Une méthode pour électrochimique systématique et l'évaluation électrophysiologique des neurones électrodes d'enregistrement

L’objectif global de cette procédure est de déterminer de manière fiable la meilleure électrode pour l’enregistrement neuronal aigu. Ceci est accompli en modifiant d’abord les électrodes nues, dans ce cas par dépôt de polymères organiques conducteurs. La deuxième étape consiste à tester les propriétés in vitro des revêtements.

Ensuite, les électrodes sont placées dans un modèle animal de rat pour un enregistrement neuronal aigu. La dernière étape consiste à retester les électrodes in vitro pour déterminer leur biostabilité. En fin de compte, une comparaison de différentes électrodes par une gamme de techniques analytiques, y compris l’électrophysiologie et l’électrochimie, est utilisée pour déterminer les principales propriétés chimiques et physiques des implants neuronaux.

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le développement de nouvelles interfaces cerveau-machine, telles que les propriétés clés des électrodes qui peuvent améliorer le rapport signal-bruit et la stabilité inq/bio. Sime et Morgan m’aideront dans cette procédure. Commencez cette procédure en anesthésiant un rat par injection IP d’uréthane.

Assurez-vous du début de l’anesthésie en testant un réflexe de retrait du pincement de l’orteil. Si l’anesthésie n’est pas suffisante, des doses supplémentaires d’uréthane doivent être administrées. Ensuite, rasez la tête du rat.

Placez-le en position couchée sur une assiette à thème homéologique. Insérez ensuite une sonde rectale pour maintenir la plaque homéothématique à 37,5 degrés Celsius. Ensuite, placez une barre d’oreille dans la position finale approximativement attendue dans le cadre stéréotaxique et ajustez l’animal afin de positionner la barre d’oreille dans l’acoustique acoustique externe.

Alignez ensuite la deuxième barre d’oreille et placez-la dans les mitos acoustiques externes controlatéraux. Après cela, positionnez l’animal de manière à aligner les barres d’oreille avec le porte-dents. Ouvrez la mâchoire de l’animal à l’aide d’une pince à dents de rat.

Accrochez les incisives supérieures sur le porte-dents et fixez le nez en place. Faites ensuite une incision dans la peau de la tête à environ un millimètre à droite de la ligne médiane, et de 10 millimètres rostral à 10 millimètres. Le dorlotage de Lambda rétracte la peau et le muscle latéralement de l’incision.

Pour exposer les os pariétals et interpariétaux, frottez la surface de l’os exposé avec une solution de peroxyde d’hydrogène à 20 % et un tampon de gaze sous le microscope. Percez un trou d’environ trois millimètres carrés dans l’os interpariétal aussi près que possible de Lambda et de la ligne médiane. Rincez le trou avec une solution saline stérile pour enlever tout os, poussière ou fragment qui pourrait endommager l’électrode.

Après cela, disséquez sous la peau du cou avec les ciseaux émoussés. Afin de créer une cavité, enveloppez un fil d’argent, de chlorure d’argent avec du coton et saturez-le de solution saline. Insérez ensuite l’électrode de référence dans la cavité.

Par la suite, faites une incision dans la dure-mère sur le plan sagittal. À l’aide de la pointe d’une aiguille, fixez le porte-électrodes au manipulateur d’électrodes. Ajustez ensuite sa position sur l’ouverture avec un angle de coddle Ros de 19 degrés.

Insérez manuellement l’électrode à environ deux millimètres dans le cerveau vers la colus inférieure. Fixez ensuite le haut-parleur à la barre d’oreille creuse gauche. Assurez-vous que l’amplificateur est allumé.

Après cela, fermez la porte de la chambre d’enregistrement. Diffusez maintenant des rafales de bruit blanc. La vitesse maximale à laquelle les rafales doivent être lancées est d’une rafale toutes les 200 millisecondes.

Dans le même temps, surveillez l’activité de chaque électrode à l’aide du micro-variateur motorisé. Insérez lentement le réseau d’électrodes jusqu’à ce qu’une activité acoustique soit enregistrée sur les trois électrodes les plus distales de chaque tige. Ensuite, effectuez le protocole de stimulation acoustique en utilisant 300 répétitions de rafales de bruit blanc de 50 millisecondes avec un taux de répétition d’une seconde à 70 décibels, et enregistrez l’activité multi-unités à chaque électrode à un taux d’échantillonnage de 24,4 kilohertz.

Insérez lentement le réseau d’électrodes sur 200 microns supplémentaires dans le colliculus inférieur pour positionner chaque électrode à peu près dans la même position que l’électrode plus distale de la position d’enregistrement initiale. Répétez ensuite le protocole de stimulation acoustique et d’enregistrement neuronal. Continuez à insérer le réseau d’électrodes par pas de cent microns et effectuez le protocole de stimulation acoustique et d’enregistrement neuronal jusqu’à ce que toutes les électrodes aient enregistré l’activité acoustique à partir d’au moins trois positions.

Ensuite, rétractez le réseau d’électrodes par pas de 200 microns et continuez à effectuer la stimulation acoustique et le protocole d’enregistrement neuronal jusqu’à ce que la position initiale du réseau d’électrodes soit atteinte. Ensuite, rétractez soigneusement le porte-électrodes manuellement. Dans cette procédure, rincez doucement le réseau d’électrodes avec de l’eau distillée pour éliminer toute contamination.

Connectez ensuite le porte-électrodes à une statistique potentielle. Placez soigneusement le porte-électrodes dans la solution de test et fixez-le en place. Ensuite, connectez le compteur et les électrodes de référence à la statistique de potentiel à l’aide de la statistique de potentiel.

Effectuez une spectroscopie d’impédance électrochimique séquentielle et une télémétrie de vol cyclique sur toutes les électrodes. Un temps de calme d’une seconde est utilisé entre chaque test. Les 32 électrodes sont en contact avec la solution pendant la séance de test complète d’une heure.

Ensuite, retirez le porte-électrodes de la solution de test et rincez-le doucement à l’eau déminéralisée. Placez le porte-électrodes dans une solution de nettoyage enzymatique pendant 24 heures. Répétez ensuite les procédures avant de ranger la sonde dans un récipient de protection sec pour éviter d’endommager et de dégrader la surface de l’électrode.

Cette figure montre l’histogramme du temps péri stimulus mesuré à chaque électrode en moyenne sur 300 répétitions à 70 décibels, bruit blanc à zéro micron et 800 microns de profondeur d’insertion dans le colliculus inférieur. Les électrodes enrobées sont indiquées par un astérisque, et cette figure montre les données d’écoulement mesurées à chaque électrode avec des rafales de bruit blanc de 70 décibels à zéro micron et des profondeurs d’insertion de 800 microns dans le colliculus inférieur. Les électrodes codées sont indiquées par un astérisque.

Le rapport signal/bruit lors de l’insertion et de la rétraction du réseau d’électrodes dans le colliculus inférieur est illustré ici. 70 décibels. Le bruit blanc au niveau de l’électrode non revêtue représentative est indiqué par la ligne pointillée, et l’électrode enrobée de polymère conducteur est indiquée par la ligne continue illustrée ici sont différents niveaux de pression acoustique de 40 à 70 décibels sur un polymère conducteur revêtu suivant ce protocole.

D’autres méthodes, comme la spectroscopie photoélectronique à rayons X et la spectrométrie de masse, peuvent être appliquées pour comprendre les différents types de protéines qui absorbent à la surface d’une électrode et comment les différents matériaux peuvent les affecter.