A drivable optrode for use in chronic electrophysiology and optogenetic experiments.
A drivable optrode for use in chronic electrophysiology and optogenetic experiments.
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DOI：
10.1016/j.jneumeth.2020.108979
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发表时间：
2021-01-15
影响因子：
3
通讯作者：
Samuelsen, Chad L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Stocke, Sanaya K.;Samuelsen, Chad L.
将光遗传学工具与行为电生理学相结合是研究行为背后的神经机制的有力方法。在慢性长期电生理实验期间确保可行记录的传统方法是使用可驱动电极。然而，对于可驱动的光极存在很少的选择。在这里，我们描述了一个经济的可驱动的光极的设计和建设的慢性实验行为啮齿动物，它允许同时光刺激和记录不同的神经元群体。我们通过记录清醒行为大鼠在多个记录会话和不同深度的光诱发调制来证明可驱动光极的实用性。利用病毒驱动通道视紫红质-2（ChR 2）在前梨状皮质的表达，可驱动的光极被用来记录一致的光诱发调制的神经活动在味觉皮层光激活的轴突投射从前梨状皮质在行为大鼠。尽管已经开发出了复杂的光极，但许多都很昂贵、不可修改、需要先进的工程技术和/或缺乏驾驶性。可驱动的光极使用相对便宜的材料，不需要机械加工部件，并且可以用大多数实验室中可用的工具制造。此外，它可以很容易地修改，以适应不同的实验参数。总之，我们认为，具有成本效益和相对简单的准备设计使这种可驱动的光极成为研究人员使用光遗传学和电生理学工具研究网络和电路功能的实用选择。
Combining optogenetic tools with behaving electrophysiology is a powerful approach for investigating the neural mechanisms underlying behavior. A traditional approach to ensure viable recordings during chronic long-term electrophysiological experiments is the use of drivable electrodes. However, few options exist for drivable optrodes. Here, we describe the design and construction of an economical drivable optrode for chronic experiments in behaving rodents, which allows for the simultaneous photo-stimulation and recording of distinct neuronal populations. We demonstrate the utility of the drivable optrode by recording light-evoked modulation in awake behaving rats over multiple recording sessions and across different depths. Using a virus to drive expression of channelrhodopsin-2 (ChR2) in the anterior piriform cortex, the drivable optrode was used to record consistent light-evoked modulation of neural activity in the gustatory cortex during photo-activation of the axonal projections from anterior piriform cortex in behaving rats. Although sophisticated optrodes have been developed, many are expensive, unmodifiable, require advanced engineering techniques, and/or lack drivability. The drivable optrode uses relatively inexpensive materials, requires no machined parts, and can be fabricated with tools available in most labs. In addition, it can be easily modified to accommodate different experimental parameters. In summary, we believe that the cost-effective and relatively simple-to-prepare design makes this drivable optrode a practical option for researchers using optogenetic and electrophysiological tools to investigate network and circuit function.
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Boyden ES