information about local activity is challenging. Studying neuronal microcircuits, however, requires a reliable distinction between truly local events and volume-conducted signals originating in distant brain areas. Current source density (CSD) analysis offers a solution for this problem by providing information about current sinks and sources in the vicinity of the electrodes. In brain areas with laminar cytoarchitecture such as the hippocampus, one-dimensional CSD can be obtained by estimating the second spatial derivative of the LFP. Here, we describe a method to record multilaminar LFPs using linear silicon probes implanted into the dorsal hippocampus. CSD traces are computed along individual shanks of the probe. This protocol thus describes a procedure to resolve spatially restricted neuronal network oscillations in the hippocampus of freely moving mice.

This protocol describes the recording of local field potentials with multi-shank linear silicon probes. Conversion of the signals using current source density analysis allows the reconstruction of local electrical activity in the mouse hippocampus. With this technique, spatially restricted brain oscillations can be studied in freely moving mice.

行動中マウスの海馬における振動を制限空間録音

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

Evaluation of Hemisphere Lateralization with Bilateral Local Field Potential Recording in Secondary Motor Cortex of Mice

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical areas of mice, which are useful for evaluating possible laterality deficits, as well as for assessing brain connectivity and coupling of neural network activities in rodents. The pathological mechanisms underlying Alzheimer&#39;s disease (AD), a common neurodegenerative disease, remain largely unknown. Altered brain laterality has been demonstrated in aging people, but whether or not abnormal lateralization is one of the early signs of AD has not been determined. To investigate this, we recorded bilateral LFPs in 3-5-month-old AD model mice, APP/PS1, together with littermate wild type (WT) controls. The LFPs of the left and right secondary motor cortex (M2), specifically in the gamma band, were more synchronized in APP/PS1 mice than in WT controls, suggesting a declined hemispheric asymmetry of bilateral M2 in this AD mouse model. Notably, the recording and data analysis processes are flexible and easy to carry out, and can also be applied to other brain pathways when conducting experiments that focus on neuronal circuits.

We present in vivo electrophysiological recording of the local field potential (LFP) in bilateral secondary motor cortex (M2) of mice, which can be applied to evaluate hemisphere lateralization. The study revealed altered levels of synchronization between the left and right M2 in APP/PS1 mice compared to WT controls.

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

This article demonstrates complete, detailed procedures for both in vivo bilateral recording and analysis of local field potential (LFP) in the cortical ...

マウスの運動皮質における細胞外電気生理学的記録

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by correlating the electrophysiological signals with spontaneous and/or specific behavior. This technique represents a valuable tool in studying the neuronal network activity underlying these behaviors. The article provides a detailed and complete procedure for electrode implantation and consequent extracellular recording in free-moving conscious mice. The study includes a detailed method for implanting the microelectrode arrays, capturing the LFP and neuronal spiking signals in the motor cortex (MC) using a multichannel system, and the subsequent offline data analysis. The advantage of multichannel recording in conscious animals is that a greater number of spiking neurons and neuronal subtypes can be obtained and compared, which allows the evaluation of the relationship between a specific behavior and the associated electrophysiological signals. Notably, the multichannel extracellular recording technique and the data analysis procedure described in the present study can be applied to other brain areas when conducting experiments in behaving mice.

著者スポットライト:自由に動くマウスのニューロン活動を研究するためのマルチチャンネル細胞外記録の進歩 

The protocol describes the methodology of extracellular recording in the motor cortex (MC) to reveal extracellular electrophysiological properties in freely moving conscious mice, as well as the data analysis of local field potentials (LFPs) and spikes, which is useful for evaluating the network neural activity underlying behaviors of interest.

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...

認知研究および薬物分析のためのマウス脳におけるLFP記録

Dual Extracellular Recordings in the Mouse Hippocampus and Prefrontal Cortex

The technique of recording local field potentials (LFPs) is an electrophysiological method used to measure the electrical activity of localized neuronal populations. It serves as a crucial tool in cognitive research, particularly in brain regions like the hippocampus and prefrontal cortex. Dual LFP recordings between these areas are of particular interest as they allow the exploration of interregional signal communication. However, methods for performing these recordings are rarely described, and most commercial recording devices are either expensive or lack adaptability to accommodate specific experimental designs. This study presents a comprehensive protocol for performing dual-electrode LFP recordings in the mouse hippocampus and the prefrontal cortex to investigate the effects of antipsychotic drugs and potassium channel modulators on LFP properties in these areas. The technique enables the measurement of LFP properties, including power spectra within each brain region and coherence between the two. Additionally, a low-cost, custom-designed recording device has been developed for these experiments. In summary, this protocol provides a means to record signals with high signal-to-noise ratios in different brain regions, facilitating the investigation of interregional information communication within the brain.

著者スポットライト:マウスにおけるデュアルLFP記録プロトコルを使用した脳信号に対する薬物の影響の研究

This protocol outlines the use of a custom-designed recording device and electrodes to record local field potentials and investigate information flow in the mouse hippocampus and prefrontal cortex.

マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

The technique of recording local field potentials (LFPs) is an electrophysiological method used to measure the electrical activity of localized neuronal ...

共局在脳波および齧歯動物のローカルフィールド電位の同時記録

要約

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齧歯類の脳における同時fMRIと電気生理学

大脳皮質の局所電界電位と自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で Electrocorticograms の同時録音

皮質局所電界電位、心電図、筋電図、呼吸リズム自由行動ラットからの同時録音

行動中マウスの海馬における振動を制限空間録音

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

共局在脳波および齧歯動物のローカル フィールド電位の同時記録

要約

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齧歯類の脳における同時fMRIと電気生理学

大脳皮質の局所電界電位と自由行動ラットから侵害受容のレーザー刺激への応答で Electrocorticograms の同時録音

皮質局所電界電位、心電図、筋電図、呼吸リズム自由行動ラットからの同時録音

行動中マウスの海馬における振動を制限空間録音

マウスの二次運動皮質における二国間局場電位記録による半球横化の評価

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

自由に動くマウスにおけるマルチチャンネル細胞外記録

マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

マウス海馬と前頭前野における二重細胞外記録

共局在脳波および齧歯動物のローカルフィールド電位の同時記録