Micro-sürücü Kronik Array In vivo Kayıt: Tetrode Meclisi

Bu protokolde, uyanık kemirgenlerde kronik in vivo kayıtlar yapmak amacıyla kullanılan dört elektrotludan oluşan Tetros demetlerinin hazırlanmasını ve yerleştirilmesini açıklıyoruz; tetro üretimine başlamak için, mikroelektrot telleri bir şerit halinde kendi üzerine iki kez katlanarak dört paralel telden oluşan bir demet haline getirilir. Bu teller daha sonra birbirine bükülür ve sıcak hava tabancası ile sabitlenir.

Tamamlanan her tero bir saklama kutusuna yerleştirilir. Daha fazla tero üretilirken, her tero, lineer aktüatördeki bir açıklıktan giren ve mikro sürücü dizisinin tabanından çıkan özel bir yol boyunca aşağıya itilir. Tero'nun dört telinin her biri, mikro sürücü dizisinin üst kısmına sabitlenmiş bir çıkış konnektör kartındaki ayrı pinlere bağlanır.

Bir altın elektrokaplama işlemi kullanılarak her bir tero kanalının empedansı düşürülür. Tüm terolar kurulup elektrokaplama işlemi tamamlandıktan sonra, konnektör kartındaki ilgili pinlere iki adet toprakleme kablosu bağlanır ve koruyucu koni topraklandıkten sonra koruma amacıyla mikro sürücü dizisinin çerçevesine sabitlenir. İmplantasyona hazır, tam fonksiyonel Tero mikro sürücü dizileri. Merhaba, ben Pickout Öğrenme ve Bellek Enstitüsü'ndeki Nat Wilson laboratuvarından Dave Nian.

Bugün MIT'de size terosların fabrikasyonu, terosların yüklenmesi ve mikro sürücü rekonstrüksiyonunun son aşamalarının tamamlanması için bir prosedür göstereceğiz. Laboratuvarımızda bu prosedürü, uyanık ve davranış sergileyen bir hayvan hazırlığında, geniş popülasyonlar ve nöronlar arasındaki koordineli nöral aktiviteyi incelemek için kullanıyoruz. Öyleyse başlayalım.

Standart mikro sürücü dizimiz için tero oluşturmak amacıyla, 50 santimetre uzunluğunda izole edilmiş 12 mikron mikrome tel ile başlarız. Teli ikiye katlayın ve tellerin birbirine yapışmasını sağlamak için parmaklarınızı çift boyunca gezdirin. Tel çiftinin tüm uzunluğu boyunca iyi temas ettiğinden emin olun.

İki ucu birlikte tutarak çifti tekrar katlayın. Bir uçta oluşan halkanın bükülmediğinden emin olun. Dört uç hizalı olacak şekilde, halka olmayan uçtaki dört teli kesin.

Bir sonraki adım için modifiye edilmiş bir timsah klipsine, motorlu bir döndürme düzeneğine ve döndürme düzeneğinin üzerinde yer alan yatay bir çubuğa ihtiyacınız olacak. Timsah klipsi, tabanına plastik bir çubuk yapıştırilerek modifiye edilir. Uçlar açığa çıktığında, dört teli modifiye edilmiş timsah klipsi ile birbirine sabitleyin.

Tel halkayı yatay çubuğun üzerine asın. Aligatör klipsi motorlu sahneye yerleştirin. Yaklaşık üç dakika boyunca tel demetine 80 saat yönünde, ardından 40 saat yönünün tersine bükme işlemi uygulayın.

Bu parametreler ihtiyaçlarınıza göre değiştirilebilir. Tero bükme işlemi tamamlandıktan sonra, her bir açı için orta ila düşük akış hızında bir ısı tabancasıyla üç farklı açıdan ısıtarak telleri birbirine kaynatın; işleme tel demetinin ayrıldığı noktanın bir ila iki santimetre altından başlayın. Ardından, ısı tabancasını tellere iki santimetre mesafeden yaklaşık beş saniye boyunca aşağı ve yukarı hareket ettirin.

Yüksek sıcaklıkların yalıtımı tamamen eritebileceği ve kısa devrelere yol açabileceği için dikkatli olun. Teller birbirine kaynadıktan sonra, tero üzerindeki gerilimi azaltmak için timsah klipsini nazikçe kaldırarak teroyu bükme aparatından çıkarın ve teroyu timsah klipsinin yakınından kesin. Diğer uçta, eşit uzunlukta dört adet markasız tel demieti kalacak şekilde döngüyü kesin. Ardından, yumuşak uçlu bir cımbızla telleri nazikçe bükerek üst kısımdaki tekil telleri birbirinden ayırın.

Tero artık mikro sürücü dizisine yüklenmeye hazırdır. 21 ila 25 adet daha Tet yolu hazırlayın ve tero yükleme işleminin gerçekleştirilme zamanı gelene kadar bunları tozsuz bir kutuda saklayın. Henüz oluşturmadıysanız, tam bir mikro sürücü dizisine ihtiyacınız olacaktır.

Tasarım planımızdaki kronik in vivo kayıt mikro sürücü dizisi imalatı için video mikro elektrot sürücü dizisine başvurun. Tero, bir ucundan konnektör donanımına bağlanacak ve mikro sürücüdeki poli mid taşıyıcı tüp boyunca, elektrot uçları mikro sürücü dizisinin tabanının altına uzanacak şekilde ilerleyecektir. Şimdi, bir tero için bu yükleme işlemini göstereceğiz.

Başlamadan önce, bir ucundan konnektör kartına takılabilen ve diğer ucundan bir buz teknesiyle sabitlenebilen sürücü tutucuyu hazırlayın. Bu örnekte sürücü tutucu, bir X exacto bıçak sapının bir ucuna yapıştırılmış bir milax konnektörüdür. Yumuşak uçlu cımbızla tetrodayı tutarak ve bir stereoskop kullanarak, tetrodanın ucunu mikro sürücülerden birinin poly mid taşıyıcı tüpüne itin. Tekil elektrot telleri, sürücü dizisinin üst kısmındaki konnektör kartına yaklaşana kadar Tet road'u tüpün içine itin; telleri kırmamaya veya bükmemeye dikkat edin, aksi takdirde tetroda beyne dik yerine açılı bir şekilde girecek ve tetrodanın bütünlüğü zayıflayacaktır.

Şimdi, dört telin diğer uçlarını yumuşak uçlu pensler kullanarak elektrot arayüz kartındaki ilgili deliklere nazikçe yerleştirin. Telleri bükmekten veya katlamaktan tekrar kaçının. Dört telin tamamı yerleştikten sonra, altın pinleri alt çenesi kısaltılmış bir pense yardımıyla deliklerine itin.

Pinler deliğe itildiğinde, tel yalıtımını soyacak ve daha sonraki referanslar için elektriksel bir bağlantı oluşturacaktır. Mikro sürücüler ile elektrot arayüz kartındaki pin konumları arasındaki eşleşmeyi takip edin. Toplam 18 tetrod yüklemeye devam edin.

Dizide kalan üç mikro sürücü, referans elektrotları yerleştirmek için kullanılacaktır. Her bir referans elektrot, bağlanmamış dört yn'den yalnızca birini kullanan bir tero'dan oluşur. Referans elektrotları takmak için yükleme prosedürünü izleyin, ancak dört elektrottan yalnızca birini konnektör kartındaki ilgili referans elektrot pinine takın.

Çok bölgeli kayıtlar planlıyorsanız, tetro'lardan konnektör kartına giden bağlantıları önceden planlamak faydalı olabilir. Örneğin, tek bir anatomik bölgeyi hedefleyen tetro'ları elektrot arayüz kartı üzerinde bir arada gruplandırın. Bu, deneyler sırasında yanlış tetro'nun ayarlanması olasılığını en aza indirecektir.

Tero yükleme işlemi tamamlandığında, biri hayvan için diğeri ise koruyucu koni için olmak üzere iki adet toprak hattı hazırlayın. Altı inç uzunluğunda yalıtımlı bir çelik tel kesin ve metal cımbız kullanarak telin her iki ucundan üç milimetrelik yalıtımı soyun. Ardından, dört inç uzunluğunda yalıtımlı bir çelik tel kesin.

Bir uçtan üç milimetre ve diğer uçtan bir santimetre yalıtımı soyun. Altı inçlik toprak hattını mikro sürücü dizisinin yan tarafındaki delikten geçirerek arayüz kartına doğru yönlendirin. Açığa çıkan teli, belirlenmiş toprak deliğindeki altın bir pin ile elektrot arayüz kartına bağlayın.

Bu tel hayvan kafatasına bağlanacaktır. Dört inçlik topraklama telini, daha önce takılan topraklama teline paralel olacak şekilde yönlendirin. Soyulmuş üç milimetrelik ucu, belirlenmiş başka bir topraklama deliğindeki altın bir pin kullanarak elektrot arayüz kartına bağlayın.

Bu tel daha sonra, gürültü alımını azaltmak için küçük bir faraday kafesi görevi görecek olan koruyucu bir koniye bağlanacaktır. Tel bağlantılarını tamamladık ve teroslarımızı hassaslaştırma işlemine geçebiliriz. Bu işlemdeki amacımız, tüm terosları hedef beyin yapısının derinliğinden ve örneğimizden biraz daha uzun olacak şekilde kesmektir.

Mikro sürücüler, yetişkin bir sıçanın birçok neokortikal bölgesine ve dorsal hipokampusuna ulaşmak için yeterli olan beş ila altı milimetrelik maksimum bir hareket mesafesi için tasarlanmıştır. İlk olarak, tetrodların aynı anda maksimum düzeyde açığa çıkmasını sağlayacak şekilde tüm mikro sürücüleri indirin. Son kesim için bir çift keskin ince makas kullanarak, tüm tetrodları istenen nihai uzunluktan yaklaşık beş milimetre daha uzun olacak şekilde kesin.

Bir buz teknesi içerisinde bir çift tırtıklı makas hazırlayın; bir sapı hafifçe aşağı eğimli ve tırtıkları yukarı bakacak şekilde sabitleyin, diğer sapı ise serbest bırakın. Mikro sürücüleri yukarı çevirerek tüm Tet yollarını kılavuz kanüllerinin içine tamamen geri çekin. Bir stereoskop kullanarak, bir tero'yu kanülünden tamamen dışarı çıkarın.

Bir cetvel kullanarak tırtıklı makası, kanül kılavuzundan istenen mesafeye yerleştirin. Tero'yu tek ve pürüzsüz bir hareketle yavaşça ve nazikçe kesin. Tero kesildikten sonra, mikro sürücüyü üç ila dört milimetre yukarı çekin.

Tüm terolar kesilene kadar bu işlemi her biri için tekrarlayın. Bu aşamada, altın kaplama için hazırsınız. Altın kaplama.

Roteros, uzun süreli stabil kayıtlar için kritiktir. Korozyonu önler ve biyouyumluğu artırır. Empedans ölçer cihazını, akım jeneratöründe harici modda ve ses çıkışlı DC kontrol modunda kurun.

Akım jeneratörünün iki ucunu her bir tero içindeki altı olası kanal çiftine dokundurun ve çiftler arasında kısa devre olup olmadığını belirlemek için sesli geri bildirimi kullanın. Kanal çiftleri arasındaki bir kısa devre şu şekilde duyulur. Eğer kısa devre varsa, teroyu tırtıklı makasla yeniden kesin ve tekrar test edin.

Sorun devam ederse, Tet yolunu atın ve yenisiyle değiştirin. Tüm mikro sürücüleri aşağı kaydırın ve tüm Tet yollarını mümkün olduğunca dışarı doğru uzatın. Elektrot empedansını kontrol etmek için ekipman konfigürasyonunu değiştirin.

Şimdi tüm teroların uçlarını standart altın kaplama çözeltisi banyosuna daldırın. Altın banyosu, empedans ölçerin negatif ucuna elektriksel olarak bağlanmıştır. Empedans ölçerin pozitif ucunu konnektör kartındaki ilgili pine dokundurarak elektrodun empedansını kontrol edin.

Mikro sürücü dizisindeki her bir telin empedansını ölçün ve kaydedin. Akım jeneratöründeki normal değerler bir ila üç mega ohm arasındadır. Akımı bir ila üç mikroampere ayarlayın.

Ardından güvenli bir şekilde sabitleyin. Empedans ölçerin pozitif ucunu konnektör kartındaki pine takın. Empedans ölçer üzerinden.

Bypass modundayken normal moddan bypass moduna ve tekrar geri hızlıca geçiş yapın. Akım, Tet yolundan ve altın çözeltisinden geçecek ve elektrot ucuna altın kaplanacaktır. Her kaplama turundan sonraki empedans, önceki değerden daha düşük olmalıdır.

Mevcut darbeyi tekrarlayın. Eğer empedans bir mega ohm'un altına düşmediyse; kabul edilebilir empedanslar için güvenli aralık 250 kilo ohm ile 350 kilo ohm arasıdır.

Empedans 200 kilo ohm değerinin altına düşerse, bu durum bir kısa devreye işaret edebilir. Tekrarlanan darbelerden sonra empedans yeterince düşmezse, elektrot ucu tıkanmış olabilir. Tero'yu yeniden kesin, kısa devreleri kontrol edin ve altın kaplama işlemini tekrarlayın.

Yeniden kesme işlemi yardımcı olmazsa, tero'yu değiştirin ve işlemlere baştan başlayın. Tüm tero'ların kaplaması tamamlandıktan sonra, onları etanola batırın ve üç ila beş dakika boyunca kurumaya bırakın. Tero uçları havaya açıkken, akım jeneratörü kullanarak tero'lar içindeki kısa devreleri test edin.

Bir tero'nun iki veya daha fazla elektrodu arasında DC bağlantısı varsa, tero'yu yeniden kesin ve tekrar altınla kaplayın. Tüm tero'ların altın kaplama işlemi tamamlandıktan sonra, tüm tero'ları sürücüye yerleştirin. Her bir mikro sürücünün üst kısmındaki son adım olarak, her bir tero ile ona ait poli tüp arasındaki ara yüze orta kıvamlı siyanoakrilat yapıştırıcıdan bir damla ekleyin.

Bu işlem, tero'nun mikro sürücüye sabitlenmesini sağlayacaktır. Koruyucu koninin amacı, mikro sürücüleri ve açıkta kalan tero telini çevresel etkilerden korumaktır. Ayrıca deney sırasında tutma desteği sağlar ve elektriksel gürültüyü azaltır.

3B yazıcıyla basılmış plastik bir koni kullanıyoruz. Bununla birlikte, koniyi bükülmüş bir soda kutusu parçası gibi diğer malzemelerden yapmak da mümkündür. Plastik koni alınıp iç veya dış yüzeyine bazı alüminyum folyo bantlar sabitlenebilir.

Sürücü dizisi askıdayken, öncelikle 3/16 inç uzunluğunda, 3 1 72 boyutunda 3 vidayı koninin yanlarına yerleştirin ve kısmen döndürün. Koniyi sürücünün üzerine geçirin. Her iki toprak hattının da sürücü dizisinin altından uzandığından emin olun.

Dört inçlik toprak telinin açıkta kalan kısmını 1 72 vidalardan birinin etrafına birkaç kez sarın ve vidayı sıkın. Kalan iki koni vidasını sıkarak koniyi sürücü tabanına sıkıca sabitleyin. Mikro sürücü dizisi üretimi şimdi tamamlanmıştır. Mikro sürücü diziniz, üç referansta 18 teros ile yüklüdür.

Dayanıklılık için koruyucu bir koni ve kapak içine yerleştirilmiştir. Bitmiş sürücü genellikle ortalama 20 ila 25 gram ağırlığındadır.

Tamamlanmış sürücü dizisi, standart cerrahi prosedür kullanılarak implante edilir. Gördüğünüz gibi, sürücü bir ön yükseltici çipine ve sinyali veri toplama donanımına ve yazılımına ileten bir kablo demetine bağlıdır. Size terosların nasıl yapılacağını ve mikro sürücü dizisi kurulum prosedürünün nasıl tamamlanacağını göstermiş olduk.

Bu videoda, teroların nasıl üretileceğini, in vivo kayıt için teroların nasıl yükleneceğini ve koşullandırılacağını gösterdik. Ek olarak, mikro sürücü dizisini zaman içinde dayanıklı hale getirmek için nasıl bir koni ekleneceğini gösterdik. Mikro sürücü dizisinin kurulumunda birçok adım bulunmaktadır, bu nedenle sabırlı olun, elektrotlara karşı nazik davranın ve tüm ara adımların düzgün bir şekilde tamamlandığından emin olun.

İzlediğiniz için teşekkür eder, deneylerinizde başarılar dileriz.