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Neuroscience

किशोर चूहों में क्रोनिक टेट्रोड रिकॉर्डिंग के लिए एक हल्का ड्राइव प्रत्यारोपण

Published: June 2, 2023 doi: 10.3791/65228
Automatic Translation
1,2, 1,2, 1,3,4, 1,3
1Department of Neuroscience, UT Southwestern Medical Center, 2Neuroscience Graduate Program, UT Southwestern Medical Center, 3O’Donnell Brain Institute, UT Southwestern Medical Center, 4Department of Psychiatry, UT Southwestern Medical Center

Summary

यहां, हम एक माइक्रो-ड्राइव डिजाइन, सर्जिकल इम्प्लांटेशन प्रक्रिया और पोस्ट-सर्जरी रिकवरी रणनीति का वर्णन करते हैं जो प्रसवोत्तर दिन 20 (पी 20) से प्रसवोत्तर दिन 60 (पी 60) और उससे आगे तक एक महत्वपूर्ण विकास विंडो में किशोर और किशोर चूहों में एक साथ कई मस्तिष्क क्षेत्रों से पुरानी क्षेत्र और एकल-इकाई रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है।

Abstract

विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में बरकरार मस्तिष्क के उप-द्वितीय-स्तरीय सर्किट गतिशीलता में अद्वितीय अंतर्दृष्टि प्रदान करता है और मानव न्यूरोसाइकिएट्रिक विकारों के माउस मॉडल का अध्ययन करने के लिए विशेष महत्व की एक विधि का प्रतिनिधित्व करता है। हालांकि, ऐसे तरीकों में अक्सर बड़े कपाल प्रत्यारोपण की आवश्यकता होती है, जिसका उपयोग प्रारंभिक विकास समय बिंदुओं पर चूहों में नहीं किया जा सकता है। इस प्रकार, विवो फिजियोलॉजी में वस्तुतः कोई अध्ययन स्वतंत्र रूप से व्यवहार करने वाले शिशु या किशोर चूहों में नहीं किया गया है, इस तथ्य के बावजूद कि इस महत्वपूर्ण खिड़की में न्यूरोलॉजिकल विकास की बेहतर समझ ऑटिज़्म या स्किज़ोफ्रेनिया जैसे आयु-निर्भर विकास संबंधी विकारों में अद्वितीय अंतर्दृष्टि प्रदान करेगी। यहां, एक माइक्रो-ड्राइव डिजाइन, सर्जिकल इम्प्लांटेशन प्रक्रिया और पोस्ट-सर्जरी रिकवरी रणनीति का वर्णन किया गया है जो चूहों में एक साथ कई मस्तिष्क क्षेत्रों से पुरानी क्षेत्र और एकल-इकाई रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है क्योंकि वे प्रसवोत्तर दिन 20 (पी 20) से प्रसवोत्तर दिन 60 (पी 60) और उससे आगे की उम्र के होते हैं। रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड और अंतिम रिकॉर्डिंग साइटों की संख्या को आसानी से संशोधित और विस्तारित किया जा सकता है, इस प्रकार विकास में व्यवहार- या रोग-प्रासंगिक मस्तिष्क क्षेत्रों की विवो निगरानी के लचीले प्रयोगात्मक नियंत्रण की अनुमति मिलती है।

Introduction

बचपन और किशोरावस्था 1,2,3 की महत्वपूर्ण विकास खिड़कियों के दौरान मस्तिष्क बड़े पैमाने पर परिवर्तन से गुजरता है। ऑटिज्म और स्किज़ोफ्रेनिया सहित कई न्यूरोलॉजिक और मनोरोग रोग, किशोर और किशोर मस्तिष्क के विकास की इसअवधि के दौरान पहली बार व्यवहारिक और जैविक रूप से प्रकट होते हैं। जबकि प्रारंभिक विकास में होने वाले सेलुलर, सिनैप्टिक और आनुवंशिक परिवर्तनों के बारे में बहुत कुछ जाना जाता है, तुलनात्मक रूप से इस बारे में बहुत कम जानकारी है कि इस समय विंडो में सर्किट- या नेटवर्क-स्तरीय प्रक्रियाएं कैसे बदलती हैं। महत्वपूर्ण रूप से, सर्किट-स्तरीय मस्तिष्क समारोह, जो अंततः जटिल व्यवहार, स्मृति और अनुभूति को रेखांकित करता है, सेलुलर और सिनैप्टिक फ़ंक्शन 7,8,9,10 की एक गैर-अनुमानित, आकस्मिक संपत्ति है। इस प्रकार, नेटवर्क-स्तरीय मस्तिष्क समारोह को पूरी तरह से समझने के लिए, एक बरकरार तंत्रिका सर्किट के स्तर पर तंत्रिका गतिविधि का सीधे अध्ययन करना आवश्यक है। इसके अलावा, यह पहचानने के लिए कि न्यूरोसाइकिएट्रिक विकारों की प्रगति के दौरान मस्तिष्क गतिविधि कैसे बदल जाती है, विशिष्ट अस्थायी खिड़की के दौरान एक वैध रोग मॉडल में नेटवर्क गतिविधि की जांच करना महत्वपूर्ण है जब रोग के व्यवहार फेनोटाइप प्रकट होते हैं और देखे गए परिवर्तनों को ट्रैक करने के लिए क्योंकि वे वयस्कता में बने रहते हैं।

सबसे आम और शक्तिशाली वैज्ञानिक मॉडल जीवों में से एक माउस है, जिसमें बड़ी संख्या में अद्वितीय आनुवंशिक उपभेद हैं जो व्यवहार और / या स्मृति फेनोटाइप्स 11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21 की आयु-निर्भर शुरुआत के साथ न्यूरोडेवलपमेंटल विकारों को मॉडल करते हैं।. जबकि मनुष्यों और चूहों के दिमाग के बीच सटीक विकास समय बिंदुओं को सहसंबंधित करना चुनौतीपूर्ण है, रूपात्मक और व्यवहार संबंधी तुलना से संकेत मिलता है कि पी 20-पी 21 चूहे 2-3 साल की उम्र के मानव आयु का प्रतिनिधित्व करते हैं, और पी 25-पी 35 चूहे 11-14 साल की उम्र की मानव उम्र का प्रतिनिधित्व करते हैं, जिसमें चूहों को पी 603 द्वारा मानव 20 वर्षीय वयस्क के विकास के बराबर पहुंचने की संभावना है। 22. इस प्रकार, बेहतर ढंग से समझने के लिए कि किशोर मस्तिष्क कैसे विकसित होता है और यह पहचानने के लिए कि ऑटिज़्म या स्किज़ोफ्रेनिया जैसी बीमारियों में मस्तिष्क के तंत्रिका नेटवर्क कैसे बेकार हो जाते हैं, 20 दिनों से 60 दिनों की उम्र में चूहों में विवो में मस्तिष्क गतिविधि की सीधे निगरानी करना आदर्श होगा।

हालांकि, चूहों में शुरुआती विकास में मस्तिष्क गतिविधि की निगरानी में एक मौलिक चुनौती किशोर चूहों का छोटा आकार और सापेक्ष कमजोरी है। इलेक्ट्रोड के पुराने आरोपण, जो मस्तिष्क के विकास के अनुदैर्ध्य अध्ययन के लिए आवश्यक है, को आमतौर पर ठीक इलेक्ट्रोड तारों और इंटरफ़ेसबोर्डों 23,24 की रक्षा के लिए बड़े, भारी आवास की आवश्यकता होती है, और प्रत्यारोपण को माउस खोपड़ी से मजबूती से जोड़ा जाना चाहिए, जो कम ओसिफिकेशन के कारण युवा चूहों में पतला और कम कठोर होता है। इस प्रकार, विवो कृंतक शरीर विज्ञान में लगभग सभी अध्ययन वयस्क विषयों में उनके सापेक्ष आकार, ताकत और खोपड़ी की मोटाई के कारण किए गए हैं। आज तक, विवो किशोर कृंतक मस्तिष्क शरीर विज्ञान में खोज करने वाले अधिकांश अध्ययन जंगली प्रकार के किशोर चूहों में किए गए हैं, जो आवश्यक रूप से मानव विकार 25,26,27,28,29,30 के स्वतंत्र रूप से व्यवहार करने वाले मॉडल में किशोर मस्तिष्क समारोह की प्रयोगात्मक निगरानी करने की क्षमता को सीमित करता है।

इस पांडुलिपि में नए इम्प्लांट हाउसिंग, एक सर्जिकल इम्प्लांटेशन प्रक्रिया और सर्जरी के बाद की रिकवरी रणनीति का वर्णन किया गया है, जो एक विकासात्मक रूप से महत्वपूर्ण समय विंडो (पी 20 से पी 60 और उससे आगे) में किशोर चूहों के विवो मस्तिष्क समारोह में दीर्घकालिक (4 या अधिक सप्ताह तक) का अध्ययन करता है। आरोपण प्रक्रिया किशोर चूहों की खोपड़ी में इलेक्ट्रोड के विश्वसनीय, स्थायी निर्धारण की अनुमति देती है। इसके अलावा, माइक्रो-ड्राइव डिज़ाइन हल्का है, क्योंकि इस माइक्रो-ड्राइव का वजन पूरी तरह से इकट्ठा होने पर ~ 4-6 ग्राम होता है, और प्रत्यारोपण के वजन को ऑफसेट करने के लिए आवश्यक न्यूनतम काउंटरबैलेंसिंग के कारण, यह विशिष्ट व्यवहार प्रतिमानों के दौरान किशोर चूहों के व्यवहार प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करता है।

Protocol

वर्तमान अध्ययन को टेक्सास विश्वविद्यालय साउथवेस्टर्न मेडिकल सेंटर संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति (प्रोटोकॉल 2015-100867) द्वारा अनुमोदित किया गया था और संस्थागत और राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान दोनों दिशानिर्देशों के अनुपालन में प्रदर्शन किया गया था। वर्तमान अध्ययन में उपयोग किए गए C57/Bl6 नर और मादा चूहों को P20 (आरोपण के समय वजन 8.3-11.1 ग्राम) पर प्रत्यारोपित किया गया था।

1. माइक्रो-ड्राइव डिजाइन और निर्माण

  1. माइक्रो-ड्राइव को डिजिटल रूप से डिजाइन और प्रिंट करना (चित्रा 1)।
    1. माइक्रो-ड्राइव मॉडल टेम्पलेट्स डाउनलोड करें (https://github.com/Brad-E-Pfeiffer/JuvenileMouseMicroDrive).
    2. एक उपयुक्त स्टीरियोटैक्सिक एटलस में लक्ष्य मस्तिष्क क्षेत्र (ओं) के स्टीरियोटैक्सिक स्थानों की पहचान करें।
    3. त्रि-आयामी कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन (3 डी सीएडी) सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, टेम्पलेट माइक्रो-ड्राइव कैनुला (चित्रा 1 बी) लोड करें।
    4. यदि आवश्यक हो, तो वांछित मस्तिष्क क्षेत्र (ओं) को लक्षित करने के लिए माइक्रो-ड्राइव कैनुला मॉडल पर आउटपुट कैनुला आउटपुट स्थानों को संशोधित करें।
      नोट: प्रत्येक कैनुला छेद एक्सट्रूज़न कम से कम 2 मिमी लंबा होना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि टेट्रोड सीधे लक्ष्य पर लक्षित प्रवेशनी छेद से उभरेगा। माइक्रो-ड्राइव कैनुला टेम्प्लेट को द्विपक्षीय रूप से पूर्ववर्ती सिंगुलेट कॉर्टेक्स (प्रति गोलार्ध एक टेट्रोड), हिप्पोकैम्पल क्षेत्र सीए 1 (प्रति गोलार्ध चार टेट्रोड), और हिप्पोकैम्पल क्षेत्र सीए 3 (प्रति गोलार्ध दो टेट्रोड) को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें हिप्पोकैम्पल क्षेत्र सीए 1 के ऊपर सफेद पदार्थ में प्रति गोलार्ध एक संदर्भ टेट्रोड स्थित है।
    5. यदि आवश्यक हो, तो इलेक्ट्रॉनिक इंटरफ़ेस बोर्ड (ईआईबी) के अनुलग्नक को समायोजित करने के लिए माइक्रो-ड्राइव बॉडी (चित्रा 1 ए) को संशोधित करें।
    6. माइक्रो-ड्राइव बॉडी, कैनुला, शंकु और ढक्कन को 3 डी प्रिंटर पर उच्च रिज़ॉल्यूशन पर प्रिंट करें (आदर्श रूप से 25 μm से बेहतर रिज़ॉल्यूशन के साथ), और निर्माता के प्रोटोकॉल के अनुसार मुद्रित सामग्री तैयार करें। उच्च कठोरता के साथ प्रिंटर रेजिन का उपयोग करें।
  2. कस्टम स्क्रू और अटैचमेंट को इकट्ठा करना (चित्रा 2 ए, बी)।
    1. 3 डी सीएडी सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, स्क्रू अटैचमेंट मॉडल (चित्रा 1 ई) लोड करें।
    2. 3 डी प्रिंटर पर उच्च रिज़ॉल्यूशन पर पेंच अटैचमेंट प्रिंट करें (आदर्श रूप से कम से कम 25 μm के रिज़ॉल्यूशन के साथ), और निर्माता के प्रोटोकॉल के अनुसार मुद्रित सामग्री तैयार करें। उच्च कठोरता के साथ प्रिंटर रेजिन का उपयोग करें।
    3. प्रत्येक टेट्रोड-एडवांसिंग स्क्रू (चित्रा 1 एफ) पर पेंच अटैचमेंट चिपकाएं (माइक्रो-ड्राइव निर्माण से पहले एक मशीन की दुकान पर टेट्रोड-एडवांसिंग स्क्रू कस्टम निर्मित होते हैं)।
      1. प्रत्येक पेंच पर दो पेंच संलग्नक चिपकाएं, जिसमें एक ऊपर और एक रिज के नीचे हो। सुनिश्चित करें कि प्रत्येक पेंच अनुलग्नक का निचला भाग रिज से संपर्क करता है। जेल साइनोएक्रिलेट के साथ पेंच संलग्नक को एक साथ पकड़ें।
      2. एक बार चिपकाने के बाद, सुनिश्चित करें कि पेंच संलग्नक पेंच के अनुदैर्ध्य अक्ष में नहीं चलते हैं, बल्कि न्यूनतम प्रतिरोध के साथ स्वतंत्र रूप से घूमते हैं।
  3. माइक्रो-ड्राइव बॉडी को इकट्ठा करना (चित्रा 2 सी, डी)।
    1. महीन, तेज कैंची का उपयोग करके, बड़े पॉलीमाइड टयूबिंग (बाहरी व्यास: 0.2921 मिमी, आंतरिक व्यास: 0.1803 मिमी) को ~ 6 सेमी लंबे खंडों में काट लें।
    2. माइक्रो-ड्राइव कैनुला पर आउटपुट छेद के माध्यम से बड़े पॉलीमाइड वर्गों को पारित करें ताकि प्रत्येक ट्यूब कुछ मिलीमीटर तक कैनुला के तल से परे फैल जाए।
    3. एक साफ 30 ग्राम सुई का उपयोग करके, तरल साइनोएक्रिलेट की थोड़ी मात्रा लगाकर पॉलीमाइड को कैनुला में चिपकाएं। ध्यान रखें कि साइनोएक्रिलेट को पॉलीमाइड ट्यूब के अंदर प्रवेश करने की अनुमति न दें।
      नोट: ड्राइव बॉडी के शीर्ष के माध्यम से कैनुला में तरल साइनोएक्रिलेट को टपकाने से इस प्रक्रिया में तेजी आ सकती है, लेकिन बाद में एक बारीक ड्रिल के साथ गाइड होल को फिर से साफ करने की आवश्यकता होगी।
    4. माइक्रो-ड्राइव कैनुला के शीर्ष से बड़े पॉलीमाइड ट्यूबों को माइक्रो-ड्राइव बॉडी में उपयुक्त बड़े पॉलीमाइड छेद के माध्यम से पारित करें।
    5. धीरे-धीरे माइक्रो-ड्राइव कैनुला और माइक्रो-ड्राइव बॉडी को एक साथ धक्का दें जब तक कि वे आसन्न न हों और कैनुला / बॉडी अटैचमेंट टैब इंटरलॉक न हों। इस प्रक्रिया में पॉलीमाइड ट्यूबों को गांठ या नुकसान न पहुंचाने के लिए सावधान रहें।
      नोट: प्रत्येक पॉलीमाइड ट्यूब को माइक्रो-ड्राइव बॉडी के शीर्ष के माध्यम से कैनुला के नीचे से आसानी से गुजरना चाहिए। मामूली झुकना सामान्य है, लेकिन पॉलीमाइड ट्यूब का अत्यधिक झुकना टेट्रोड को विकृत कर सकता है और इसे सीधे मस्तिष्क में पारित होने से रोक सकता है।
    6. साइनोएक्रिलेट का उपयोग करके माइक्रो-ड्राइव बॉडी और माइक्रो-ड्राइव कैनुला को एक साथ चिपकाएं।
    7. एक नए, तेज रेजर ब्लेड का उपयोग करके, बड़े पॉलीमाइड ट्यूब सिरों को अलग करें जो कैनुला आउटपुट छेद के नीचे से बाहर निकल रहे हैं। सुनिश्चित करें कि कट कैनुला के आधार पर बिल्कुल है, जिससे ट्यूब और कैनुला बॉटम एक दूसरे के साथ फ्लश हो जाते हैं।
    8. तेज कैंची का उपयोग करके, ड्राइव बॉडी के आंतरिक रिम के किनारे के ठीक ऊपर ~ 45 ° कोण पर बड़े पॉलीमाइड ट्यूबिंग को काट दें।
  4. इकट्ठे कस्टम स्क्रू लोड करना (चित्रा 2 ई)
    1. प्रत्येक इकट्ठे कस्टम स्क्रू को माइक्रो-ड्राइव बॉडी के बाहरी छेद में पेंच करें। सुनिश्चित करें कि पेंच गाइडपोस्ट पेंच अटैचमेंट में बड़े छेद से गुजरता है। प्रत्येक पेंच को पूरी तरह से आगे बढ़ाएं जब तक कि यह आगे नहीं बढ़ेगा। खनिज तेल या एक्सल ग्रीस के साथ स्क्रू को पूर्व-स्नेहन की सिफारिश की जाती है।
    2. बेहद तेज कैंची का उपयोग करके, छोटे पॉलीमाइड टयूबिंग (बाहरी व्यास: 0.1397 मिमी, आंतरिक व्यास: 0.1016) को ~ 4 सेमी लंबे वर्गों में काट लें।
    3. माइक्रो-ड्राइव में पहले से लगे बड़े पॉलीमाइड टयूबिंग के माध्यम से छोटे पॉलीमाइड वर्गों को पारित करें। सुनिश्चित करें कि अतिरिक्त छोटे पॉलीमाइड ट्यूबिंग प्रत्येक बड़े पॉलीमाइड ट्यूब के ऊपर और नीचे से बाहर निकलते हैं।
    4. साइनोएक्रिलेट के माध्यम से पेंच संलग्नकों में छोटे पॉलीमाइड ट्यूबों को चिपकाएं, इस बात का ध्यान रखें कि किसी भी साइनोएक्रिलेट को बड़े या छोटे पॉलीमाइड ट्यूबों में प्रवेश न करने दें।
    5. एक नए, तेज रेजर ब्लेड का उपयोग करके, छोटे पॉलीमाइड ट्यूब सिरों को काट दें जो कैनुला छेद के नीचे से बाहर निकल रहे हैं। सुनिश्चित करें कि कट कैनुला के आधार पर है और कट साफ है, जिसमें पॉलीमाइड ट्यूब छेद को अवरुद्ध करने वाला कुछ भी नहीं है।
    6. तेज कैंची का उपयोग करके, छोटे पॉलीमाइड के शीर्ष को ~ 45 ° कोण पर पेंच अनुलग्नक के शीर्ष से कुछ मिलीमीटर ऊपर काटें। सुनिश्चित करें कि कट साफ है, जिसमें पॉलीमाइड ट्यूब छेद को अवरुद्ध करने वाला कुछ भी नहीं है।
  5. टेट्रोड्स लोड करना
    1. पहले वर्णित विधियों31 का उपयोग करके टेट्रोड्स (लंबाई में ~ 6 सेमी) तैयार करें।
    2. सिरेमिक- या रबर-टिंप ्ड फोर्सप्स का उपयोग करके, छोटे पॉलीमाइड ट्यूबों में से एक के माध्यम से सावधानीपूर्वक एक टेट्रोड पास करें, जिससे छोटे पॉलीमाइड ट्यूब के शीर्ष से ~ 2 सेमी बाहर निकल जाए।
    3. तरल साइनोएक्रिलेट के माध्यम से टेट्रोड को छोटे पॉलीमाइड ट्यूब के शीर्ष पर चिपकाएं, इस प्रक्रिया में छोटे और बड़े पॉलीमाइड ट्यूबों को एक साथ न चिपकाएं।
    4. पेंच को तब तक वापस लें जब तक कि यह ड्राइव के शीर्ष के पास न हो।
    5. ड्राइव के नीचे से निकले हुए टेट्रोड तार को पकड़ें, और धीरे से इसे उस बिंदु पर गांठें जहां यह कैनुला से उभरता है।
    6. स्क्रू को ड्राइव में पूरी तरह से वापस आगे बढ़ाएं।
    7. बहुत तेज कैंची का उपयोग करके, किंक के ठीक ऊपर टेट्रोड तार को काट दें। एक माइक्रोस्कोप के तहत, सुनिश्चित करें कि कट साफ है और सभी चार टेट्रोड्स की धातु उजागर है।
    8. पेंच को तब तक वापस लें जब तक कि टेट्रोड कैनुला के भीतर सुरक्षित न हो जाए।
    9. सभी पेंच के लिए चरण 1.5.2-1.5.8 दोहराएं।
    10. छोटे गहने स्क्रू के माध्यम से ईआईबी समर्थन मंच पर ईआईबी संलग्न करें।
    11. प्रत्येक टेट्रोड के प्रत्येक इलेक्ट्रोड को ईआईबी पर उपयुक्त पोर्ट से कनेक्ट करें।
  6. सर्जरी के लिए माइक्रो-ड्राइव तैयार करना
    1. पहले वर्णित विधियों का उपयोग करके विद्युत प्रतिबाधा को कम करने के लिए टेट्रोड्स को विद्युत रूप से प्लेटकरें।
    2. चढ़ाना के बाद, सुनिश्चित करें कि प्रत्येक टेट्रोड को कैनुला में रखा गया है ताकि टेट्रोड की नोक प्रत्येक कैनुला छेद के तल के साथ फ्लश हो।
    3. पूर्ण माइक्रो-ड्राइव के चारों ओर माइक्रो-ड्राइव शंकु स्लाइड करें। शंकु अनुलग्नक पोल को ढक्कन पोर्ट में स्लाइड करके माइक्रो-ड्राइव ढक्कन को माइक्रो-ड्राइव शंकु से संलग्न करें।
    4. शंकु को उन्मुख करें ताकि ढक्कन बंद होने पर ईआईबी कनेक्टर ईआईबी कनेक्शन पास-थ्रू छेद के माध्यम से स्वतंत्र रूप से गुजरें, और शंकु के आधार के चारों ओर साइनोएक्रिलेट के साथ शंकु को गोंद दें, इस बात का ध्यान रखें कि किसी भी साइनोएक्रिलेट को किसी भी कैनुला आउटपुट छेद में प्रवेश न करने दें। ढक्कन हटा दें।
    5. सर्जिकल आरोपण के बाद शारीरिक तरल पदार्थों को पॉलीमाइड छेद में प्रवेश करने से रोकने के लिए बाँझ खनिज तेल के साथ प्रत्येक कैनुला छेद को सावधानीपूर्वक वापस भरें।
    6. बाँझ पेट्रोलियम जेली के साथ कैनुला के आधार को सावधानीपूर्वक कोट करें। यह रासायनिक एजेंटों (जैसे, दंत सीमेंट) को सर्जरी के दौरान उजागर मस्तिष्क में प्रवेश करने से रोकने के लिए एक बाधा के रूप में काम करेगा।
    7. एक समान वजन असंतुलन तैयार करने के लिए पूरी तरह से इकट्ठे माइक्रो-ड्राइव, ढक्कन और चार हड्डी स्क्रू का वजन करें।
    8. वैकल्पिक रूप से, सर्जरी से पहले, टेट्रोड्स को एक दूरी पर बाहर निकालें जो खोपड़ी के साथ ड्राइव फ्लश होने के बाद लक्षित मस्तिष्क क्षेत्रों तक पहुंचने के लिए उपयुक्त है।
      नोट: सर्जिकल प्रत्यारोपण से पहले, एथिलीन ऑक्साइड (500-1200 मिलीग्राम / एल, 2-4 घंटे) में गैस नसबंदी के माध्यम से प्रत्यारोपण को निष्फल करें।  सभी हड्डी के स्क्रू और सर्जिकल उपकरणों को आटोक्लेव (121 डिग्री सेल्सियस, 30 मिनट) के माध्यम से निष्फल किया जाना चाहिए।

2. सर्जिकल प्रत्यारोपण

  1. माउस को एनेस्थेटकरना और इसे स्टीरियोटैक्सिक उपकरण में माउंट करना।
    1. माउस को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त स्थान के साथ एक छोटे बॉक्स में रखें, और माउस को 3% -4% आइसोफ्लुरेन के साथ एनेस्थेटाइज करें।
      नोट: अन्य एनेस्थेटिक एजेंटों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन किशोर माउस विषय की उम्र, आकार और वजन के कारण सावधानी बरतनी चाहिए।
    2. एक बार जब माउस अनुत्तरदायी होता है (पूंछ चुटकी के लिए कोई प्रतिक्रिया नहीं, ~ 60 सांस प्रति मिनट की वेंटिलेशन दर), इसे बॉक्स से हटा दें, और जल्दी से इसे स्टीरियोटैक्सिक उपकरण पर माउंट करें।
    3. जल्दी से, माउस के स्नूट पर स्टीरियोटैक्सिक मास्क रखें और 1-3% आइसोफ्लुरेन पर संज्ञाहरण बनाए रखें। किसी भी पशु चिकित्सा-अनुमोदित दर्द से राहत, जैसे निरंतर-रिलीज ब्यूप्रेनोर्फिन (0.05-0.5 मिलीग्राम / किलो चमड़े के नीचे), या विरोधी भड़काऊ एजेंट, जैसे कि कार्प्रोफेन (5-10 मिलीग्राम / किलो चमड़े के नीचे), प्रारंभिक शल्य चिकित्सा चीरा से पहले लागू करें।
    4. कान की सलाखों का उपयोग करके स्टीरियोटेक्सिक तंत्र में माउस के सिर को पूरी तरह से सुरक्षित करें। सुनिश्चित करें कि माउस के कान नहरों पर अनावश्यक दबाव डाले बिना खोपड़ी समतल और स्थिर है। किशोर खोपड़ी की हड्डियों के सीमित ओसीफिकेशन के कारण, सिर निर्धारण के दौरान स्थायी क्षति का कारण बनना संभव है।
  2. सर्जरी के लिए माउस तैयार करना और खोपड़ी को उजागर करना
    1. प्रत्येक आंख पर सिंथेटिक आंसू जेल की एक छोटी मात्रा रखकर और प्रत्येक आंख को पन्नी के आटोक्लेव पैच के साथ कवर करके माउस की आंखों की रक्षा करें।
      नोट: सिंथेटिक आँसू आंखों को नम रखेंगे, जबकि पन्नी किसी भी प्रकाश स्रोत को दीर्घकालिक नुकसान पहुंचाने से रोकेगी। मोटे सिंथेटिक आंसू समाधान पसंद किए जाते हैं क्योंकि वे आंखों में अन्य संभावित विषाक्त सर्जिकल समाधानों (इथेनॉल, दंत ऐक्रेलिक, आदि) के अनजाने परिचय के लिए एक बाधा के रूप में भी काम कर सकते हैं।
    2. बाँझ कपास से भरे स्वैब का उपयोग करके, खोपड़ी से बालों को हटाने के लिए सर्जिकल क्षेत्र पर हेयर-रिमूवल क्रीम लागू करें। ध्यान रखें कि क्रीम को आंखों के पास न लगाएं। बालों को हटाने के बाद, सर्जिकल क्षेत्र को सुरक्षित करने के लिए खोपड़ी पर एक बाँझ ड्रेप रखें।
    3. बाँझ कपास-टिंप स्वैब का उपयोग करके, पोविडोन-आयोडीन (10%) समाधान के लगातार तीन वॉश के माध्यम से खोपड़ी को साफ करें, इसके बाद आइसोप्रोपिल अल्कोहल (100%)।
    4. बाँझ स्केलपेल या ठीक कैंची का उपयोग करके, खोपड़ी को हटा दें।
    5. बाँझ कपास से ढके स्वैब और खारा घोल (0.9% NaCl) और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के बाँझ घोल का उपयोग करके, खोपड़ी को अच्छी तरह से साफ करें।
    6. ब्रेग्मा की पहचान करें, और स्टीरियोटैक्सिक उपकरण का उपयोग करके, एक स्थायी मार्कर के साथ खोपड़ी पर लक्ष्य रिकॉर्डिंग स्थानों को सावधानीपूर्वक चिह्नित करें।
  3. कैनुला छेद को खोलना और हड्डी के लंगर को संलग्न करना
    1. रिकॉर्डिंग साइटों को हटाने वाली खोपड़ी को हटा दें। # इस उम्र में खोपड़ी के पतलेहोने के कारण, खोपड़ी को स्केलपेल ब्लेड से काट लें; यह ड्रिल का उपयोग करने की आवश्यकता को हटा देता है, जो अंतर्निहित ड्यूरा को नुकसान पहुंचा सकता है। बाँझ खारा घोल (0.9% NaCl) या बाँझ खनिज तेल के आवेदन के साथ उजागर ड्यूरा को नम रखें। इस स्तर पर ड्यूरा को न निकालें या पंचर न करें, क्योंकि यह किशोर चूहों में भविष्य के चरणों में टेट्रोड्स से गुजरने के लिए पर्याप्त रूप से पतला है।
    2. चार हड्डी स्क्रू के लिए पायलट छेद को सावधानीपूर्वक ड्रिल करें।
      1. हड्डी के स्क्रू को खोपड़ी के चरम पार्श्व और रोस्ट्राल या पुच्छल भागों में रखें, जहां हड्डी सबसे मोटी होती है और हड्डी के स्क्रू माइक्रो-ड्राइव इम्प्लांट से पर्याप्त रूप से दूर होते हैं। हड्डी के पेंच के लिए, बाँझ, ठीक गहने स्क्रू (जैसे, यूएनएम 120 धागा, 1.5 मिमी सिर) का उपयोग करें।
      2. एक पतले, अत्यधिक प्रवाहकीय तार के साथ एक हड्डी स्क्रू को कसकर हवा दें जो जमीन के रूप में काम करेगा और चरण 2.4.6 में ईआईबी से जुड़ा होगा।
    3. स्केलपेल ब्लेड का उपयोग करके या ड्रिल बिट का सावधानीपूर्वक उपयोग करके, खोपड़ी को हड्डी के पेंच छेद स्थानों के पास स्कोर करें। चरण 2.3.5 में बांधने के लिए तरल साइनोएक्रिलेट के लिए पर्याप्त रूप से खुरदरी सतह प्रदान करने के लिए स्कोरिंग महत्वपूर्ण है।
    4. एक बाँझ स्क्रूड्राइवर और बाँझ स्क्रू क्लैंप का उपयोग करके, प्रत्येक बाँझ हड्डी के पेंच को जगह में पिरोएं, इस बात का ध्यान रखें कि अंतर्निहित ड्यूरा में छेद न हो।
    5. एक बाँझ 30 ग्राम सुई का उपयोग करके, प्रत्येक हड्डी के पेंच के चारों ओर तरल साइनोएक्रिलेट रखें। यह प्रभावी रूप से खोपड़ी को मोटा करता है जहां हड्डी के पेंच जुड़े हुए हैं। ध्यान रखें कि रिकॉर्डिंग साइटों के ऊपर उजागर ड्यूरा में किसी भी साइनोएक्रिलेट को प्रवेश करने की अनुमति न दें।
  4. माइक्रो-ड्राइव को कम करना और संलग्न करना (चित्रा 2 जी)।
    1. माउस खोपड़ी पर सावधानीपूर्वक उतारने के लिए स्टीरियोटैक्सिक उपकरण पर पूर्ण माइक्रो-ड्राइव माउंट करें। सुनिश्चित करें कि माइक्रो-ड्राइव कैनुला कम होने पर उपयुक्त निर्देशांक पर होगा।
    2. माइक्रो-ड्राइव को धीरे-धीरे कम करें, केवल पृष्ठीय / उदर दिशा में आगे बढ़ें। मस्तिष्क में उनके प्रवेश की कल्पना करने के लिए कैनुला छेद (चरण 1.6.6) से पहले से ही उन्नत टेट्रोड्स के साथ माइक्रो-ड्राइव को कम करें; जब टेट्रोड्स माउस को छू रहे होते हैं तो कोई भी औसत / पार्श्व या रोस्ट्रल / पुच्छल आंदोलन टेट्रोड्स को मोड़ सकता है और उन्हें अपने अंतिम गंतव्य से चूक सकता है।
    3. एक बार माइक्रो-ड्राइव पूरी तरह से कम हो जाने के बाद, सुनिश्चित करें कि कैनुला का आधार सिर्फ खोपड़ी / ड्यूरा के साथ संपर्क करता है। पेट्रोलियम जेली और / या खनिज तेल की परत उजागर ड्यूरा को कवर करने के लिए एक बाधा के रूप में काम करेगी। यदि आवश्यक हो, तो अतिरिक्त उजागर ड्यूरा को कवर करने के लिए बाँझ पेट्रोलियम जेली या बाँझ हड्डी मोम जोड़ें।
    4. स्टीरियोटैक्सिक उपकरण के साथ माइक्रो-ड्राइव को पकड़ते समय, खोपड़ी को डेंटल सीमेंट में कोट करें ताकि माइक्रो-ड्राइव बेस को प्रत्यारोपित हड्डी के स्क्रू से चिपकाया जा सके।
      नोट: डेंटल सीमेंट को पूरी तरह से सभी हड्डी के स्क्रू को घेरना चाहिए और माइक्रो-ड्राइव कैनुला पर डेंटल सीमेंट एंकर लेज को कवर करना चाहिए।
    5. दंत सीमेंट सेट करते समय, तेज कोनों या किनारों को रोकने के लिए सावधानीपूर्वक इसे आकार दें जो माउस को नुकसान पहुंचा सकते हैं या माइक्रो-ड्राइव को नुकसान पहुंचा सकते हैं। सुनिश्चित करें कि माइक्रो-ड्राइव को पकड़ने के लिए पर्याप्त दंत सीमेंट है, लेकिन अत्यधिक दंत सीमेंट को खत्म करें जो अनावश्यक वजन जोड़ देगा।
    6. माइक्रो-ड्राइव के माध्यम से ग्राउंड वायर को सावधानीपूर्वक पिरोएं, और इसे ईआईबी पर उपयुक्त स्लॉट में संलग्न करें।
    7. एक बार दंत सीमेंट पूरी तरह से सेट हो जाने के बाद, स्टीरियोटैक्सिक तंत्र से माइक्रो-ड्राइव को सावधानीपूर्वक अलग करें। माइक्रो-ड्राइव पर ढक्कन रखें।
    8. एक बाँझ कपास से भरे स्वैब और बाँझ खारे के साथ, माउस को साफ करें।
    9. एक बाँझ कपास-टिंप स्वैब के साथ, प्रत्यारोपण स्थल के पास किसी भी उजागर खोपड़ी पर एंटीबायोटिक मरहम की एक पतली परत लागू करें।
    10. माउस की आंखों से पन्नी हटा दें।
    11. माउस को स्टीरियोटैक्सिक उपकरण से हटा दें, माइक्रो-ड्राइव के अतिरिक्त वजन का समर्थन करने का ध्यान रखें क्योंकि माउस को एक साफ पिंजरे में ले जाया जाता है।

3. सर्जरी के बाद की वसूली

  1. तत्काल वसूली
    1. सर्जरी से पहले, 0.75 व्यास पीवीसी पाइप को जोड़कर असंतुलन प्रणाली तैयार करें, जैसा कि चित्रा 2 जी में दिखाया गया है। सिस्टम का एक हाथ पिंजरे के ढक्कन में ड्रिल किए गए छेदों से गुजरता है, दूसरा हाथ पिंजरे के ढक्कन के ऊपर रहता है, और तीसरा हाथ पिंजरे के ऊपर और उससे परे फैला होता है। सबसे ऊपरी हाथ ढंका हुआ है।
    2. माइक्रो-ड्राइव को सावधानीपूर्वक असंतुलन प्रणाली (चित्रा 2 जी-आई) से संलग्न करें, और माइक्रो-ड्राइव और हड्डी स्क्रू के वजन के समान असंतुलन वजन का उपयोग करें। ईआईबी से जुड़े कनेक्टर से एक मजबूत धागा या मछली पकड़ने की लाइन को असंतुलन प्रणाली की तीन भुजाओं पर असंतुलन वजन तक चलाएं, जो सबसे ऊपरी बांह पर लटका हुआ है।
    3. सुनिश्चित करें कि असंतुलन माइक्रो-ड्राइव ईआईबी से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है और माउस को पिंजरे की संपूर्णता तक पूर्ण पहुंच देने के लिए पर्याप्त लाइन है।
    4. पुनर्जलीकरण और वसूली सुनिश्चित करने के लिए गीले सामान्य कृंतक चाउ के साथ पिंजरे में पोषक तत्वों से भरपूर जेल प्रदान करें।
    5. माउस की निगरानी करें जब तक कि यह सर्जिकल संज्ञाहरण से पूरी तरह से ठीक न हो जाए।
  2. दीर्घकालिक वसूली
    1. हर समय, जब रिकॉर्डिंग उपकरण से जुड़ा नहीं होता है, तो सुनिश्चित करें कि माइक्रो-ड्राइव असंतुलन प्रणाली द्वारा समर्थित है। समय के साथ काउंटरवेट कम करें, लेकिन माउस को अप्रत्याशित तनाव या हड्डी के स्क्रू को टोक़ से बचने के लिए इसे कभी भी पूरी तरह से न हटाएं।
    2. इम्प्लांट और असंतुलन प्रणाली को नुकसान को रोकने के लिए, प्रयोग की अवधि के लिए अन्य चूहों के साथ सीधे बातचीत की संभावना के बिना माउस को घर दें।
    3. सर्जरी के बाद कम से कम 3 दिनों के लिए पोषक तत्वों से भरपूर जेल प्रदान करें, जिस बिंदु पर अकेले ठोस भोजन पर्याप्त होगा।
      1. असंतुलन प्रणाली की ओवरहेड आवश्यकताओं के कारण, ओवरहेड तार जाल में भोजन और पानी प्रदान न करें; पिंजरे के फर्श पर भोजन रखें, और पिंजरे के किनारे से पानी प्रदान करें। खराब होने से बचाने के लिए, भोजन को पूरी तरह से दैनिक बदलें।
    4. दैनिक, सुनिश्चित करें कि माउस के पास पिंजरे की संपूर्णता तक मुफ्त पहुंच है और यह कि असंतुलन माइक्रो-ड्राइव से मजबूती से और दृढ़ता से जुड़ा हुआ है।

Representative Results

उपरोक्त वर्णित प्रोटोकॉल का उपयोग चूहों में एक साथ कई मस्तिष्क क्षेत्रों से स्थानीय क्षेत्र संभावित संकेतों और एकल इकाइयों को रिकॉर्ड करने के लिए किया गया था, जिसमें पी 20 से पी 60 तक एक ही चूहों में दैनिक रिकॉर्डिंग की गई थी। यहां रिपोर्ट किए गए दो चूहों से प्रतिनिधि इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग और पोस्ट-एक्सपेरिमेंट हिस्टोलॉजी अंतिम रिकॉर्डिंग स्थानों का प्रदर्शन कर रहे हैं।

पी 20 चूहों में माइक्रो-ड्राइव का सर्जिकल आरोपण।
एक माइक्रो-ड्राइव (चित्रा 1) का निर्माण किया गया था (चित्रा 2) और शल्य चिकित्सा द्वारा पी 20 माउस में प्रत्यारोपित किया गया था, जैसा कि ऊपर वर्णित है। सर्जरी के तुरंत बाद, माउस को असंतुलन प्रणाली (चित्रा 2 जी -1) से जोड़ा गया और ठीक होने की अनुमति दी गई। एक बार माउस पूरी तरह से मोबाइल हो जाने के बाद, माइक्रो-ड्राइव को एक इन विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी रिकॉर्डिंग सिस्टम में प्लग किया गया था। माइक्रो-ड्राइव को रिकॉर्डिंग उपकरण से जोड़ने वाले केबल माउस के ऊपर निलंबित कर दिए गए थे। इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग (32 kHz) 1 घंटे के लिए सभी चैनलों में प्राप्त की गई थी, जबकि माउस ने अपने घर के पिंजरे में स्वाभाविक रूप से व्यवहार किया था। रिकॉर्डिंग के बाद, माउस को रिकॉर्डिंग सिस्टम से अनप्लग किया गया, काउंटरबैलेंस सिस्टम से फिर से जोड़ा गया, और पानी और चाउ तक मुफ्त पहुंच के साथ विवेरियम में वापस आ गया।

तंत्रिका गतिविधि की दैनिक रिकॉर्डिंग
पी 20-पी 60 की महत्वपूर्ण विकास खिड़कियों में एक ही मस्तिष्क क्षेत्र की पुरानी निगरानी को सक्षम करने के लिए कई हफ्तों तक रोजाना इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग प्राप्त की गई थी। पुरानी रिकॉर्डिंग से नमूना कच्चे स्थानीय क्षेत्र क्षमता (एलएफपी) चित्रा 3 ए, सी में दिखाया गया है। पृथक एकल इकाइयों को एक साथ कई टेट्रोड्स (चित्रा 3 बी) से प्राप्त किया गया था। समान तरंगों वाली इकाइयों को कई दिनों (चित्रा 3 बी, मध्य और दाएं) में पहचाना गया था, लेकिन रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड के संभावित बहाव के कारण, यह निश्चित रूप से दावा करना संभव नहीं था कि एक ही इकाई को दिनों में पहचाना जा रहा था। पी 20 पर प्रत्यारोपित एक अलग माउस में और कई हफ्तों तक दैनिक रूप से रिकॉर्ड किया गया, पृष्ठीय क्षेत्र सीए 1 को लक्षित करने वाले टेट्रोड पर तंत्रिका गतिविधि की जांच की गई। रिकॉर्डिंग के प्रत्येक दिन बड़े-आयाम तरंगों और अच्छी तरह से पृथक एकल इकाइयों की पहचान की गई (चित्रा 4)। इन आंकड़ों से संकेत मिलता है कि विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग में स्थिर, उच्च गुणवत्ता प्रारंभिक विकास में एक ही माउस से हो सकती है।

रिकॉर्डिंग साइटों की हिस्टोलॉजिकल पुष्टि और क्रोनिक आरोपण के विकासात्मक प्रभाव
अंतिम रिकॉर्डिंग दिवस के बाद, माउस को आइसोफ्लुरेन एनेस्थीसिया के माध्यम से पूरी तरह से एनेस्थेटाइज किया गया था, जिसके बाद पेंटोबार्बिटल सोडियम का एक घातक इंजेक्शन दिया गया था, और रिकॉर्डिंग साइटों पर छोटे घावों का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोड युक्तियों के माध्यम से एक करंट पारित किया गया था। माउस मस्तिष्क के पोस्ट-प्रयोग हिस्टोलॉजिकल सेक्शनिंग ने अंतिम रिकॉर्डिंग साइटों (चित्रा 5 ए, बी) के विज़ुअलाइज़ेशन की अनुमति दी। एक अलग समूह में, तीन नर और तीन मादा चूहों को ऊपर वर्णित पी 20 पर शल्य चिकित्सा द्वारा प्रत्यारोपित किया गया था। समान संख्या में कूड़े के साथियों को बिना प्रत्यारोपित छोड़ दिया गया और समान आवास स्थितियों में बनाए रखा गया। चूहों को पी 62 (प्रत्यारोपित समूह के लिए सर्जरी के 6 सप्ताह बाद) पर बलिदान किया गया था। खोपड़ी को सावधानीपूर्वक साफ किया गया था, और बाहरी माप ब्रेग्मा-टू-लैम्ब्डा दूरी (चित्रा 5 सी, शीर्ष बाएं) और लैम्ब्डा में बाहरी अधिकतम खोपड़ी की चौड़ाई (चित्रा 5 सी, शीर्ष दाएं) से लिया गया था। खोपड़ी की मध्य रेखा के साथ एक चीरा लगाया गया था, और खोपड़ी के आधे हिस्से को बड़े पैमाने पर माप के लिए मस्तिष्क को हटाने के लिए हटा दिया गया था (चित्रा 5 सी, नीचे दाएं)। ब्रेग्मा में खोपड़ी गुहा की ऊंचाई बरकरार खोपड़ी के आधे हिस्से (चित्रा 5 सी, नीचे बाएं) से मापी गई थी। प्रत्यारोपित और अप्रत्यारोपित समूहों (विलकॉक्सन रैंक-योग परीक्षण) के बीच कोई उपाय काफी भिन्न नहीं था, यह दर्शाता है कि पी 20 से शुरू होने वाले दीर्घकालिक प्रत्यारोपण का खोपड़ी या मस्तिष्क की मात्रा के प्राकृतिक विकास पर कोई सकल प्रभाव नहीं पड़ता है।

Figure 1
चित्र 1: माइक्रो-ड्राइव घटक। (ए) माइक्रो-ड्राइव बॉडी, (बी) कैनुला, (सी) शंकु, (डी) ढक्कन, (ई) पेंच संलग्नक, और (एफ) टेट्रोड-एडवांसिंग स्क्रू के त्रि-आयामी प्रतिपादन। प्रत्येक घटक की महत्वपूर्ण विशेषताओं को इंगित किया गया है। माप विवरण https://github.com/Brad-E-Pfeiffer/JuvenileMouseMicroDrive/ पर उपलब्ध मॉडल फ़ाइलों से निकाला जा सकता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2: माइक्रो-ड्राइव निर्माण । (ए) साइड और (बी) टेट्रोड-एडवांसिंग स्क्रू का शीर्ष दृश्य जिसमें शीर्ष और नीचे पेंच संलग्नक जुड़े हुए हैं। (सी) शरीर और कैनुला के साथ माइक्रो-ड्राइव का साइड और (डी) शीर्ष दृश्य और प्रत्येक कैनुला छेद के माध्यम से चलने वाली बड़ी पॉलीमाइड टयूबिंग और कैनुला के तल तक छंटनी की जाती है। (ई) स्क्रू और छोटे पॉलीमाइड टयूबिंग के साथ माइक्रो-ड्राइव का साइड व्यू। टेट्रोड लोडिंग से तुरंत पहले छोटे पॉलीमाइड ट्यूबों के शीर्ष को छंटनी की जाती है। (एफ) स्टीरियोटेक्सिक तंत्र से जुड़ी माइक्रो-ड्राइव पूरी की। सुरक्षात्मक शंकु जो आमतौर पर माइक्रो-ड्राइव को घेरता है, उसे विज़ुअलाइज़ेशन उद्देश्यों के लिए हटा दिया गया है। ध्यान दें कि इस माइक्रो-ड्राइव के लिए कुछ पेंच संलग्नक काले राल में मुद्रित किए गए थे। (जी) असंतुलन समर्थन प्रणाली। (ज) साइड और (आई) काउंटरबैलेंस सपोर्ट सिस्टम के साथ माउस पिंजरे का शीर्ष दृश्य। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: प्रतिनिधि इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग। एक पी 20 माउस को ऊपर वर्णित माइक्रो-ड्राइव के साथ प्रत्यारोपित किया गया था। पी 21 पर शुरू हुआ और उसके बाद हर दिन 2 सप्ताह के लिए, माउस को रिकॉर्डिंग उपकरण से जोड़ा गया था, और तंत्रिका गतिविधि को कम से कम 1 घंटे के लिए दर्ज किया गया था। आर = दाएं) पूर्ववर्ती सिंगुलेट कॉर्टेक्स (एसीसी), हिप्पोकैम्पल क्षेत्र सीए 3 (सीए 3), और हिप्पोकैम्पल क्षेत्र सीए 1 (सीए 1)। डेटा हर दिन एकत्र किया गया था; स्पष्टता के लिए, केवल विषम दिनों के डेटा प्रदर्शित किए जाते हैं। सभी निशान घर के पिंजरे में गतिहीनता की अवधि के दौरान लिए गए थे। स्केल बार: 1 एमवी, 2 एस (बी) पैनल ए में रिकॉर्डिंग के लिए हिप्पोकैम्पल क्षेत्र सीए 3 (बाएं) और सीए 1 (दाएं) से अलग प्रतिनिधि एकल इकाइयां। प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर सभी कच्चे तरंगों को काले रंग में दिखाया गया है; औसत लाल रंग में है। स्केल बार: 50 μV, 0.2 ms (C) प्रतिनिधि कच्चे LFP p20 पर प्रत्यारोपित दूसरे माउस के लिए p60 पर अंतिम रिकॉर्डिंग दिन तक हर 10 वें दिन के लिए निशान लगाता है। डेटा हर दिन एकत्र किया गया था; स्पष्टता के लिए, प्रत्येक 10 वें दिन से केवल डेटा प्रदर्शित किया जाता है। सभी निशान घर के पिंजरे में गतिहीनता की अवधि के दौरान लिए गए थे। स्केल बार: 1 mV, 2 s. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4. पुरानी रिकॉर्डिंग की स्थिरता। एक पी 20 माउस को माइक्रो-ड्राइव के साथ प्रत्यारोपित किया गया था, जैसा कि ऊपर वर्णित है। पी 21 पर शुरू हुआ और उसके बाद 4 सप्ताह के लिए, माउस को रिकॉर्डिंग उपकरण से जोड़ा गया था, और तंत्रिका गतिविधि को कम से कम 1 घंटे के लिए दर्ज किया गया था। पृष्ठीय हिप्पोकैम्पल सीए 1 को लक्षित करने वाले टेट्रोड्स से डेटा दिखाया गया है। (ए) पी 21, पी 30 और पी 40 पर पहचाने गए रिपल घटनाओं के लिए कच्चा (ऊपर) और रिपल-फ़िल्टर (नीचे) एलएफपी। तरंग घटनाओं की पहचान करने के लिए, कच्चे एलएफपी को 125 हर्ट्ज और 300 हर्ट्ज के बीच बैंड-पास फ़िल्टर किया गया था, और रिपल घटनाओं को औसत से ऊपर 3 मानक विचलन से अधिक रिपल-बैंड पावर में क्षणिक वृद्धि के रूप में पहचाना गया था। प्रत्येक तरंग की शुरुआत और अंत को उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया गया था जब रिपल बैंड पावर माध्य पर लौट आया था। पहचाने गए तरंगें लाल रंग में दिखाई जाती हैं। स्केल बार: 100 एमएस, टॉप-टू-बॉटम: 1,000 μV, 140 μV, 1,800 μV, 180 μV, 9,000 μV, 1,200 μV, 10,000 μV. (B) पैनल A में रिकॉर्डिंग के लिए CA1-लक्षित टेट्रोड से प्रत्येक दिन से एक प्रतिनिधि एकल इकाई। प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर सभी कच्चे तरंगों को काले रंग में दिखाया गया है; औसत लाल रंग में है। स्केल बार 0.2 एमएस, ऊपर-से-नीचे: 50 μV, 100 μV, 100 μV. (C) पैनल B में एकल इकाइयों के लिए सभी स्पाइक्स का ऑटोकोरेलोग्राम। ये डेटा कई हफ्तों में हिप्पोकैम्पल पिरामिड परत के भीतर स्थिर इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट प्रदर्शित करते हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: प्रतिनिधि हिस्टोलॉजी और खोपड़ी के विकास पर प्रभाव। एक पी 20 माउस को माइक्रो-ड्राइव के साथ प्रत्यारोपित किया गया था, जैसा कि ऊपर वर्णित है। पी 60 पर अंतिम रिकॉर्डिंग दिन के बाद, रिकॉर्डिंग साइटों पर इलेक्ट्रोलाइटिक घावों का उत्पादन किया गया था, और मस्तिष्क को 4% पैराफॉर्मलडिहाइड के साथ संक्रमित किया गया था। रिकॉर्डिंग साइटों की पहचान करने के लिए, 50 μm अनुभागों का उत्पादन किया गया था। (ए) हिप्पोकैम्पस के सीए 1 और सीए 3 में घाव। तीर का निशान सीए 3 रिकॉर्डिंग साइट को दर्शाता है; डबल-एरोहेड सीए 1 रिकॉर्डिंग साइट को दर्शाता है। स्केल बार: 0.5 मिमी (बी) द्विपक्षीय एसीसी में घाव। तीर के निशान एसीसी रिकॉर्डिंग साइटों को दर्शाते हैं। स्केल बार: 0.5 मिमी (सी) पी 62 चूहों की खोपड़ी का आकार और मस्तिष्क द्रव्यमान माप पी 20 (ग्रे) और बिना प्रत्यारोपित कूड़े (सफेद) पर माइक्रो-ड्राइव के साथ प्रत्यारोपित किया गया। प्रत्येक माप के लिए विलकॉक्सन रैंक-योग परीक्षण का पी-मान बताया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

कृन्तकों में विवो न्यूरल सर्किट फ़ंक्शन में खोज करने वाले आधुनिक प्रयोग अक्सर व्यक्तिगत न्यूरॉन्स (यानी, एकल इकाइयों) या स्थानीय आबादी (स्थानीय क्षेत्र क्षमता, एलएफपी के माध्यम से) की गतिविधि की निगरानी के लिए स्थायी रूप से प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड के माध्यम से बाह्य इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी का उपयोग करते हैं, लेकिन तकनीकी चुनौतियों के कारण ऐसे तरीकों को शायद ही कभी किशोर चूहों पर लागू किया जाता है। यह पांडुलिपि पी 20 से पी 60 और उससे आगे की विकासात्मक रूप से महत्वपूर्ण खिड़कियों में चूहों में विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल रिकॉर्डिंग प्राप्त करने के लिए एक विधि का वर्णन करती है। इस पद्धति में माइक्रो-ड्राइव इम्प्लांट के मुद्रण और निर्माण के लिए एक विनिर्माण प्रक्रिया, एक सर्जिकल प्रत्यारोपण प्रक्रिया और एक पोस्ट-सर्जरी रिकवरी रणनीति शामिल है, जिनमें से सभी विशेष रूप से किशोर चूहों में उपयोग के लिए तैयार किए गए हैं। इस प्रोटोकॉल के विकास में कई विचार प्रभावशाली थे, जिसमें उनके वयस्क समकक्षों की तुलना में किशोर चूहों के छोटे आकार और सापेक्ष कमजोरी के साथ-साथ किशोर माउस खोपड़ी की कम ओसिफिकेशन शामिल थी, जिस पर माइक्रो-ड्राइव को संलग्न करने की आवश्यकता थी।

विवो इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी में प्रदर्शन करने के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो प्राथमिक तरीके इलेक्ट्रोड (जैसे, टेट्रोड्स) और सिलिकॉन जांच के सरणी हैं। सिलिकॉन प्रोब हल्के होते हैं, प्रति यूनिट वजन में बड़ी संख्या में रिकॉर्डिंग साइट प्रदान कर सकते हैं, और पहले किशोर चूहों25 में उपयोग किया गया है। हालांकि, सिलिकॉन जांच प्रति इकाई अपेक्षाकृत महंगी हैं। इसके विपरीत, इस पांडुलिपि में वर्णित माइक्रो-ड्राइव का निर्माण कच्चे माल में $ 50 अमरीकी डालर से कम का उपयोग करके किया जा सकता है, जिससे यह विवो रिकॉर्डिंग में लागत प्रभावी विकल्प बन जाता है। इसके अलावा, सिलिकॉन जांच को अक्सर निश्चित लाइनों में प्रत्यारोपित किया जाना चाहिए, जो स्थानिक रूप से विविध मस्तिष्क क्षेत्रों की रिकॉर्डिंग को प्रतिबंधित करता है। इसके विपरीत, इस पांडुलिपि में वर्णित माइक्रो-ड्राइव डिज़ाइन स्वतंत्र रूप से समायोज्य टेट्रोड्स का उपयोग करता है ताकि उन स्थानों के बीच स्थानिक संबंधों पर लगभग कोई प्रतिबंध न हो। इस माइक्रो-ड्राइव डिज़ाइन को आसानी से संशोधित किया जा सकता है ताकि यहां वर्णित लोगों की तुलना में विभिन्न स्थानों को लक्षित करने की अनुमति मिल सके, कैनुला होल एक्सट्रूज़न को किसी भी वांछित पूर्वकाल / पीछे और औसत / डिस्टल स्थान पर ले जाकर। वैकल्पिक मस्तिष्क क्षेत्रों को लक्षित करते समय, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि जबकि टेट्रोड्स अक्सर सीधे यात्रा करेंगे, इन पतले तारों के लिए माइक्रो-ड्राइव कैनुला से बाहर निकलते समय थोड़ा विक्षेपित करना संभव है। इस प्रकार, मस्तिष्क क्षेत्र जितना छोटा या अधिक उदर होता है, टेट्रोड्स के साथ क्षेत्र को सफलतापूर्वक लक्षित करना उतना ही चुनौतीपूर्ण होगा।

इस पांडुलिपि में वर्णित माइक्रो-ड्राइव इम्प्लांट कई पूर्व टेट्रोड-आधारित माइक्रो-ड्राइव डिज़ाइन 23,32,33,34,35 के समान है, जिसमें अलग-अलग टेट्रोड्स को स्क्रू से चिपकाया जाता है, जो प्रत्येक टेट्रोड की रिकॉर्डिंग गहराई के ठीक नियंत्रण की अनुमति देता है। जबकि वर्तमान माइक्रो-ड्राइव डिज़ाइन की कई विशेषताएं अद्वितीय हैं, जिनमें स्थानिक रूप से वितरित मस्तिष्क क्षेत्रों को लक्षित करने में आसानी शामिल है, वर्तमान पांडुलिपि की प्राथमिक नवीनता सर्जिकल आरोपण और सर्जरी के बाद की वसूली रणनीतियों का विवरण है, जो अभी भी विकासशील किशोर चूहों में नेटवर्क गतिविधि के पुराने अध्ययन की अनुमति देती है। दरअसल, यहां वर्णित सर्जरी और वसूली पद्धतियों को किशोर चूहों में अन्य प्रत्यारोपण का समर्थन करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है।

कई दिनों में एक सुसंगत रिकॉर्डिंग बनाए रखने के लिए, तारों या जांच को खोपड़ी पर सख्ती से चिपकाया जाना चाहिए। जबकि माउस खोपड़ी की समग्र संरचना पी 20 के बाद केवल मामूली परिवर्तनों से गुजरती है, खोपड़ी पी 20 और पी 4536 की उम्र के बीच काफी मोटी हो जाती है। दरअसल, पी 20 पर खोपड़ी क्षतिग्रस्त होने के बिना संलग्न प्रत्यारोपण का समर्थन करने के लिए अपर्याप्त रूप से कठोर है। इस जैविक सीमा को दूर करने के लिए, यह प्रोटोकॉल कृत्रिम रूप से आरोपण सर्जरी के दौरान साइनोएक्रिलेट के माध्यम से खोपड़ी को मोटा करता है। पी 20 से कम उम्र के चूहों में आरोपण इस रणनीति का उपयोग करके संभव है, लेकिन माउस खोपड़ी लगभग पी 2036 तक काफी आकार और आकार में परिवर्तन से गुजरती है। इस प्रकार, पी 20 से कम उम्र के चूहों में विस्तारित अवधि के लिए आरोपण की सिफारिश नहीं की जाती है क्योंकि अभी भी विकसित खोपड़ी में साइनोएक्रिलेट और निश्चित हड्डी के पेंच खोपड़ी के प्राकृतिक विकास और अंतर्निहित मस्तिष्क ऊतक विकास को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं। महत्वपूर्ण रूप से, इस अध्ययन में, पी 20 (चित्रा 5 सी) से शुरू होने वाले क्रोनिक आरोपण के बाद खोपड़ी या मस्तिष्क के आकार के सकल माप पर कोई प्रभाव नहीं देखा गया था।

इस पांडुलिपि में वर्णित विधि में एक महत्वपूर्ण कदम सर्जरी के बाद की वसूली रणनीति है; इस रणनीति के अनुसार, इम्प्लांट के वजन को लगातार संतुलित किया जाना चाहिए क्योंकि माउस परिपक्व होता है और मांसपेशियों और मस्कुलोस्केलेटल सिस्टम के विकास से गुजरता है। प्रत्यारोपण के तुरंत बाद, चूहे असंतुलन के बिना प्रत्यारोपण के वजन को सफलतापूर्वक सहन करने में असमर्थ होते हैं, जिससे कुपोषण और निर्जलीकरण होता है क्योंकि माउस अपने पिंजरे में भोजन और पानी के स्रोतों तक पर्याप्त रूप से नहीं पहुंच सकता है। प्रतिसंतुलन प्रणाली निर्माण के लिए आसान और सस्ती है, लागू करने के लिए तुच्छ है, और किसी भी प्रत्यारोपण योग्य उम्र के चूहों को अपने घर के पिंजरे की संपूर्णता का स्वतंत्र रूप से पता लगाने की अनुमति देती है, इस प्रकार पर्याप्त पोषण और जलयोजन सुनिश्चित करती है। चूहों की उम्र के रूप में, असंतुलन की मात्रा को कम किया जा सकता है जब तक कि इसे वयस्क चूहों में पूरी तरह से हटाया नहीं जा सकता है; हालांकि, प्रयोग की अवधि के लिए प्रतिसंतुलन प्रणाली के निरंतर उपयोग की सिफारिश की जाती है, जिसमें हर समय कम से कम एक नाममात्र काउंटरवेट जुड़ा होता है। जबकि एक वयस्क माउस समय के साथ माइक्रो-ड्राइव के आकार और वजन को सहन करने में सक्षम हो सकता है, बिना किसी अतिरिक्त काउंटरवेट के मुक्त व्यवहार के दौरान निरंतर प्राकृतिक आंदोलन हड्डी के स्क्रू पर टोक़ और कतरनी बल पैदा करता है जो खोपड़ी पर माइक्रो-ड्राइव को लंगर डालता है, जिससे यह अलग होने की संभावना बढ़ जाती है, खासकर लंबे समय तक पुराने प्रयोगों के दौरान।

वर्तमान अध्ययन के लिए दो महत्वपूर्ण सीमाएं ध्यान देने योग्य हैं। सबसे पहले, खोपड़ी और मस्तिष्क के विकास पर पी 20 पर आरोपण के प्रभाव का आकलन करने के लिए, चूहों के कई समूहों को लंबे समय तक आरोपण के बाद बलिदान किया गया था (चित्रा 5 सी)। जबकि इन विश्लेषणों ने खोपड़ी गुहा के आकार या मस्तिष्क द्रव्यमान (चित्रा 5 सी) पर आरोपण का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं दिखाया, वर्तमान अध्ययन ने पी 20-पी 60 की प्रारंभिक विकास अवधि के दौरान कई समय बिंदुओं पर खोपड़ी के आकार या मस्तिष्क द्रव्यमान की जांच नहीं की। जबकि पूर्व कार्य दर्शाता है कि मस्तिष्क गुहा का विकास पी 2036 द्वारा पूरा हो गया है, यह संभव है कि इस प्रारंभिक खिड़की पर आरोपण अप्रत्याशित परिवर्तन पैदा कर सकता है जो वयस्क उम्र द्वारा ठीक या क्षतिपूर्ति की जाती है जिनका मूल्यांकन यहां किया गया था। दूसरा, चित्रा 3 और चित्रा 4 में दिखाए गए इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल डेटा का उत्पादन करने वाले प्रयोगों को सेल उपज को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। इस प्रकार, जबकि यहां प्रस्तुत डेटा स्थिर, पुरानी रिकॉर्डिंग और अच्छी तरह से पृथक एकल इकाइयों का प्रदर्शन करते हैं, उन्हें इस उपकरण के लिए अधिकतम संभावित उपज के प्रतिनिधि के रूप में नहीं लिया जाना चाहिए।

कई मानव न्यूरोलॉजिकल और मनोरोग विकार प्रारंभिक विकास की अवधि के दौरान या किशोरावस्था में प्रकट होते हैं, जिसमें ऑटिज्म और स्किज़ोफ्रेनिया शामिल हैं। हालांकि, माउस मॉडल उपलब्ध होने के बावजूद, सर्किट-स्तर की शिथिलता के बारे में बहुत कम जानकारी है जो इन बीमारियों को कम कर सकती है। इन प्रारंभिक नेटवर्क परिवर्तनों की पहचान प्रारंभिक पहचान रणनीतियों और उपचार प्रतिमान बनाने के लिए महत्वपूर्ण है। फिर भी, तकनीकी चुनौतियों के कारण, यह स्पष्ट नहीं है कि न्यूरोसाइकिएट्रिक रोगों के माउस मॉडल में विकास में नेटवर्क फ़ंक्शन कैसे बाधित होता है। यहां वर्णित माइक्रो-ड्राइव और रिकवरी रणनीति को माउस मस्तिष्क में बहु-क्षेत्रीय मस्तिष्क नेटवर्क विकास में जांच का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और इस प्रकार, शोधकर्ताओं को स्वस्थ मस्तिष्क के विकास को मापने के साथ-साथ बीमारी के माउस मॉडल में उस विकास में परिवर्तन की पहचान करने की अनुमति देता है।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान R01 NS104829 (B.E.P.), R01 MH117149 (L.J.V.), और F99NS12053 (L.D.Q.) और UT साउथवेस्टर्न जीएसओ एंडोमेंट अवार्ड (R.J.P. और L.D.Q.) द्वारा समर्थित किया गया था। लेखक तकनीकी सहायता के लिए जेनी स्कारिया (टेक्सास टेक यूनिवर्सिटी हेल्थ साइंसेज सेंटर स्कूल ऑफ फार्मेसी) और पद्धतिगत सुझावों के लिए डॉ ब्रेंडन वाटसन (मिशिगन विश्वविद्यालय) को धन्यवाद देते हैं।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10 V video tracking LEDs Neuralynx HS-LED-Red/Green-omni-10V For use with headstage pre-amplifiers that contain LED sockets for movement tracking purposes
16TT EIB Board Neuralynx EIB-36-16TT Electronic interface board- omnetics connector
16TT headstage pre-amplifier Neuralynx HS-36-LED Omnetics 44 socket signal amplifier between EIB board and tether cable for recording applications; includes connectors for headstage LEDs for movement tracking purposes
Baby-Mixter hemostat FST 13013-14 Fine curved hemostat
Bone anchor screw Stoelting 51457 Used to attach EIB board to main drive body
Burpenorphine ZooPharm Lot #BERLAB0.5-221207 Burpenorphine (0.5 mg/mL) 5mL quantity
Cable tether Neuralynx HS-36 Litz Tether Lightweight shielded wire tether for omnetics headstages; length options of 1 m/2 m/3 m/5 m
Carprofen/Rimadyl Bio-Serve MD150-2 Post-operative anti-inflammatory agent
Clear resin v4 Formlabs FLGPGR04 Liquid resin that is photopolymerized by 3D printer during the 3D printing process
Custom (shuttle) screw Advanced Machining and Tooling, Inc. Custom Machined and threaded custom screws
Dental acrylic liquid component Teets denture material Lot# 329801 liquid  component of denture material (see above)
Dental acrylic powder component Teets denture material Lot# 583987 "cold cure" denture material, methyl methacrylate; mixed with liquid component for application to secure recording device in place
DietGel Boost ClearH2O 72-04-5022 High calorie dietary supplement for young/recovering mice
Digital Lynx 16SX Neuralynx DigitalLynx 16SX Base Main recording apparatus with 16 combo board slots for up to 512 recording channels
Dissector scissors- heavy blades FST 14082-09 Various
Dumont #5 ceramic coated forceps FST 11252-50 Tetrode handling/threading/pinning
Dumont #5SF forceps FST 11252-00 Multipurpose assembly use
Dumont #5SF forceps FST 11252-00 Multipurpose surgical use
Dumont #7 fine forceps (curved) FST 11274-20 Various
Dumont #7 fine forceps (curved) FST 11274-20 Multipurpose surgical use
EIB-36 plating adapter Neuralynx EIB-36 plating adapter Plating/assembly use
EIB-36 plating adapter Neuralynx EIB-36 plating adapter Stereotactic accessory for lowering drive onto skull during surgery
Euthasol Virbac 710101 Pentobarbital sodium for euthanasia
Extra fine Bonn scissors FST 14083-38 Various
Extra fine graefe forceps FST 11150-10 Small straight serrated forceps
Extra fine graefe forceps FST 11150-10 Small straight serrated forceps
Fine hemostats FST 13006-12 Fine hemostats
Fine scissors- CeramaCut FST 14958-09 Tetrode cutting
Fine scissors- ToughCut FST 14058-09 Various
Form 3+ Formlabs PKG-F3-P-WS-SVC-BASIC 3D printer for fabrication of all printed parts/materials; low-force stereolithography 3D printer (LFS)
Gel super glue Loctite 1363589 Various steps
Graefe forceps FST 11049-10 Small angled serrated forceps
Ground wire A-M Systems Lot# 582335 Stainless steel bare wire, .005" diameter, annealed, 100 feet
Hair removal gel Generic Commercially available For pre-op removal of hair from top of mouse head
Heat gun Dewalt D26960K Tetrode fusion following spinning
High temperature cautery kit FST 18010-00 For use with bone wax if applicable
Hot bead sterilizer FST 18000-45 Electrical sterilization apparatus for ad hoc instrument sterilization during surgical procedures
Isoflurane Covetrus 11695067771 Standard isoflurane liquid anesthsia for use in isoflurane vaporizer to max 5%
Isopropyl alcohol 91% Generic Commercially available For standard pre-operative sterilization procedure
Jewelry screw (bone screws for juvenile mice) Component supply co. MX-000120-02SFL S/S machine screw #000-120 x 1/8'' filister head, slotted drive
LaGrange scissors FST 14173-12 Various
Large polyimide tubing Nordson medical Lot # 13564 Polyimide tubing- inner diameter 0.0071"; outer diameter 0.0115"; length 36"
Liquid super glue Loctite 1365882 Various steps
Micro drill Foredom K.1070 K.1070 high speed rotary micromotor kit; with control box, 3/32" collet, variable speed foot control, handpiece cradle; stereotactically fittable; 100–115 V use
Micro drill burr (0.5 mm+) FST 19007-05/07/09 Craniotomy
Mineral oil Sigma Pcode 1002076577; M5904-500mL Various steps
Mineral oil Sigma Pcode 1002076577; M5904-500mL For use keeping craniotomy holes open
Miniature flathead screwdriver FST 30051-10 Insertion/tightening of bone screws
Neosporin Triple Antibiotic Ointment Johnson & Johnson 512373700 Antibiotic ointment
Omnetics 44 socket nano connector Neuralynx Neuralynx part #A70427-801 NONSTANDARD ITEM- omnetics 44 socket (female) dual row straight leg nano connector with 2 guide pins (male) for use with custom-made counterbalance apparatus
Platinum 10% iridium wire California fine wire MO# M374710 Fine recording wire spun into tetrodes for use during recording by use of the terode assembly station and spinner 2.0 (see below); HML NATRL VG BOND COAT; SIZE .0007 X 200FT
Platinum black plating solution Neuralynx Platinum black plating solution Plating
Polycarbonate cage bottom Thomas Scientific/Maryland plastics 1113M35; mfr. No. E0270 Standard cage bottom; can be fitted with wire mesh apparatus over top that contains chow+water bottle for unimplanted mice
Polycarbonate cage top with N10 micro filter Ancare N/A Standard cage top to be modified with PVC pipe for counterbalance apparatus
Povidone iodine 10% Generic Commercially available For standard pre-operative sterilization procedure
PVC pipe Charlotte pipe N/A 1/2" x 600 PSI schedule 40 white PVC pipe; for use/assembly into counterbalance apparatus during mouse recovery
Scalpel blades- #4 FST 10060-00 Incision use
Scalpel handle- #4 gross anatomy FST 10060-13 Incision use
Self-holding pin and bone screw forceps FST 26100-00 Holder for bone and ground screws while inserting into skull
Small EIB pins Neuralynx Small EIB pins Attachment of tetrode wires to EIB board
Small polyimide tubing Nordson medical Lot # 19102423 Polyimide tubing- inner diameter 0.004''; outer diameter 0.0044''; length 36"
SolidWorks Dassault Systemes SolidWorks 3D CAD program for micro-drive design
Spatula and probe FST 1090-13 Applicator for petroleum jelly/mineral oil + optional use for ad hoc tetrode straightening
Spring scissors- 8 mm FST 15024-10 Scissors for cranial tissue incisions
Spring scissors- 8 mm FST 15024-10 Initial incisions
Standard pattern forceps FST 11000-12 Large serrated forceps
Surgical scissors- sharp-blunt FST 14001-12 Various
Surgical scissors- ToughCut FST 14054-13 Various
Tetrode assembly station Neuralynx Tetrode assembly station Tetrode Assembly
Tetrode spinner 2.0 Neuralynx Tetrode spinner 2.0 Tetrode Assembly
Two-part epoxy Gorilla brand 4200102 Various steps

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References

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न्यूरोसाइंस अंक 196 विवो फिजियोलॉजी टेट्रोड किशोर चूहों एलएफपी एकल इकाइयों माइक्रो-ड्राइव प्रत्यारोपण सर्जरी वसूली में।
किशोर चूहों में क्रोनिक टेट्रोड रिकॉर्डिंग के लिए एक हल्का ड्राइव प्रत्यारोपण
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Pendry, R. J., Quigley, L. D., Volk, … More

Pendry, R. J., Quigley, L. D., Volk, L. J., Pfeiffer, B. E. A Lightweight Drive Implant for Chronic Tetrode Recordings in Juvenile Mice. J. Vis. Exp. (196), e65228, doi:10.3791/65228 (2023).

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