HJ
Hannah Joo
Author with expertise in Neural Interface Technology
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
5
(40% Open Access)
Cited by:
281
h-index:
10
/
i10-index:
10
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Dorsal and ventral hippocampus engage opposing networks in the nucleus accumbens

Marielena Sosa et al.Apr 23, 2019
Memories of positive experiences require the brain to link places, events, and reward outcomes. Neural processing underlying the association of spatial experiences with reward is thought to depend on interactions between the hippocampus and the nucleus accumbens (NAc)1-9. Hippocampal projections to the NAc arise from both the ventral hippocampus (vH) and the dorsal hippocampus (dH)6-12, and studies using optogenetic interventions have demonstrated that either vH5,6 or dH7 input to the NAc can support behaviors dependent on spatial-reward associations. It remains unclear, however, whether dH, vH, or both coordinate memory processing of spatial-reward information in the hippocampal-NAc circuit under normal conditions. Times of memory reactivation within and outside the hippocampus are marked by hippocampal sharp-wave ripples (SWRs)13-19, discrete events which facilitate investigation of inter-regional information processing. It is unknown whether dH and vH SWRs act in concert or separately to engage NAc neuronal networks, and whether either dH or vH SWRs are preferentially linked to spatial-reward representations. Here we show that dH and vH SWRs occur asynchronously in the awake state and that NAc spatial-reward representations are selectively activated during dH SWRs. We performed simultaneous extracellular recordings in the dH, vH, and NAc of rats learning and performing an appetitive spatial task and during sleep. We found that individual NAc neurons activated during SWRs from one subdivision of the hippocampus were typically suppressed or unmodulated during SWRs from the other. NAc neurons activated during dH versus vH SWRs showed markedly different task-related firing patterns. Only dH SWR-activated neurons were tuned to similarities across spatial paths and past reward, indicating a specialization for the dH-NAc, but not vH-NAc, network in linking reward to discrete spatial paths. These temporally and anatomically separable hippocampal-NAc interactions suggest that dH and vH coordinate opposing channels of mnemonic processing in the NAc.
0

A microfabricated, 3D-sharpened silicon shuttle for insertion of flexible electrode arrays through dura mater into brain

Hannah Joo et al.Apr 26, 2019
Electrode arrays for chronic implantation in the brain are a critical technology in both neuroscience and medicine. Recently, flexible, thin-film polymer electrode arrays have shown promise in facilitating stable, single-unit recordings spanning months in rats. While array flexibility enhances integration with neural tissue, it also requires removal of the dura mater, the tough membrane surrounding the brain, and temporary bracing to penetrate the brain parenchyma. Durotomy increases brain swelling, vascular damage, and surgical time. Insertion using a bracing shuttle results in additional vascular damage and brain compression, which increase with device diameter; while a higher-diameter shuttle will have a higher critical load and more likely penetrate dura, it will damage more brain parenchyma and vasculature. One way to penetrate the intact dura and limit tissue compression without increasing shuttle diameter is to reduce the force required for insertion by sharpening the shuttle tip. We describe a novel design and fabrication process to create silicon insertion shuttles that are sharp in three dimensions and can penetrate rat dura, for faster, easier, and less damaging implantation of polymer arrays. Sharpened profiles are obtained by reflowing patterned photoresist, then transferring its sloped profile to silicon with dry etches. We demonstrate that sharpened shuttles can reliably implant polymer probes through dura to yield high quality single unit and local field potential recordings for at least 95 days. On insertion directly through dura, tissue compression is minimal. This is the first demonstration of a rat dural-penetrating array for chronic recording. This device obviates the need for a durotomy, reducing surgical time and risk of damage to the blood-brain barrier. This is an improvement to state-of-the-art flexible polymer electrode arrays that facilitates their implantation, particularly in multi-site recording experiments. This sharpening process can also be integrated into silicon electrode array fabrication.