Kemirgenler davranmak yılında Hareketli Silikon Problar tarafından Nöronlar Büyük ölçekli Kaydı

Merhaba Shane, ben Bija Laboratuvarı'ndan Monty. Bugün size, uyanık ve davranış sergileyen sıçanlarda birim aktivitesinin ve lokal alan potansiyelinin yüksek yoğunluklu elektrofizyolojik kayıtlarını gerçekleştirmek için silikon probların nasıl kullanılacağını göstereceğim. Size küçük bir mikro sürücünün nasıl yapılacağını, bir silikon probun buna nasıl sabitleneceğini ve ardından kronik kayıtlar için probun beyne nasıl implante edileceğini göstereceğim.

Bu işlem oldukça basit olsa da bir dizi adım içermektedir. Öyleyse başlayalım. İşte yıllar boyunca tasarladığımız ve ürettiğimiz, birden fazla tek tel, tetrotlar ve silikon probları hareket ettirmek için kullanılan sıçanlar ve fareler için küçük bir mikro sürücü koleksiyonu.

Silikon problar, sert baskılı devre kartlarına veya esnek poliamid kablolara tutturulabilir. Burada, bu dört şanlı probun bir mikro sürücüye nasıl sabitleneceğini göstereceğiz. Bir sürücüyü hazırlamak için pirinç bir plakaya, 55 ve 65 numara matkap uçlarına, bir kılavuza, tek sıralı pin başlığına, bir 0 0 90 vidaya ve uygun somuna, bir matkap ucu tutucuya ve bir tornavidaya ihtiyacımız vardır.

İlk adım, başlıktan üç pinli bir parça koparmaktır. Orta pini nazikçe çekip çıkarın, 65 boyutundaki bir matkap ucuyla delerek deliği genişletin. Ardından kılavuz kullanarak diş açın.

Pirinç plakadan iki parça kesin. Plakanın kenarlarını Dremel matkapla törpüleyin ve her iki parçanın ortasına 55 boyutunda bir matkap ucuyla delik açın. Pirinç plakalar pinlere temas edecek şekilde sürücü geçici olarak monte edilir; montaj stabil hale gelene kadar vidaları hafifçe sıkın.

Pin uçları dışarı çıkarılır ve ardından pirinç plakalara lehimlenir. Mikro sürücü neredeyse hazırdır. Vidanın çıkıntılı ucu eğelenir ve vidaya lehimlenir. Artık süper hafif bir mikro sürücüye sahibiz.

Saat yönünde çevirmek plastik köprüyü yükseltecektir. Silikon prob, sürücüye iki bileşen aracılığıyla bağlanabilir. İpek koruyucu elastomer ağırlığı.

Bileşenleri 10'a bir oranında karıştırın. Sivrilmiş bir pamuklu aplikatör kullanarak bu koruyucuyu probun üst ucuna uygulayın. 60 °C'ye önceden ısıtılmış bir fırında en az iki saat boyunca kurumaya bırakın.

Kayıt bölgelerinin herhangi bir kalıntıdan arındırılmış olduğundan emin olmak için uçların temizlenmesi gerekir. Dört katlı bir kontaminasyon deterjanı seyreltme çözeltisi hazırlayın. Probu 63 °C'de en az iki saat boyunca deterjan içinde bekletin.

Prob, sürücüye sabitlenmeden önce distile su içerisinde defalarca daldırılarak deterjandan arındırılmalıdır. Her bir kayıt bölgesinin empedansı bir jilet kullanılarak kontrol edilmelidir. İki mikromanipülatör yardımıyla, pürüzlü bir yüzey oluşturmak için köprü üzerine birden fazla kanal açın.

Prob, sürücünün köprüsüne karşı konumlandırılır. Ardından prob, cerrahi işlemden önce tutucu çimento ile köprüye sabitlenir. Referans ve toprak elektrotları hazırlanır.

Yalıtımlı bakır telin bir ucunu yaklaşık bir milimetre boyunca lehimleyin. Bir iğne kullanarak 0 0 90 paslanmaz çelik vidanın başını kazıyın ve bakır teli buraya lehimleyin. Herhangi bir lehimin vidanın kanalına akmadığından dikkatle emin olun.

Bakır ağdan trapez şeklinde parçalar kesin. Bu parçalar, kafa aşamasını korumak için birleştirilecektir. Cerrahi aletler ve hazırlık süreci, birçok küçük hayvan cerrahisinde kullanılanlarla aynıdır.

Lütfen bu videoda gösterilen cerrahi işlemin, uygun görünürlük ve çekim amaçlı olarak yalnızca gösterim amaçlı olduğunu unutmayın. Birçok hazırlık adımı, cerrahi önlem ve ameliyat sonrası prosedür burada gösterilmemiştir. Lütfen kemirgen cerrahisi için uygun kılavuzlara başvurun.

Tüm cerrahi işlem, septik koşullar altında gaz ve anestezi kullanılarak gerçekleştirilir. Midline cilt insizyonunun ardından, cilt ve periostum uzaklaştırılır; kafatası temizlenir ve kurulanır. Lambda ile arasındaki konum ve mesafe ölçülür, böylece kafatası açılmadan önce konumun X ve Y koordinatları belirlenip işaretlenebilir.

Probun implante edilmesi için, hem deliklerin üst kısmına hem de yanlarına kemiğe yarı yolda girecek şekilde birkaç vida yerleştirilir; ayrıca elektrotları yerleştirmek için bunların üzerine delikler hazırlanır. Çoklu vidalar, uzun süreli kronik deneylerde baş aşamasının kafatasına sabitlenmesi için kritiktir. Küçük bir fırça kullanarak, kafatasının tüm yüzeyine meta upon dentin aktivatörü uygulayın.

Ardından salin ile durulayın. Daha sonra, bir zincir course crew'u dikkatlice kapatacak şekilde bir tabaka diş çimentosu uygulanır. Ardından dört bakır kapak, bu kafa tası tutucu çimentoya sabitlenir.

Şimdi cerrahinin en kritik kısmına geldik. Yuvarlak uçlu bir matkap ucu kullanılarak prob implantasyon bölgesinin hazırlanması. Delme işlemi birden fazla aşamada gerçekleştirilir ve kemik sık sık salin ile irige edilir.

Kemik flebi dikkatlice çıkarılır ve döküntülerin temizlenmesi için yüzey irige edilir. İki alet gereklidir. Bir böcek iğnesinden hazırlanan kanca ve keskin bistüri uçları ile flep kaldırılır ve kesilir. Oluşan küçük kanamalar salin irrigasyonu ile giderilebilir.

Ciddi bir kanama meydana gelirse veya neokorteks herhangi bir şekilde zarar görürse, cerrahi işlem sonlandırılmalı ve başka bir hayvan hazırlanmalıdır. Şimdi silikon probu implante ediyoruz. Prob, damarların bulunmadığı bir bölgeye yerleştirilmeli ve hafif kanamaları gidermek için hattın yanına dikkat edilmelidir.

Prob, hedeflenen bölgenin yaklaşık bir milimetre üzerine yerleştirilir. Parafin ve mineral yağdan oluşan sıcak eritilmiş bir karışım uygulanarak bölge kapatılır. Sürücünün alt kısmı, tutucu çimento ile korteks kafatasına sabitlenir.

Probun bağlantı kısmı da benzer şekilde kafatasına sabitlenir. Cerrahinin son ve kritik aşaması, probun ve sürücünün etrafında koruyucu bir silindir oluşturacak şekilde bakır ağ flapların monte edilmesidir. Silindir ayrıca, çevresel gürültüye ve yüklü bıyıkların ürettiği yavaş dalga artefaktlarına karşı elektriksel bir kalkan görevi görür.

Davranış sergileyen hayvanda yükseklik, fazla materyalin kesilip atılmasıyla ayarlanabilir. Referans uçtaki tel, konnektörün uygun pinlerine lehimlenir. Toprak hattı aynı zamanda bakır ağa (copper mesh) lehimlenir.

Bakır ağ kanatçıkları lehimle birleştirilir ve çimento ile güçlendirilir. Cerrahi işlemin sonunda, uygun ameliyat sonrası bakımın ardından baş aşamasının üst kısmı kauçuk eldivenden kesilmiş bir parça ile kapatılır ve tahrik vidasının hareketi tekrar test edilir. Ertesi gün hayvanın sağlıklı ve kooperatif olduğu görülür.

Hayvanın serbestçe hareket edebilmesi için ultra hafif, ultra esnek çok damarlı tel kullanmanızı öneririz. Bu ince kablo minimum dengeleme gerektirir ve kısıtlanmamış harekete olanak tanır. Kayıt kalitesi, her gün hayvanın kendi kafesinde test edilir.

Kayıt alanının konumu, hem ünite ateşleme paternleri hem de lokal alan potansiyellerinin şekli kullanılarak tahmin edilir. Videomuz tek bir silikon probun implantasyonunu göstermektedir, ancak biraz pratikten sonra çoklu problar ve sürücüler kullanılarak çoklu alan kayıtları kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Ayrıca, fare beynine silikon problar implant etmek için benzer ancak daha küçük sürücüler de kullanmaktayız.

Son olarak, silikon prob kayıtları, optogenetik deneylerde nöral dokunun yerel ışık stimülasyonu ile etkili bir şekilde birleştirilebilir. İzlediğiniz için teşekkür ederiz.