2022年3月14日
本方案描述了用于记录局部场电位的定制微电极阵列的构建方法 体内 同时从多个脑结构中记录。
研究人员通常需要同时记录多个脑区的局部场电位。我们设计的简易微电极可同时记录不同深度的多个脑区的局部场电位。市面上的商用微电极往往缺乏灵活性,无法实现对多个脑区的同时记录。
我们的微电极设计可轻松修改构造以适应任何所需的结构。首先取一根直径为50微米的Dianal涂层镍铬丝。将该导线的一端用胶带固定在平台背面,并将导线在平台上最近的旋钮上缠绕三圈。
将金属丝绕到最远的第二个旋钮上,使两个旋钮之间形成两个环。再将金属丝在第一个旋钮上缠绕三圈,以固定金属丝,并用胶带将末端粘贴在平台背面。将张力杆置于金属丝下方,并用胶带将其缠绕固定。
使用显微镜和精细镊子,在导线之间制造一个3毫米的间隙,以制备皮层-腹外侧丘脑核微电极,或制造一个4.5毫米的间隙,以制备纹状体-核微电极。若显微镜使用了放大倍数,需计算并校正放大倍数与导线间实际距离之间的差异。裁剪四块厚度为0.5毫米、宽度约6毫米、高度3毫米的塑料小片。
在塑料上涂抹胶水。将塑料片放置在距离金属丝中心约一厘米的位置,该位置距离张力杆一厘米。用棉签去除多余的胶水。
胶水干燥后,使用精细剪刀剪断导线。使用市售试剂盒切割四根七毫米长的玻璃管,并将电极导线插入玻璃管中。在玻璃管底部涂抹胶水,将其固定到塑料基座上。
等待胶水干燥后,使用手术刀切割玻璃管和导线。使用瞬干胶按目标区域的预定顺序将塑料部件粘合在一起。在塑料部件周围涂抹环氧树脂,以将电极固定为一体。
取一根粗金属丝,在一端弯成环状,将金属丝环浸入环氧树脂溶液中,然后将其放置在塑料片上,确保粗金属丝平躺,以便作为手柄使用。将金属丝剪至两厘米长。将多根金属丝归集成束,并用手术刀刮除末端一毫米处的绝缘层。
弯曲皮层电极并分开导线。使用精细镊子,在每根导线的末端制作一个线圈。用止血钳夹住一个10针的接头,用棉签的木端在针脚上涂抹极少量的助焊剂。
使用棉签的木端将助焊剂涂抹到线圈上。将线圈焊接到10针耳机插头上。干燥耳机以防止引脚之间发生短路。
取一根直径约为 0.05 至 0.008 英寸的细导线作为参比电极和接地电极导线,剥去一端的塑料绝缘层。在导线的另一端制作一个环形结构。将参比电极和接地电极导线的裸露端分别焊接到对应的引脚上。
手持粗导线,将颅骨成形术水泥涂抹在微电极周围,尤其是在导线与插针连接处。注意避免水泥接触到电极的实际末端。待水泥干燥后,在玻璃管底部、纹状体微电极导线以及整个电极周围涂上环氧树脂。
避免用手接触涂有环氧树脂的电极末端。局部场电位记录来自右侧前运动皮层、左侧丘脑腹外侧核(VL)、纹状体和黑质网状部(SNR)。癫痫发作的起始定义为电压轨迹出现至少两倍于基线的偏转。
功率谱图显示了记录的局部电位信号的频率分布。可在不同结构之间以毫秒级精度比较癫痫发作的起始潜伏期。在记录结束时施加一个电流脉冲,以标记并确认形成损伤的电极尖端位置。
如果为不同的脑区构建微电极,请务必根据目标脑区的立体定位坐标调整导线之间的间距。将深部结构电极插入玻璃管中,并调节微电极的长度。然后按所需顺序安装塑料部件。
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本研究介绍了一种构建定制微电极阵列的方案,该阵列能够同时在体内记录多个脑区的局部场电位(LFPs)。与商业化的微电极相比,该方法具有更高的灵活性,可实现不同深度的同步记录。
在神经药理学发现过程中,对多个脑区进行局部场电位(LFPs)的同步活体记录对于机制性风险评估和靶点验证至关重要。可定制的微电极阵列能够实现精确的多脑区电生理数据采集,有助于提高早期中枢神经系统(CNS)研发管线决策的预测可信度。这种灵活的方法克服了商用阵列的局限性,增强了从发现阶段到临床前研究的转化连续性。
这种可定制的微电极方法贯穿早期发现到临床前验证阶段,能够实现无缝的假设检验和数据连续性。