هنا ، نقدم غرسة فريدة من نوعها قابلة للطباعة 3D للفئران ، تسمى TD Drive ، قادرة على تسجيلات قطب سلكي ثنائية متناظرة ، حاليا في ما يصل إلى عشر مناطق دماغية موزعة في وقت واحد.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
محرك TD: غرسة بارامترية مفتوحة المصدر للتسجيلات الكهربية متعددة المناطق في الفئران الناقلة والنائمة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
تكمن التفاعلات المعقدة بين مناطق الدماغ المتعددة وراء معظم الوظائف المنسوبة إلى الدماغ. عملية التعلم ، وكذلك تكوين وتوحيد الذكريات ، هما مثالان يعتمدان بشكل كبير على الاتصال الوظيفي عبر الدماغ. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التحقيق في أوجه التشابه و / أو الاختلاف في نصف الكرة الغربي يسير جنبا إلى جنب مع هذه التفاعلات متعددة المناطق. وبالتالي ، تعتمد الدراسات الفيزيولوجية الكهربية التي تحاول توضيح هذه العمليات المعقدة على تسجيل نشاط الدماغ في مواقع متعددة في وقت واحد وغالبا بطريقة ثنائية. يظهر هنا غرسة 3D قابلة للطباعة للفئران ، تسمى TD Drive ، قادرة على تسجيلات قطب سلكي ثنائية متناظرة ، حاليا في ما يصل إلى عشر مناطق دماغية موزعة في وقت واحد. تم إنشاء التصميم مفتوح المصدر باستخدام مبادئ التصميم البارامتري ، مما يسمح للمستخدمين المحتملين بتكييف تصميم محرك الأقراص بسهولة مع احتياجاتهم ببساطة عن طريق ضبط المعلمات عالية المستوى ، مثل الإحداثيات الأمامية والخلفية والمتوسطة لمواقع قطب التسجيل. تم التحقق من صحة تصميم الزرع في n = 20 فئران Lister Hooded التي أدت مهام مختلفة. كانت الغرسة متوافقة مع تسجيلات النوم المربوطة وتسجيلات المجال المفتوح (استكشاف الكائنات) بالإضافة إلى التسجيل اللاسلكي في متاهة كبيرة باستخدام نظامين مختلفين للتسجيل التجاري ومراحل الرأس. وبالتالي ، يظهر هنا التصميم والتجميع القابل للتكيف لزرع فيزيولوجي كهربي جديد ، مما يسهل التحضير والزرع السريع.
المقدمة
إن الطبيعة متعددة المناطق لتفاعلات الدماغ أثناء الاستيقاظ والنوم تجعل من الصعب إجراء دراسة شاملة للعمليات الفسيولوجية الجارية. في حين أن الأساليب مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) والموجات فوق الصوتية الوظيفية (fUS) تسمح بأخذ عينات من نشاط الدماغ من الدماغالكامل 1,2 ، فإنها تستغل اقتران الأوعية الدموية العصبية لاستنتاج نشاط الدماغ من نشاط الدورة الدموية ، مما يحد من دقتها الزمنية2. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي وضع موضوع البحث في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي ، مما يحظر التجارب مع التي تتحرك بحرية. يتيح التصوير البصري لديناميكيات الكالسيوم باس....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل اللجنة المركزية الهولندية Dierproeven (CCD) وأجريت وفقا لقانون التجارب على (رموز البروتوكول: 2020-0020-006 و 2020-0020-010). تم استخدام ذكور الفئران Lister المقنعين من 9-12 أسبوعا عند الوصول. يتم سرد الكواشف والمعدات المستخدمة في البروتوكول في جدول المواد. انظر الشكل التكميلي 1 والشكل التكميلي 2 لمعرفة خطوات عملية بناء محرك الأقراص.
1. ضبط وإنشاء نماذج 3D وبيانات لوحة واجهة القطب (EIB)
- افتح تصميم جسم محرك الأقراص في Autodesk Fusion. انقر فوق تغيير المعلمات ضمن علامة التبويب تعديل . اضبط إحداثيات....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
باستخدام الإرشادات الواردة في البروتوكول ، يمكن إنشاء محرك TD بسهولة بواسطة العديد من المجربين. بعد تطوير محرك الأقراص (n = 4) ، تم تشغيل طيار كامل مع ثمانية. تم زرع مجموعة إضافية من ثمانية ، وتم جمع البيانات التجريبية. نظرا لعدم اكتمال تحليل البيانات حول هذه ، فقد تم تضمينها في تحليل البقاء على قيد الحياة ، ولكن ليس في التحليلات الأخرى (على سبيل المثال ، الاستهداف أو الأنسجة). تم إجراء جراحة الزرع بعد أسبوعين من الوصول (انظر الشكل 3A للمواقع المستهدفة المستخدمة في الطيار). تم إجراء عملية ال.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
يظهر في هذه المقالة غرسة قابلة للتكيف لتسجيلات القطب السلكي الثنائي المتماثل متعدد المناطق للفئران التي تتحرك بحرية.
كانت القدرة على ضبط الغرسة بسهولة عن طريق تغيير المعلمات المحددة مسبقا أحد الدوافع لإنشاء محرك TD. وبينما تهدف إلى زيادة المرونة إلى أقصى حد لتغيير البارامترات، فإن القيود المتأصلة في العلاقات بينهما تفرض بالضرورة حدودا على هذه القدرة على التكيف. لا يتم تعيين أي حدود بشكل افتراضي للمعلمات الأمامية الخلفية ، مع تحكم هذه الإحداثيات بدلا من ذلك من .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
TS و PvH موظفان في 3Dneuro ، نيميخن ، هولندا. شارك 3Dneuro في تطوير وإنتاج محرك TD.
شكر وتقدير
يود المؤلفون أن يشكروا أنجيلا جوميز فونسيكا على الإلهام لتطوير الحملة وجميع الطلاب الذين أجروا تجارب تجريبية مع ، ميلان بوجرز ، فلور فان رافينسوود ، وإيفا سيفيرينين. وقد دعم هذا العمل مجلس البحوث الهولندي (NWO; برنامج كروس 17619 "مكثف").
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مثقاب 0.5 مم | McMaster | 2951A38 | |
| مقبس SIP / DIP مترابط بزاوية 1.27 مم (Mill-Max) | Mouser Electronic | 575-003101 | لتركيب وتوصيل EEG & مسامير GND |
| 5 دقيقة الايبوكسي ؛ | البيسون | متاح تجاريا | العادية من الإيبوكسي |
| سيانواكريليت الغراء | Loctite | Super Glue-3 & nbsp ؛ | |
| علوم الأسلاك EEG | GmbH | 7SS-2T | |
| منتجات علوم الأسلاك الكهربائي | GmbH | NC7620F | |
| الإيثانول | LC | لإجراء التعقيم القياسي قبل الجراحة للمحرك | |
| ملقط دقيق (5) | FST | 91150-20 | لإعداد حزمة الأسلاك والتعامل |
| معها نموذج 3B | Formlabs | طابعة ثلاثية الأبعاد تستخدم لطباعة الأجزاء المطبوعة ذاتيا من دبابيس الذهب محرك TD | |
| (صغيرة) | Neuralynx، Inc. | 9885 | إرفاق أسلاك كهربائية بلوحة EIB |
| منتجات علوم الأسلاك الأرضية | GmbH | SS-3T / A | |
| موصل عالي الكثافة ؛ | LabMaker GmbH / Omnetics | A79026-001 | |
| Lister Hodded | Rats Charles River Laboratories | Crl: LIS | استخدمنا ذكور الفئران ، 9-12 أسبوعا من العمر عند الوصول |
| M1 إدراج النحاس | AliExpress | متاح تجاريا | https://aliexpress.com/item/33047616164.html |
| M1 صنبور | McMaster | 2504A33 | |
| M1x16 برغي | Bossard | 1096613 | |
| مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ M1x3 | مسامير وأكثر | 84213_14985 | |
| M2.5x5 مسامير بوليميد | مسامير والمزيد | 7985PA25S_50 | |
| الزيوت المعدنية | McMaster | 1244K14 | |
| طلاء الأظافر | Etos | متاح تجاريا | لترميز الألوان EEG و GND الأسلاك |
| شريط الرسام | جاما | متاح تجاريا | لإعداد حزمة |
| الأسلاك دبوس ملزمة | McMaster | 8455A16 | |
| ورقة التخطيط | Canson | متاح تجاريا | لأنابيب البوليميد الجاهزة لحزمة الأسلاك |
| Amazon / Small Parts | TWPT-0159-30-50 | AWG ، 0.0159 "ID" ، 0.0219 "OD ، 0.0030" جدار ، 30 "طول | |
| RHD 32 قناة مع مقياس التسارع | Intan Technologies، LLC | C3324 | للتسجيلات المربوطة في صندوق النوم |
| RHD 3 أقدام (0.9 متر) كابلات SPI القياسية | Intan Technologies، LLC | C3203 | من العاكس إلى المسرح |
| RHD 6 أقدام (1.8 متر) كابلات SPI القياسية | Intan Technologies، LLC | C3206 | من صندوق OpenEphys إلى |
| حلقة الانزلاق للمبدل مع شفة | Adafruit | 1196 | المبدل: قطر 22 مم ، 12 سلكا |
| تدفق اللحام ؛ | جريفون S-39 50 مل | متوفر تجاريا | للحام EEG & GND مسامير |
| لحام | لصق الأمازون | B08CBZ5HC5 | |
| الفولاذ المقاوم للصدأ M2 الجوز | ماكماستر | 93935A305 | |
| إعداد التسجيل المربوط | OpenEphys | Acquasition Board | |
| مسجل التسجيل اللاسلكي | SpikeGadgets | miniLogger 32 | للتسجيلات اللاسلكية في المهمة |
| إعداد التسجيل اللاسلكي | التحكم الرئيسية SpikeGadgets (MCU) بما في ذلك لوحة الاختراق وجهاز الإرسال والاستقبال RF | للتسجيلات اللاسلكية في المهمة |
المراجع
- Deffieux, T., Demené, C., Tanter, M. Functional Ultrasound Imaging: A New Imaging Modality for Neuroscience. Neuroscience. 474, 110-121 (2021).
- Finn, E. S., Poldrack, R. A., Shine, J. M. Functional neuroimaging as a catalyst for integrated neuroscience. Nature. 623....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
