بروتوكول جراحي لنافذة قمحية كبيرة وقابلة لإعادة الإغلاق تتيح تسجيلات الفيزيولوجيا الكهربائية الطولية متعددة الوسائط لشبكة وضع الفأر الافتراضي

ملخص

يصف هذا البروتوكول طريقة جراحية ذات مرحلتين لإنشاء نافذة قحفية كبيرة قابلة لإعادة الإغلاق وتحفظ الجافية في الفئران. تتيح هذه التقنية تسجيلات كهربائية فيزيولوجية مزمنة متعددة الوسائط من شبكات عميقة الدماغ موزعة، مثل شبكة الوضع الافتراضي، على مدى عدة أسابيع.

الملخص

شبكة الوضع الافتراضي (DMN) هي شبكة دماغية مركزية واسعة النطاق تتعلق بمجموعة من الوظائف الإدراكية والاضطرابات العصبية النفسية، مثل اضطراب الاكتئاب الشديد (MDD). دراسة الديناميكيات المعقدة للDMN في نماذج الحيوانات توفر رؤى لا تقدر بثمن حول وظيفتها في الحالات الصحية والمرضية. ومع ذلك، لا يزال إجراء تسجيلات كهربائية فيزيولوجية مستقرة وطويلة الأمد وواسعة النطاق من العقد العميقة والموزعة المتعددة في الجرذان المستيقظة المتحركة تحديا كبيرا.

هنا، يقدم بروتوكول جراحي ثنائي الطور مبتكر لإنشاء نافذة قحفية كبيرة (4 مم × 7.6 مم)، متينة وقابلة لإعادة الإغلاق في الفئران. تم تصميم الإجراء للحفاظ على سلامة الجافة، وهو أمر بالغ الأهمية لصحة الدماغ طويلة الأمد واستقرار التسجيل.

تتيح هذه النافذة تسجيلات طولية متكررة متزامنة من أكثر من 1000 قطب كهربائي من خلال دمج الميكرو-قشرة الدقيقة على المستوى السطحي (μECoG) مع مسبارين كهربائيين داخل الجمجمة عالي الكثافة، مما يوفر وصولا غير مسبوق إلى DMN. توفر هذه التقنية منصة قوية للاستجواب متعدد الوسائط والمتعدد المقاييس في ديناميكيات الفيزيولوجيا الكهربائية على مستوى الشبكة على مدى عدة أسابيع، مما يفتح آفاقا جديدة للتحقيق في التغيرات العصبية اللدجية الكامنة وراء الفيزيولوجيا المرضية لاضطرابات الدماغ ولتقييم التأثيرات المزمنة للعلاجات الجديدة.

المقدمة

تم التعرف على شبكة الوضع الافتراضي (DMN) لأول مرة في دراسات تصوير الدماغ البشري ككوكبة من المناطق التي تم قمعها باستمرار خلال المهام الخارجية التي تتطلب الانتباه¹. يعتبر الآن شبكة واسعة النطاق أساسية تدعم العمليات الإدراكية الداخلية، مثل التفكير الذاتي المرجعي، والذاكرة الذاتية، وتخطيط الأحداث المستقبلية^2،3. في البشر، يتكون DMN القانوني من مجموعة من المناطق الأساسية المتصلة تشريحيا، بما في ذلك القشرة الجبهية الإنسية (mPFC)، والقشرة الحزامية الخلفية (PCC)، والفص الجداري السفلي (IPL)، وتكوين الحصين⁴. الخلل في هذه الشبكة هو سمة رئيسية لعدة اضطرابات عصبية نفسية. في اضطراب الاكتئاب الشديد (MDD)، يظهر المرض المفرط النشاط وأنماط الترابط الوظيفي المتغيرة، ويعتقد أنها هي أساس الأعراض الأساسية للاكتئاب الشديد (MDD)، مثل التفكير المفرط والصورة السلبية للذات ^5,6.

لدراسة آليات الخلايا والدوائر التي تدفع خلل DMN، نماذج حيوانية قوية لا غنى عنها. تم تحديد DMN متجانس بشكل موثوق في القوارض، ويتكون من مناطق دماغية مماثلة مثل mPFC، والقشرة الحزامية، والقشرة الرجعية (RSP)، مما يثبت صحة الفأر كنموذج ذو صلة ترجمية للبحث الميكانيكي ^7,8. علاوة على ذلك، أظهر التوتر المزمن، وهو عامل رئيسي في الاكتئاب، أنه يغير اتصال DMN لدى القوارض بطريقة مشابهة لتلك التي لوحظت لدى مرضى الاكتئاب الشديد^البشر.

فهم التغيرات العصبية اللاستنائية التي تحدث في حالات المرض أو استجابة للتدخلات العلاجية المزمنة يتطلب ملاحظة طولية للنشاط العصبي، لأن جلسة تسجيل واحدة لا يمكنها التقاط التكيف الديناميكي للدوائر العصبية^{عبر الزمن}. توفر الفيزيولوجيا الكهربائية في الجسم الحي الدقة الزمنية على مقياس الميلي ثانية المطلوبة لدراسة التذبذبات العصبية وتزامن الجهد الحقلي المحلي (LFP). يظهر LFP الإشارة خارج الخلية المجمعة التي تعكس النشاط المشبكي المتزامن لمجموعات الخلايا العصبية المحلية، وهي الركائز الأساسية للاتصال الشبكي^11,12. ومع ذلك، لا يزال إجراء تسجيلات كهربائية مزمنة واسعة النطاق في فئران مستيقظة يتطلب تقنيا. تم تطوير نوافذ الجمجمة المزمنة التقليدية للتصوير البصري في الفأر المستيقظ ولا تزال التحضير القياسي لهذا الغرض، حيث تكون بصمتها النموذجية على نصف الكرة الواحدة وغطاء الزجاج الشفاف مثاليين للقراءة^{المقصودة 13}. ومع ذلك، لم تصمم هذه الأنظمة للفيزيولوجيا الكهربائية الواعية متعددة المواقع، لذا فإن منطقة العمل والواجهة البصرية تمنع التسجيل عالي الكثافة المتزامن من العقد الثنائية الموزعة لشبكة مثل DMN¹⁴. تمكن زراعة الأقطاب الكهربائية المزمنة من التسجيل الطولي لكنها تثير تغليفا تدريجيا للأجسام الخارجية وندبا دبقيا حول الساق الموضوعة بشكل دائم، مما يقلل من جودة الإشارة مع مرور الوقت^15,16.

الإجراء الجراحي ذو المرحلتين الموضح هنا يعالج هذه القيود بشكل مباشر. ينتج نافذة جمجمة كبيرة قابلة لإعادة الإغلاق مغلقة بين الجلسات بواسطة غشاء سلبي من بولي ديميثيل سيلوكسان (PDMS)، ومادة سيليكون، وغطاء مطبوع ثلاثي الأبعاد يسمح بإدخال شبكات μECoG غير النهائية المتكررة لتسجيلات LFP على المستوى المتوسط إلى جانب عدة مجسات كهربائية داخل الجمجمة عالية الكثافة لنشاط الوحدة الواحدة وLFP على المقياس الدقيق، والدقيق-الطبقي الدقيق، ونشاط LFP^17,18. على عكس الطرق المزمنة السابقة، التي تعتمد إما على مصفوفات أقطاب مزروعة بشكل دائم تتراكم تغليف الأقطاب الدبقية مع مرور الوقت أو تتطلب عمليات فتح جمجمة حادة نهائية تمنع التصاميم الطولية، فإن النافذة الموصوفة هنا تحافظ على جافية سليمة وتتجنب الاتصال الدائم بالجسم الغريب 15,16,18 . علاوة على ذلك، في مجموعة تحقق أعيد فيها فتح نافذة الجمجمة ثلاث مرات (أيام ما بعد العملية 0، 21، 22) دون تسجيل كهربائي فيزيولوجي، لم تختلف النشاط المناعي الكمي للبروتين الحمضي الليفي الدبقي (GFAP) وجزيء محول ارتباط الكالسيوم المؤين 1 (IBA1) بشكل كبير عن الضوابط غير الجراحية، مما يشير إلى انخفاض الدبق الفلكي والدبق الصغير تحت جدول الفتح المتكرر المستخدم هنا. الطريقة مناسبة بشكل خاص للتسجيلات الطولية متعددة المواقع لشبكات القشرة الموزعة، بما في ذلك DMN، مع الوصول إلى أقطاب القطب السطحي عالية الكثافة إلى الهياكل العميقة في الفئران الثابتة على الرأس. القيود التشغيلية الرئيسية لها هي الخبرة الجراحية المجهرية المطلوبة لإزالة رفرفة العظام الموثوقة التي تحفظ الجافية وعدم توافقها مع التسجيلات الحرة، حيث تتطلب مجسات الأقطاب الكهربائية داخل الجمجمة عالية الكثافة تثبيت الرأس.

البروتوكول

تمت الموافقة على جميع تجارب الحيوانات من قبل المجلس الوطني لتجارب الحيوانات في فنلندا (رقم الترخيص: ESACI/40845/2022) وأجريت التجارب وفقا لتوجيه 2010/63/EU للبرلمان الأوروبي بشأن حماية استخدام الحيوانات لأغراض علمية، ومع الإرشادات الوطنية لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.

ملاحظة: تجرى جميع الإجراءات الجراحية داخل غطاء جراحي بتدفق لامينار تم تعقيمه مسبقا بالإشعاع فوق البنفسجي (لا تقل عن 15 دقيقة) أو عن طريق تطهير كامل للأسطح بالإيثانول. يتم التقاط غاز النفايات الإيزوفلوران بواسطة نظام تنظيف الفحم النشط المثبت داخل الغطاء. يرتدي المشغل غطاء شعر قابل للتخلص منه، وقناع جراحي، ومعطف مختبر بأكمام طويلة، وقفازات فحص نيتريل غير معقمة بطبقة واحدة (مرشوشة بنسبة 80٪ إيثانول قبل دخول الغطاء). يتم وضع حاوية للتخلص من المواد الحادة داخل غطاء المحرك للتخلص الفوري من شفرات المشرط والإبر تحت الجلد.

1. التحضير قبل العملية والتخدير

1. استخدم فئران C57BL/6JRj، عمرها لا يقل عن 10 أسابيع ووزنها أكثر من 20 جرام.
2. قبل الجراحة، نظف جميع الأدوات في حمام فوق صوتي دافئ. اشطفها وجففها ونقعها في 70٪ إيثانول لمدة لا تقل عن 15 دقيقة.
3. بدلا من ذلك، تعقيم الأدوات بمرور قصير عبر معقم زجاجي أو تحت الأحمر قبل الاستخدام مباشرة. لا تستخدم الستائر المعقمة. بين الحيوانات المتتالية في نفس الجلسة، أعد الآلات إلى نقع الإيثانول لمدة لا تقل عن دقيقتين^و19 دقيقة.
4. وزن كل فأر على ميزان معاير وحساب أحجام الأدوية قبل العملية.
5. جهز أغشية PDMS المعقمة مسبقا (تجرى مرة واحدة في كل دفعة، خارج يوم الجراحة الحادة).
   1. صب أغشية PDMS معقمة من خليط من الإيلاستومر إلى عامل التجفيف بنسبة 10:1 معد وفقا لتعليمات الشركة المصنعة والصفيحة إلى سمك مستهدف يقارب 500 ميكرومتر عن طريق وضع الخليط غير المعالج بين لوحين زجاجيين مسطحين من البوروسيليكات، ثم تصلب عند 60 درجة مئوية لمدة لا تقل عن ساعتين.
   2. أغلق الأوراق المعالجة في أكياس معقم وتعقيم بالبخار. في غطاء المحرك الجراحي المعقم مسبقا، استخدم مشرط معقم #11 ومسطرة صغيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ لقطع كل صفيحة إلى أغشية مستطيلة تتناسب مع أبعاد نافذة الجمجمة.
   3. تخزين الأغشية المقطوعة مسبقا في أدوات مختبر معقمة (مثل آبار فردية للوحة زراعة خلايا مكونة من 6 آبار) حتى الاستخدام.
6. قم بإجراء مراقبة جودة الأجهزة قبل كل جلسة تسجيل.
   ملاحظة: لا يتم إجراء فحص روتيني للممانعة على مصفوفة μECoG: فالأعطال في الأسلاك المرجعية واضحة في المسارات الخام، ويتم استدعاء اختبار الممانعة فقط عند الاشتباه في وجود مشكلة في العتاد. تشمل مجسات الأقطاب داخل الجمجمة عالية الكثافة تشخيصات مداخلة للممانعة وسلامة الكابلات يمكن الوصول إليها عبر واجهة المستخدم الرسومية لبرنامج التسجيل؛ شغل هذه الأجهزة عندما تكون جودة الإشارة متأثرة بشكل واضح.

2. المرحلة الأولى: تحضير الحيوانات وزرع درع الرأس

1. تحضير الحيوانات
   1. تخدير الفأر بالإيزوفلوران (التحفيز: 4٪، الصيانة: 1.5−2.5٪، معدل تدفق الأكسجين 0.5 لتر/دقيقة). تأكد من عمق التخدير من خلال فقدان رد فعل قرص إصبع القدم.
   2. احلق الفراء من أعلى الرأس، تقريبا من العينين إلى الرقبة.
   3. وضع الحيوان على وسادة تسخين يتم التحكم بها بالتغذية الراجعة مزودة بحساس داخلي لدرجة الحرارة معاير للحفاظ على درجة حرارة الجسم عند 37 درجة مئوية طوال الإجراء. ضع مرهم الكربومر للعين لمنع جفاف القرنية.
   4. ثبت الفأرة في إطار الستيريوتاكتيك باستخدام قضبان أذن غير قابلة للتمزق. اضبط قضيب القاطع بحيث تستلقي الجمجمة مسطحة، مع وجود البريغما واللامبدا على ارتفاع ظهر بطني متساو (اتجاه الجمجمة المسطحة). حافظ على التخدير باستخدام الإيزوفلوران (1.5–2.5٪) الذي يتم توصيله عبر مخروط أنف بمعدل تدفق أكسجين 0.5 لتر/دقيقة.
   5. أعط المسكنات قبل العملية ومضادات الالتهاب عبر حقن تحت الجلد: كاربروفين (5 ملغ/كغ)، بوبرينورفين (0.05 ملغ/كغ)، وديكساميثازون (2 ملغ/كغ).
   6. عقم المنطقة المبذولة بمحلول البوفيدون-يود.
   7. حقن محلول الليدوكائين-إبينفرين (S.C.) كمخدر موضعي تحت جلد فروة الرأس.
2. التعرض للجمجمة
   1. قم بعمل شق عرضي صغير عند خط الأذن (حوالي 1 سم).
   2. قم بتكبير الشق تدريجيا عن طريق تمديد الجرح جانبيا حول الأذنين وعلى جانبي الرأس نحو العينين، لكن لا تتجاوز الجرح إلى العينين. أكمل التعريض عن طريق عمل قطع قطري على كل جانب باتجاه الخط الأوسط بحيث يكون سطح الجمجمة الظهري مكشوفا بالكامل.
3. تنظيف الجمجمة
   1. نظف الجمجمة المكشوفة بعناية باستخدام الأسيتون المختبري. اغمس مسحة قطنية معقمة في الأسيتون، وتخلص من المذيب الزائد (لمنع التسرب على الأنسجة المجاورة)، ووضعه على العظم حتى يتم إزالة كل الشغاق المرئي.
   2. استخدم الأسيتون لقدرته على إذابة البقايا الدهنية وبقايا الغشية المستمرة على سطح العظام، وليس كمطهر.
      ملاحظة: الإزالة الكاملة للغضاق والبقايا الدهنية من سطح العظم أمر بالغ الأهمية للالتصاق قوي في صفيحة الرأس والإسمنت السني. نظرا لأن الزرعة يجب أن تتحمل الإجهادات الميكانيكية التي يسببها الفأر المستيقظ، فإن أي طبقة من الشغاظة أو الدهون المتبقية عند واجهة اللاصق العظمي تصبح نقطة فشل سائدة.
   3. استخدم شفرة مشرط دقيقة غير دقيقة (دائرية) لإزالة أي بقايا من الشظايا المحيطية والأنسجة الضامة لم تذيب غسول الأسيتون بالكامل. أمسكها بزاوية حوالي 45° من سطح العظم وكشط الجمجمة بضربات خفيفة وشعاعية موجهة للخارج من نقطة التقاء البريغما–الخط الأوسط نحو الحواف الجانبية للعظم المكشوف.
   4. استمر حتى يتم عبور كامل سطح العظم المكشوف مرة واحدة على الأقل ويبدو نظيفا وغير لامع بشكل موحد.
   5. اختتم بتمريرة تنظيف أخيرة قصيرة باستخدام الأسيتون على جهاز تطبيق ذو طرف قطني.
4. تحديد موقع فتح الجمجمة
   1. قم بتثبيت علامة جلدية جراحية متوافقة حيويا على ذراع التصوير المجسم الرقمي.
   2. حدد منطقة مستطيلة بعرض 4 مم × 7.6 مم على الجمجمة بالنسبة للبريغما.
      1. تنقل رأس العلامة إلى البريغما وأعد ضبط إحداثيات X و Y في القراءة الرقمية إلى الصفر.
      2. نقل الذراع إلى كل من زوايا النافذة الأربعة المخططة، بحيث يمتد المستطيل 2 مم جانبيا من البريغما على كلا الجانبين، و3 مم من الخلف، و4.6 مم في الذيلي، وضع نقطة واحدة في كل زاوية.
5. حدد موقعي إدخال المجس داخل الجمجمة في نصف الكرة الأيمن.
   1. حدد موقع المجس الرسترالي عند 1.66 مم A/P و1.95 مم M/L من البريغما.
   2. حدد موقع المجس الذيلي عند -2.2 مم أم أم/ب و1.9 مم M/L من بريغما.
      ملاحظة: تم تعديل هذه المواقع لتستهدف المناطق الخاصة ب DMN. يمكن تعديل مواقع الإدخال إلى مناطق متعددة مختلفة باستخدام هذا البروتوكول.
   3. افصل القلم عن ذراع المجسمة.
   4. امسك حافة مستقيمة مرنة ومعقمة (مثل بطاقة بلاستيكية رقيقة) مقابل الجمجمة وربط النقاط الأربع في الزوايا بالعلامة لتحديد نافذة الجمجمة المستقبلية كمستطيل مستمر.
6. زيادة مساحة السطح لتحسين الالتصاق
   1. قم بتنفيذ جميع الخطوات التالية حتى القسم 4 تحت المجهر الثنائي العينين.
   2. نقش نمط متقاطع فوق جميع أسطح العظام المكشوفة خارج منطقة النافذة المخصصة باستخدام شفرة جراحية #11 وإنتاج أخاديد ضحلة لكنها محددة بعمق 0.2–0.4 مم لتشكيل شبكة موحدة من مربعات تقريبية 1 مم × 1 مم.
      ملاحظة: هذا سيزيد من مساحة السطح الفعالة وبالتالي القبضة الميكانيكية لللاصق العلوي والإسمنت السني.
   3. قم بإنشاء أداة تطبيق غراء دقيقة عن طريق تركيب إبرة معقمة بوزن 30 جرام على طرف ممسحة قطنية طويلة الرقبة وثني الإبرة على شكل حرف V.
   4. قم بتوزيع غراء السيانوأكريلات في قارب وزن بلاستيكي قابل للتخلص من مرة واحدة واغمس جهاز التطبيق في خزان الغراء.
   5. وضع غراء على كل سطح عظمي مكشوف ومنقوش، مع وضع لا أكثر من ترسيب واحد في كل موقع لضمان تغطية شاملة ولكن لا تكون مفرطة أبدا. دع الغراء يجف لمدة 7 دقائق.
7. زرع مقبس المرجع
   1. اختر موقع حفر فوق المخيخ الأيسر موضوعا لتجنب الأوعية السطحية المرئية.
   2. ركب المثقاب السني على حامل مثقاب في ذراع المجسمة.
   3. احفر ثقب التوجيه في دفعات 5–10 ثوان باستخدام ثقب فولاذي دائري عند 20,000–25,000 دورة في الدقيقة، مع سحب اللجام بين الانفجارات لفحص الموقع تحت المنظار.
   4. احفر حتى يصبح الثقب أكثر شفافية، كاشفا عن لون وردي فاتح ويصبح الدورا مرئيا من خلال العظم الرقيق.
   5. توقف عن الحفر فورا في هذه المرحلة لتجنب الاختراق الجافية. قم بقياس الثقب النهائي إلى قطر حوالي 0.5 مم، وهو أكبر قليلا فقط من القطر الخارجي لفتحة المرجع.
   6. أدخل المقبس المرجعي المطلي بالذهب في فتحة التوجيه، وتثبيته بغراء السيانوأكريلات، وعزز الوصلة بأسمنت الأسنان القابل للشفاء بالأشعة فوق البنفسجية. قم بتجميد الأسمنت السني باستخدام ضوء LED المثبت الثنائي الثنائي الصادر للضوء بطول 405 نانومتر لمدة دقيقة واحدة.
8. تثبيت لوحة الرأس
   1. ضع كمية صغيرة من الأسمنت السني القابل للشفاء بالأشعة فوق البنفسجية على قمة العظم المكشوف (النقطة الأقرب إلى الأنف) ليكون دعما للتسوية.
   2. ضع لوحة الرأس على الجمجمة بحيث تستقر إحدى الحواف على سقالة الأسمنت السنية المعالجة حول التجويف المرجعي (الخطوة 2.7.6)، مع استقرار الحافة المقابلة على طبقة الأسمنت الروسترالية الطازجة.
   3. محاذاة لوحة الرأس بحيث يكون محورها الطويل مركزا على خط المنتصف السهمي ويمتد مقبضا التثبيت بشكل عمودي (90°) على محور الخط الأوسط. قم بتثبيت المركب تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتثبيت لوحة الرأس في مكانها.
   4. عزز الهيكل بتطبيق طبقات متتالية من الأسمنت السني القابل للشفاء بالأشعة فوق البنفسجية بسماكة ترسيبية حوالي 1 مم حول قاعدة لوحة الرأس، تحيط بالعظم المنقوش والتجويف المرجعي، حتى يتم تشكيل حاوية مغلقة مستمرة حول محيط نافذة الجحف المستقبلية.
   5. قم بتجميد كل زيادة بشكل منفصل باستخدام قلم تجميد LED بطول 405 نانومتر لمدة 40 ثانية على مسافة عمل تتراوح بين 1–2 سم، لضمان البلمرة الكاملة قبل تطبيق الطبقة التالية. تأكد من أن جدار الأسمنت النهائي يمتد بشكل مستو مع السطح العلوي لللوحة الرأسية ويغلق بالكامل محيط العظم المكشوف دون أن يتداخل مع منطقة النافذة المحددة.
9. دع الفأر يتعافى من التخدير. أعد الفأر إلى قفصه المنزلي لمدة لا تقل عن 48 ساعة.
10. قبل الانتقال إلى القسم 3، تحقق من أن الحيوان عاد إلى وزن جسم أقل من 5٪ من وزنه قبل العملية ولا يظهر عليه أي علامات ألم على مقياس عبوس الفأر²⁰. إذا لم تستوف أي من هذه المعايير، قم بتمديد فترة التعافي حتى يتم استيفاؤها.
    ملاحظة: هذا التصميم المرحلي مع فترة تعافي بين العمليات أمر بالغ الأهمية. يسمح للحيوان بالتعافي من الإجهاد الفسيولوجي والالتهاب الأولي قبل عملية قطع الجمجمة، والتي ثبت أنها تحسن معدلات نجاح الجراحة وصحة الزرعة على المدى الطويل؛ يستخدم هنا الحد الأدنى من 48 ساعة، وقد ثبت أن زراعة الجحفية المرحلية مع فترة تعافي متعددة الأيام بين تثبيت لوحة الرأس وقطع الجمجمة تقلل من الالتهاب المحيط بالجراحة وتحسن جودة التحضير طويل الأمد¹⁴.

3. المرحلة الثانية: تكوين نوافذ الجمجمة المزمنة

1. التحضير قبل العملية
   1. جهز منطقة الجراحة والأدوات كما هو موضح في القسم 1.
   2. إعادة تخدير الفأر بالإيزوفلوران (التحفيز 4٪، الصيانة 1.5–2.5٪)
   3. ضع الفأرة في إطار الستيريوتاكتيك كما هو موضح في الخطوة 2.1.4.
   4. أعط الأدوية قبل العملية بنفس الجرعات الموضحة في الخطوة 2.1، بالإضافة إلى مخدر الليدوكائين-إبينفرين الموضعي (حيث تمت إزالة جلد فروة الرأس بالفعل في المرحلة A، لذا لم يعد صالحا).
2. حفر النافذة
   1. ابدأ في تخفيف العظم باستخدام مثقاب الأسنان على طول الخط المستطيل المحدد في المرحلة 1 (الخطوة 2.4). ابدأ عند 25,000 دورة في الدقيقة مع تثبيت جهاز الحفر عموديا (≈ 90 درجة) على سطح العظم، وقم بتمريرة أو مرتين أعمق قليلا على حواف المستطيل لإنشاء أخدود قطع أولي.
      ملاحظة: يمكن تعديل سرعة الحفر الابتدائي حسب مستوى خبرة المشغل.
   2. حفر الأخاديد (بعمق حوالي 0.2–0.3 مم) في العظم والأسمنت السني المجاور لنافذة الجمجمة عند إحداثيات إدخال المجس المحددة في الخطوة 2.5.
      ملاحظة: تعمل هذه الأخاديد كمعالم بصرية دائمة تبقى مرئية بعد إزالة شريحة العظم وتستخدم لإعادة تموضع المجسات داخل الجمجمة بشكل متكرر في جلسات الفيزيولوجيا الكهربائية اللاحقة.
   3. استخدم سائل دماغي شوكي صناعي معقم بارد كالثلج (ACSF؛ معد وفقا لوصفة تحتوي على السيفازولين من Goldey وآخرون ¹⁴) بانتظام طوال فترة الحفر لمنع الضرر الحراري للقشرة السفلية وتقليل النزيف¹⁴.
   4. قلل سرعة المثقاب تدريجيا إلى 20,000 دورة في الدقيقة مع ترقق العظم، واميل قطعة اليد إلى ≈ 45°، مما يسمح للمشغل بتثبيت المثقاب على اليد والانتقال إلى ضربات أكثر لطفا وتحكما في الضربات.
3. إزالة شريحة العظم (خطوة حرجة)
   1. استمر في الحفر على طول محيط المستطيل حتى يصبح العظم داخل الإطار خفيفا بنسبة تقارب 90٪. لا تحفر الجمجمة بالكامل في الجسم.
   2. تأكد من سمك العظم المتبقي باستخدام فحصين مكملين:
      1. تحت المجهر المعقدي، اضغط بلطف على حافة رف العظم الرقيق باستخدام أداة غير حادة. مقدار الانحراف الناتج عن النقر الخفيف يوفر مؤشرا مباشرا على سمك العظام المتبقي.
      2. ضع ACSF البارد جدا فوق النافذة المحفورة وفحص فورا من خلال المنظار: خلال أول 20–30 ثانية، قبل أن يخترق ACSF العظم، تعزز طبقة السائل التباين البصري بشكل حاد، وتحل الشعيرات القشرية الأساسية حيث تم تخفيف العظم بالقرب من الجافة، بينما تبقى المناطق ذات السمك المتبقي معتمة نسبيا تحت السائل. بمجرد أن تبدو الشريحة شفافة بشكل موحد ومرنة بشكل واضح، انتقل إلى الخطوة 3.3.3.
   3. انتقل إلى خطاف الجورا المنحني الناعم، الذي ينتهي بطرف منحني بزاوية 90°. أدخل الطرف تحت حافة العظم الرقيق بحذر شديد وبزاوية تقارب 15° بالنسبة لسطح العظم وقم بتمرير الخطاف على محيط النافذة، مع فصل شريحة العظم بعناية عن الجمجمة المحيطة والأنسجة التحتية.
   4. العمل تدريجيا من زاوية إلى أخرى على الجوانب الجانبية من كلا الجانبين، وأخيرا التقدم من الزوايا نحو مركز المستطيل حتى يتم فصل المحيط بالكامل عن الجافة التحتية.
   5. لا تمارس أي ضغط للأسفل على خطاف الجافة أثناء الانزلاق، وتجنب لمس الدماغ.
      ملاحظة: التناوب بين الزوايا المقابلة بشكل مائل بزاوية خطاف ضحلة يوزع الإجهاد الميكانيكي بشكل متساو حول شريحة العظم. تمنع هذه الاستراتيجية تمزقات الجافية وتحافظ على صحة نسيج الدماغ الموجود على المدى الطويل.
   6. لا تجبر أي حركة إذا واجه الخطاف مقاومة بؤرية في أي زاوية. بدلا من ذلك، خفض الغطاء وارجع إلى الخطوة 3.4 لتخفيف المنطقة الملتصقة أكثر.
      1. إذا حدث تمزق جافي، يجب إيقاف الإجراء لذلك الحيوان (يتم التعرف عليه من خلال انتفاخ بؤري مفاجئ، أو تسرب سائل وردي، أو نزيف شريان أحمر فاقع لا يختف بعد غمر تجويف الرأس ثلاث مرات ب ACSF البارد جدا، مما يسمح لكل غسيل بالبقاء لمدة 30 ثانية).
         ملاحظة: يشير إلى الانفصال الناجح بأن شريحة العظم تصبح متحركة بشكل موحد على طول محيطها الكامل دون وجود انتفاخ جافي ظاهر، ونزيف شعري طفيف فقط.
   7. ارفع شريحة العظم التي تم فصلها بنجاح بحذر باستخدام خطاف الجاف في اتجاه خلفي إلى أمامي إلى حوالي 35° فوق سطح الجمجمة.
   8. أمسك الحافة المرفوعة بالملاقط وتحرك بلطف يمينا ويسارا حتى ينفك الصفيحة تماما. إذا قاومت اللوح في أي زاوية، أنزلها إلى مكانها وارجع إلى الخطوة 3.3.4 لتخفيف المنطقة الملتصقة قبل محاولة إزالتها مرة أخرى؛ تشير هذه المقاومة إلى وجود جزء من العظم محليا غير رقيق.
   9. نظف المنطقة المكشوفة من الدم المتجلط بلطف مع غسل متكرر من ACSF البارد جدا.
   10. تحقق من أن الجافية سليمة وشفافة قبل المتابعة.
       ملاحظة: الرفع البطيء والتدريجي من الحافة الخلفية ضروري لتقليل خطر إصابة الجيوب الأنفية السهمية العليا والوريدية المستعرضة وعلى سطح القشرة.
4. إغلاق نافذة الجمجمة
   1. ضع غشاء PDMS معقم مسبقا (معد في القسم 1) مباشرة على سطح الجافية بعد أن يهدأ النزيف. عند قياسها بشكل صحيح، تغطي النافذة بدقة وتلتصق بشكل سلبي بالجافة، مما يثبتها مسطحة على الدماغ.
   2. امتصاص بقايا ACSF من محيط النافذة باستخدام مسح غير ليفي.
      ملاحظة: يجب ألا تلامس المسح الجافة المكشوفة أبدا، ويجب الحفاظ على تقنية المعقمة الصارمة (المشغل المعقم، الأدوات، والحقل) طوال الوقت، لأن النافذة تعاد فتحها مرارا، وأي تلوث يسبب في هذه الخطوة سيؤثر على التسجيلات الطولية اللاحقة.
   3. جهز مادة الطلاء السيليكون المطاطية المكونة من مكون من مكون من مكون وفق تعليمات الشركة المصنعة وطبقها خلال 30 ثانية من الصرف لملء كل شق بين غلاف الأسمنت السني والحافة الداخلية للوحة الرأس، مع إحاطة وتغطية حواف غشاء PDMS بالكامل.
   4. اترك المطاط ليجف لمدة تقارب دقيقتين (أو الوقت الذي يحدده المصنع). تأكد من أن الختم المعالج مستمر ومحكم السائل مع بقاء قابلا للإزالة ميكانيكيا في بداية كل جلسة تسجيل.
   5. ثبت غطاء حماية مطبوع ثلاثي الأبعاد مخصص على لوحة الرأس بكمية صغيرة من غراء السيانو أكريلات لحماية النافذة بين جلسات التسجيل.
   6. دع الفأر يتعافى من التخدير وأعاد الفأر إلى قفصه المنزلي ليقيم فيه كل فرد لمنع تلف الزرعة.

4. الرعاية بعد العملية والتعود

1. راقب صحة الفأر عن كثب لمدة يومين على الأقل بعد الجراحة. أعط مسكنات إضافية (s.c.) لمدة يومين بعد الجراحة إذا أظهر الفأر علامات ألم بناء على مقياس العبوس²⁰.
2. دع الفأر يتعافى دون إزعاج لمدة لا تقل عن 4 أيام بعد العملية. ثم ابدأ فترة تعود مدتها 5 أيام تدريجيا: 5 دقائق في اليوم الأول، تليها 15، 30، 45، و60 دقيقة في الأيام 2، 3، 4، و5 و5 على التوالي، لتعويد الفأرة على التعامل مع اللعبة وعلى منصة تسجيل تثبيت الرأس.
   ملاحظة: من المعروف أن وذمة الأنسجة بعد قطع الجمجمة والالتهاب الموضعي تستمر لمدة تصل إلى أسبوعين²¹. وعندما يسمح الجدول الزمني التجريبي، ينصح بفترة استرداد ممتدة قبل أول جلسة تسجيل. قبل الجلسة الأولى، تحقق من أن نافذة الجحف تبدو شفافة وخالية من العتامة أو الأنسجة الليفية تحت المجهر الثنائي العين، وأن وزن الحيوان وسلوكه طبيعيان.

5. إجراء التسجيلات الكهربائية الفسيولوجية الطولية

1. وضع الحيوان على منصة التسجيل
   1. ضع الفأرة على منصة التسجيل ووجه مشابك تثبيت رأس الفأرة. تأكد من ضبط الارتفاع مسبقا للحفاظ على وضعية الوقوف الطبيعية للحيوان أثناء تثبيت الرأس.
      ملاحظة: إذا استمر الفأر في مقاومة تثبيت الرأس باستمرار، فلا تفرض الإجراء. أعد الحيوان إلى قفصه المنزلي ومدد مرحلة التعود (القسم 4) جلستين أو جلستين إضافيتين قبل إعادة محاولة التثبيت.
   2. شد براغي قفل المشبك.
   3. نقع الشفرة الدائرية الدقيقة الدقيقة في 80٪ إيثانول قبل الاستخدام مباشرة.
   4. أدخل الشفرة بين الغطاء المطبوع ثلاثي الأبعاد والسطح العلوي لللوحة الرأسية، مع الحفاظ على الشفرة موازية تقريبا لسطح لوحة الرأس. لا تدفع الشفرة أبدا إلى ما بعد الحافة الداخلية لفتحة لوحة الرأس، لتجنب خطر ملامسة الدماغ.
      ملاحظة: تم طباعة الغطاء عمدا من الراتنج الشفاف حتى يبقى عمق الشفرة مرئيا طوال الوقت.
   5. تقدم حول الغطاء بحركات حركة لطيفة يمينية يسارية تقطع طبقة اللاصق تدريجيا.
   6. استخدم ملقط دقيق لرفع الغطاء والتخلص منه بمجرد تحريره بالكامل.
   7. أمسك الحافة الخارجية لختم المطاط السيليكون وارفعه ببطء من الجانب الذيلي نحو الجانب الخلفي. ينفصل ختم الإلاستومر وغشاء PDMS الأساسي معا كوحدة واحدة، كاشفا عن جافية سليمة.
   8. حافظ على رطوبة الدماغ بوضع بضع قطرات من ACSF.
2. وضع أجهزة التسجيل
   1. تركيب مصفوفة μECoG على ذراع مفصلي بقاعدة مغناطيسية؛ يضبط قرص الاحتكاك في الذراع بناء على خبرة المشغل، ويفضل المشغلون ذوو الخبرة إعدادا منخفض الاحتكاك يحافظ على التحكم الدقيق في المحرك أثناء التموضع.
   2. توجه المصفوفة بحيث يهبط وجه القطب بشكل عمودي (90°) على السطح القشري على الحافة اليمنى للنافذة القحفية؛ بمجرد وضعه بشكل مرض، شد قرص الاحتكاك لتثبيت الذراع.
   3. استخدم أداة سيليكون مدببة للنقر بلطف على كابل الشريط المسطح في المصفوفة للأسفل على السطح العلوي للوحة الرأس بحيث يندمج الكابل مع لوحة الرأس ويستقر المصفوفة نفسها مسطحة على الجافة، حيث يوفر ACSF المتبقي التصاق سلبي. نظرا لأن نافذة الجمجمة مصممة لاستيعاب مصفوفة الشبكة الفرعية في اتجاه واحد، فإن المحاذاة الخشنة يمكن اكتشافها بسهولة.
   4. قم بإجراء التعديلات النهائية الدقيقة باستخدام أداة السيليكون، مع دفع المصفوفة جانبيا حتى يصبح الخط الأوسط السهمي مركزا بوضوح داخل المصفوفة شبه الشفافة.
      ملاحظة: شبكة μECoG الشفافة تكشف عن الجيب السهمي كإشارة محاذاة تشريحية واضحة تبقى مرئية عبر المصفوفة، مما يمكن من تكرار نفس الانحراف الجانبي عبر الجلسات الطولية. تم وضع المصفوفة لتغطية القشرة الحزامية الأمامية (ACC) من الجانبين في نصفها الخلفي، والقشرة الخلفية (RSP) من الجانب الثنائي في نصفها الذيلي، متجاوزة العقد المستهدفة في هذه الدراسة. حزمة تحليل مفتوحة المصدر (ephy_spatial_fidelity-toolkit، متوفرة على https://github.com/RazBalin/ephy_spatial_fidelity-toolkit) تقيس انحراف توزيع الشبكة من جلسة إلى أخرى من تسجيلات محافظة.
   5. قم بتوصيل سلك المرجع μECoG بالمقبس المرجعي المطلي بالذهب المزروع في الخطوة 2.7.
      ملاحظة: كفحص جودة اختياري قبل الجلسة، احصل على تسجيل موجز مع المجسات والمصفوفة مغمورة في أنبوب مخروطي بحجم 50 مل من ACSF للتأكد من أن قفص فاراداي يخفف بفعالية التداخل الكهرومغناطيسي البيئي قبل المضي قدما في التسجيل الحي .
   6. وضع مسبار القطب الذيلي عالي الكثافة داخل الجمجمة على ذراع متحكم دقيق موجه بشكل عمودي (≈ 90°) على سطح الدماغ، ومسبار القطب داخل الجمجمة عالي الكثافة على ذراع ثانية مائلة بزاوية 50°.
   7. تحت المجهر المعقد، تقدم كل مسبار إلى حوالي 1 مم فوق الجافة واصطف محور Y لكل مسبار مع الأخدود التوجيهي المنقوش المقابل في الخطوة 3.2.4.
   8. التسجيل بملاحظة مكتوبة أو بصورة فوتوغرافية عبر المنظار، حيث تقع شبكة قطب μECoG بجوار نقطة الدخول المخطط لكل مسبار مباشرة.
      ملاحظة: عندما تجرى الجراحة بشكل صحيح ولا توجد وذمة قشرية، يكون التباعد بين حافة العظم ومصفوفة μECoG ضئيلا، مما يجعل اختيار نقطة الدخول واضحا. للحصول على أقصى دقة مكانية عبر الجلسات الطولية، التقط صورة فوتوغرافية للقشرة المكشوفة مع وجود المصفوفة في مكانها وحدد وعاء بيالي مميز ضمن المنطقة الضيقة بين حافة العظم ومصفوفة μECoG. هذه الصورة، المشروحة بالوعاء المرجعي وموقعها النسبي للوحات μECoG، تعمل كخريطة مرجعية من جلسة إلى أخرى لإعادة إنتاج نفس نقطة الدخول في أيام التسجيل التالية.
   9. اسحب كل مجبار للأعلى بحوالي 15 مم بمجرد تسجيل مراسلات المجس ولوحة المجس لحماية ساق القطب الهش أثناء الثقب الجافية.
   10. قم بتصنيع أداة الثقب الجافية عن طريق تثبيت إبرة تحت الجلد المعقمة بوزن 30 جرام على طرف جهاز تطبيق برأس قطني وثني طرف الإبرة إلى 90° باستخدام ملقط دقيق غير مسنن.
   11. وجه أداة الثقب ببطء فوق لوحة الرأس. عند النظر من خلال المنظار، عد وسادات أقطاب μECoG لمحاذاة الأداة مع إحداثيات الدخول المسجلة. خفض الطرف المنحني إلى سطح الجافية بحيث يقترب رأس القطع من الدورا عند زاوية 90° بينما يبقى عمود الأداة موازيا للمحور الطولي لظهر الفأرة.
   12. ادفع الطرف تقريبا 1 مم أسفل سطح الجافية واسحب الطرف. من المتوقع حدوث نزيف عابر طفيف عند الثقب؛ جففه بزاوية ملتوية من منديل غير ليفي.
   13. خفض كل مسبار كهربائي داخل الجمجمة عالي الكثافة إلى سطح الجافية تحت مراقبة ثنائية العين المستمرة مباشرة بعد الثقب. إذا تم وضع الثقب بدقة، ينزلق المجس عبر الثقب بسلاسة دون انحراف الساق.
   14. انزل كل مسبار تدريجيا إلى عمق الهدف 5 مم تحت الدورا بسرعة محكومة تقارب 0.1 مم/ث أو^{أبطأ 22}.
   15. دع المجسات تستقر ميكانيكيا لمدة 10 دقائق قبل بدء جمع البيانات.
       ملاحظة: الثقب الجافي الصغير الناتج عن إبرة 30 جيلون يغلق تلقائيا خلال دقائق؛ لذلك، يجب أن يتبع إدخال المجس الثقب دون تأخير.
3. جمع البيانات
   1. ابدأ جمع البيانات.
      ملاحظة: يتم تضخيم إشارات μECoG بواسطة أربعة منصات رأس رقمية ب 128 قناة متصلة عبر كابلات واجهة SPI بلوحة اقتناء مفتوحة المصدر، بينما يتم الحصول على مجسات الأقطاب داخل الجمجمة عالية الكثافة من خلال وحدة استحواذ مجسات عالية الكثافة مخصصة في هيكل أجهزة معياري إلى جانب وحدات إدخال/إخراج وجمع بيانات متعددة الوظائف للمزامنة والإشارات الرقمية. يتم توليد ساعة رئيسية مشتركة ل TTL بواسطة لوحة اقتناء μECoG مفتوحة المصدر وتوزيعها كخط مزامنة مادي مع هيكل استحواذ المجس (عبر وحدة الإدخال/الإخراج متعددة الوظائف)، بحيث يشترك تدبيان الاستحواذ في قاعدة زمنية محاذاة للعينات. يتم تسجيل جميع تدفقات البيانات بشكل متزامن من خلال واجهة المستخدم الرسومية لنظام الاستحواذ؛ نماذج الأجهزة الكاملة وأرقام الكتالوج مدرجة في جدول المواد.
   2. في نهاية جلسة التسجيل، قم بتوزيع 0.5 مل من ACSF على شبكات μECoG، ثم سحب كل مجسات كهربائية داخل الجمجمة عالية الكثافة بنفس السرعة المستخدمة للإدخال (≈6 مم/دقيقة) وإزالة مصفوفة μECoG بلطف.
   3. نظف المجسات والمصفوفة بالنقع لمدة 45 دقيقة في محلول منظف إنزيمي طازج 1٪ (مع الزجاج).
   4. بعد نقع المغسلة الإنزيمية، اشطف الأقطاب بثلاث غمرات متتالية في ماء منقى بالتناضح العكسي، باستخدام أنبوب جديد لكل شطف.
   5. استبدل غشاء PDMS بورقة معقمة جديدة كما في الخطوة 3.4.1.
   6. أعد تطبيق مادة العزل المطاطية (الخطوة 3.4.3–3.4.4) وتثبيت غطاء حماية جديد مطبوع بتقنية ثلاثية الأبعاد (الخطوة 3.4.5).
   7. اترك المجموعة المعاد إغلاقها تجف في الهواء لمدة 5 دقائق قبل إعادة الفأر إلى قفصه الأساسي. قد يتكرر الإجراء لعدة جلسات تسجيل على مدى عدة أسابيع.

النتائج

تؤدي الجراحة الناجحة إلى نافذة شفافة وواضحة فوق القشرة الدماغية، مع وجود أوعية وعائية مرئية وعلامات قليلة على الالتهاب أو العدوى. يمكن الحفاظ على هذا الوضوح لأكثر من 21 يوما (الشكل 1)، مما يمكن من دراسات طولية طويلة الأمد. تظهر متانة الزرعة من خلال قدرتها على البقاء مستقرة حتى خلال نموذج إعطاء الكورتيكوسترون المزمن لمدة 21 يوما، وهو نموذج شائع لتحفيز حالات شبيهة بالاكتئاب لدى القوارض^{10، 23،}

المناقشة

يوضح هذا التقرير بروتوكول جراحي ذو مرحلتين يحافظ على الجافة يوفر طريقة موثوقة وفعالة للغاية لإنشاء نافذة جمجمة كبيرة ومزمنة وقابلة لإعادة الإغلاق في الفئران. تتجاوز أهمية هذه التقنية حجم النافذة. ميزته الرئيسية هي قدرته على الاستجواب المتزامن والمتعدد المستويات لشبكات الدماغ واسعة النطاق على مدى فترات زمنية طولية. من خلال دمج شبكات μECoG السطحية (التي توفر بيانات LFP على المستوى المتوسط) مع مجسات الأقطاب داخل الجمجمة عالية الكثافة وعميقة (توفر بيانات على نطاق دقيق، وحدة واحدة محلولة وLFP...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
> مصفوفة ECoG & 512 قناة مخصصة (2 &مرة؛ 256 قناة	نيورونيكسوس	E256-200-30-80	التغليف: IH256. مرتين 16&00؛ 16 شبكة فرعية (كل واحدة 3.3 مم وزع؛ 3.5 مم)؛ 200 μ نغمة m; 80 & mu; m قطر القطب. تسجيلات DMN سطحية.
ذراع المعالجة الدقيقة ذات الثلاثة محاور اليسرى	وورلد بريسيجن إنسترومنتس (WPI)	504926	10 μ دقة m؛ العرض الرقمي؛ يستخدم لوضع درع الرأس/المجس أثناء الجراحة
غطاء واقي مطبوع ثلاثي الأبعاد	داخلي (Anycubic Photon Mono 4K)	لا يوجد	تصميم مخصص؛ مطبوع براتنج Anycubic عالي الشفافية UV؛ ملف STL متوفر على https://github.com/RazBalin/ProtectiveDMN_Cap
الأسيتون (درجة مختبرية)	سيغما-ألدرتش	179973	إزالة الشحوم من سطح الجمجمة وإزالة السباقات قبل تطبيق اللاصق
خطاف Adson Dura 5 مم (خطاف دورا ناعم)	gSource	gS 25.2570	يستخدم لفصل صفيحة العظم عن الجافة على طول المحيط؛ مصنوعة من سلك التنجستن الناعم أو ما شابه
راتنج الأشعة فوق البنفسجية عالي الوضوح من Anycubic	أنيكيوبيك	STMGCL-102B	راتنج فوتوبوليمر المستخدم مع طابعة Anycubic Photon Mono 4K لأغطية الحماية المطبوعة ثلاثية الأبعاد
طابعة راتنج Anycubic Photon Mono 4K ثلاثية الأبعاد	أنيكيوبيك	فوتون-مونو-4K	يستخدم لطباعة أغطية النوافذ الواقية من Anycubic High Clear Resin
غسيل وراتنج Anycubic UV آلة العلاج 2.0	أنيكيوبيك	285-550	غسل ما بعد الطباعة والتصلب بالأشعة فوق البنفسجية للأغطية المطبوعة ثلاثية الأبعاد
ذراع مفصلي بقاعدة مغناطيسية (× 2)	أدوات هاس	09-0535	كان يستخدم الحمل والصغر؛ شبكات فرعية من ECoG في مكانها على سطح القشرة أثناء التسجيل
السائل النخاعي الاصطناعي (aCSF)	التحضير الداخلي	غير موجود (داخلي)	وصفة aCSF: 124 ملليمول NaCl، 3 ملليمول KCl، 26 ملليمولار NaHCO3، 2 ملليمولار CaCl2، 1 ملليمولار MgSO4، 1.25 ملليمولار KH2PO4, 10 ملليمولار دي-جلوكوز؛ أكسجين بنسبة 95٪ O2 / 5٪ CO2 فور التحضير. أرقام الكتالوج مدرجة بشكل منفصل.
شفرة جراحية غير حادة (مشرط دائري)	إيوجين	374769	يستخدم لكشط سطح الجمجمة وإزالة القبعة
بوبرينورفين (تيمجيسيك)	المفرد	BE-112515	مسكنات الأفيون؛ 0.05 ملغ/كجم في المركز قبل العملية
فئران C57BL/6JRj	مختبرات جانفييه		ذكر أو أنثى؛ الحد الأدنى لعمر 10 أسابيع، وزن الجسم >20 جرام وقت الجراحة
كلوريد الكالسيوم ثنائي الهيدرات (CaCl2·؛ 2H2O)	سيغما-ألدرتش	C-7902	2 ملم؛ MW 147.02; 0.29 جم/لتر. تم تحضيره ك Ca & 100 سهم. مكون من aCSF الداخلي.
كاربروفين (ريماديل)	صحة الحيوانات في زويتيس	RXRIM-INJ	مسكنات غير الستيرويدية (NSAIDs) 5 ملغ/كغ في الوسط قبل العملية
الكورتيكوسترون	سيغما-ألدرتش	C2505	تم إذابته في ماء الشرب لنموذج التوتر / الاكتئاب المزمن لمدة 21 يوما
مسحة قطنية	فيشربراند	22-363-157	يعمل كمقبض لجهاز ثقب الدورا 30 جيلون ولإزالة الشحوم من سطح الجمجمة بالأسيتون
غراء السيانو أكريلات وmdash; لوكتايت 401	لاصقات هينكل	لوكتايت 401	السيانوأكريلات ذات اللزوجة الرقيقة؛ يستخدم لتمهيد سطح الجمجمة، وتثبيت لوحة الرأس، والغطاء
مثقاب الأسنان وmdash؛ فوردوم K.1070	فوردوم	K.1070	مثقاب دوار ذو عمود مرن؛ يستخدم في ترقيق شق الجمجمة وحفر ثقوب التجريد
ديكساميثازون	دوفارما	1DEX004	مضاد للالتهابات كورتيكوستيرويد؛ 2 ملغ/كغ في المركز قبل العملية
دي-جلوكوز	سيغما-ألدرتش	G-7021	10 ملليمتر؛ MW 180.20؛ 1.80 ج/لتر. معد كجلوكوز ومرات 100 سهم. مكون من aCSF الداخلي.
رأس مثقاب من الفولاذ 1/007W	هاجر & ميسنجر	18089	يستخدم لموقع المرجع ونافذة الجمجمة
الإيثانول 80٪ (v/v) - A12t Dilutus	برنر	13221132	نقع قبل العملية لأدوات الجراحة وغطاء الغطاء الرقائي الجراحي للتعقيم
جهاز إخلاء الغاز	علم الحياة للدفع الخلفي	R546W	يجمع غازات التخدير من منطقة الجراحة
مقبس مرجعي مطلي بالذهب	ديجي كي	310-13-102-41-001000	مزروعة فوق المخيخ الأيسر؛ تعمل كأرض/مرجع ECoG
منظف GRANT Ultrasonic & mdash; الطراز 17002A	آلات غرانت	17002A	إيان: 4064343191654. حمام فوق صوتي بالماء الساخن؛ يستخدم مع TICKOPUR TR 3 لتنظيف الأجهزة
وسادة التدفئة ولوحة المفاتيح (mdash); سوبرتك TMP-5B	سوبرتك	TMP-5B	يحافظ على درجة حرارة الجسم عند 37 ودرجة مئوية؛ C طوال فترة التخدير
إيزوفلوران	بيرامال هيلكث كير	66794-017-25	مخدر استنشاقي؛ الحث 4٪، الصيانة 1.5– 2.5%
علوم كيمتيك، مناديل دقيقة (نسيج غير ليفي)	كيمبرلي كلارك	7552	يستخدم مع طرف مدبب لتجفيف ACSF المتبقي ومساعدة PDMS على التصاق الغشاء بالجافية
مادة العزل المطاطية المعقمة من كويك المصبوبة	وورلد بريسيجن إنسترومنتس (WPI)	كويك-كاست-س	النموذج: KWIK-CAST-S. السيليكون الحيوي المتوافق؛ يستخدم لإنشاء ختم قابل للإزالة حول غشاء PDMS.
قلم معالجة LED UV 405 نانومتر	CureUV	514424-405	يستخدم لمعالجة الأسمنت السني المنشط بالأشعة فوق البنفسجية (Total C-Ram) أثناء الزرع
محلول ليدوكائين-إبينفرين	أوريون فارما	05 10 31	مخدر موضعي؛ حقن الحمض النووي تحت جلد فروة الرأس
كبريتات المغنيسيوم هيبتاهيدرات (MgSO4·؛ 7H2O)	سيغما-ألدرتش	M-7774	1 ملي مول؛ MW 246.48; 0.25 جم/لتر. تم تحضيره كملغيوم ومضاعف؛ 100 سهم. مكون من aCSF الداخلي.
لوحة رأس معدنية ولوحة مشاكل؛ نيوروتار موديل 13	نيوروتار	الطراز 13	لوحة رأس من التيتانيوم؛ فتحة دائرية بقطر 11 مم؛ مثبت على الجمجمة بالسيانو أكريلات وأسمنت الأسنان
محول NeuroNexus headstage )	نيورونيكسوس	IH256 مخصص 64&00; 4 مولكس	لوحة محول مخصصة؛ ساندويتشات لكل واحد وميكرو؛ شبكة فرعية ECoG بين مرحلتين رئيسيتين من نوع Intan RHD بطول 128 ش.
مسبار نيوروبكسلز 1.0 مع غطاء معدني (&مرة؛ 2)	IMEC	PRB_1_4_0480_1_C	960 موقع تسجيل؛ 10 مم شانك. يستهدف أحد المسبارات عمود الحصين-المهادي-البصري، والآخر عمود mPFC
هيكل NI PXIe-1083	الآلات الوطنية	PXIe-1083	هيكل PXI Express بتسع فتحات يحتوي على وحدة Neuropixels وبطاقات NI DAQ
وحدة الإدخال/الإخراج متعددة الوظائف NI PXIe-3839	الآلات الوطنية	PXIe-3839	تم تركيبه في هيكل NI PXIe-1083؛ يستخدم للمزامنة والإدخال/الإخراج المساعد
جهاز DAQ متعدد الوظائف NI PXIe-6363	الآلات الوطنية	PXIe-6363	تم تركيبه في هيكل NI PXIe-1083؛ الإدخال/الإخراج التناظري والرقمي للمزامنة
نوفا ميكروسينيراتور -  معقم بالأشعة تحت الحمراء	أرجوس تك	S3022	يستخدم لتعقيم سريع لأي أداة قد تلمس أنسجة الدماغ المكشوفة
المجهر الثنائي المجسم Olympus SZ51	أوليمبوس	SZ51	التصور الجراحي؛ يستخدم خلال خطوات قطع الجمجمة والانغراس
مجلس اقتناء Open Ephys (صندوق واحد، الجيل الأول)	أوبن إيفيس	OEPS-9029	المستقبلات والتفاصيل الدقيقة؛ تدفقات بيانات ECoG عبر SPI؛ أجهزة مفتوحة المصدر. انظر open-ephys.org
واجهة المستخدم المفتوحة للعبة Ephys	أوبن إيفيس	غير متوفر (مفتوح المصدر)	برنامج مجاني ومفتوح المصدر للحصول على الفيزيولوجيا الكهربائية. متوفر في: open-ephys.org
كلوريد البوتاسيوم (KCl)	سيغما-ألدرتش	P-5405	3 مللي مولار؛ MW 74.55; 0.22 ج/لتر. مكون من aCSF الداخلي.
فوسفات ديهيدروجين البوتاسيوم (KH2PO4)	سيغما-ألدرتش	P-5655	1.25 ملم متر؛ MW 136.09؛ 0.17 g/L. مكون من aCSF الداخلي (كليبس &أرواحة؛ 10 سهم).
محلول بوفيدون-يود (بيتادين)	تاكيدا	45 70 28	المطهر الموضعي للتحضير الميداني الجراحي
وحدة اكتساب PXIe	النيوروبكسلز	PXIE_1000	وحدة بصيغة PXI لجمع بيانات Neuropixels 1.0؛ تم تركيبه في هيكل NI PXIe-1083
موصل مأخذ مرجعي	ديجي كي	342-10-102-00-591000	موصل التوصيل المقابل لمقبس المرجع أعلاه؛ أكد رقم القطعة باستخدام DigiKey
مسرح رئيسي RHD ب 128 قناة (× 4)	تقنيات إنتان	RHD 128	مرحلتان رئيسيتان لكل جزء من الميكرو؛ شبكة فرعية للطاقة الخارجية؛ تأكيد النموذج (مثلا، RHD2132 أو RHD2164)
كابل واجهة SPI RHD، 0.9 م	تقنيات إنتان / أوبن إيفيس	C3203	كابل SPI قياسي يربط المراحل الرئيسية RHD بصندوق اقتناء Open Ephys
مضخة الهواء ذات الدفع الخلفي	علم الحياة للدفع الخلفي	R510-29	يوفر تدفق الهواء عبر دائرة التخدير
جهاز تبخير تخدير الحيوانات بالدفع الخلفي	علم الحياة للدفع الخلفي	R5835	جهاز تبخير دقيق من نوع إيزوفلوران لتحفيز وصيانة التخدير
شفرة المشرط #11	سوان مورتون	SM0103	يستخدم لنقش نمط متقاطع على سطح الجمجمة لتعزيز القبضة اللاصقة
مقص شعر الحيوانات الصغيرة - GT416	شركة إيسكولاب شيرماشينين GmbH	D-98528H	يستخدم لتقليم فروة رأس الحيوان قبل الجراحة
بيكربونات الصوديوم (NaHCO3)	سيغما-ألدرتش	S-5761	26 ملم؛ MW 84.01; 2.18 جرام/لتر. مكون من aCSF الداخلي.
كلوريد الصوديوم (NaCl)	سيغما-ألدرتش	S-5886	124 ملم متر؛ MW 58.44; 7.25 جم/لتر. مكون من aCSF الداخلي.
SOL-M (إبرة تحت الجلد المعقمة 30 جرام)	سول-ميلينيوم أوروبا	113005	منحنية 90 درجة؛ عند الطرف ومثبتة على مسحة القطن لصنع جهاز ثقب الجورا
ذراع المعالجة القياسي، بثلاثة محاور LEFT (ستويلينغ)	شركة ستولتينغ.	51604	يستخدم لإدخال مسبار Neuropixels أثناء جلسات التسجيل
ذراع التعديل القياسي، بثلاثة محاور إلى اليمين (ستويلتينغ)	شركة ستولتينغ.	51606	يستخدم لإدخال مسبار Neuropixels أثناء جلسات التسجيل
إطار ستيريوتاكتيكي وmdash; الدفع الخلفي F67001	علم الحياة للدفع الخلفي	F67001	إطار ستيريوتاكسي قياسي؛ يستخدم لتثبيت الرأس ووضع الزرعات الموجهة بالإحداثيات
قلم جلدي ماركر جراحي مع مسطرة (حبر بنفسجي)	فانين	SM0372	يستخدم مؤشر الجلد الجراحي المعتمد على الجنتين-البنفسجي المتوافق حيويا لتحديد عملية فتح الجمجمة المخطط لها وبصمة الزرع على العظم. مقاوم لتمهيد السيانو أكريلات (Loctite 401) ويبقى مرئيا من خلال إزالة الشحوم من الجمجمة وتثبيت الرأس، مما يسمح بنقل إحداثيات الفراغ بشكل موثوق إلى سطح العظم.
مجموعة سيلغارد 184 سيليكون إيلاستومر (PDMS)	داو (ألمانيا)	1673921	بولي ديميثيل سيلوكسان؛ "ألقى في الصفوف الرقيقة" (< 1 مم) الأغشية؛ وضعت على سطح الجافية لحماية الدماغ
مسحوق غسيل إنزيمي تيرغازيم	ألكونوكس	1304-1	منظف معتمد على البروتيز يستخدم بنسبة 1٪ (w/v) في ماء RO فاتر لتنظيف الأقطاب بعد الجلسة (45 دقيقة نقع، ثم شطف ثلاث مرات في ماء منقي).
توتال سي-رام أوتوميكس UV أسمنت الأسنان (أبيض)	إيتينا	R301950	النموذج: TTCRAM-BLC. راتنج الأسنان القابل للشفاء بالأشعة فوق البنفسجية؛ يستخدم لتعزيز لوحة الرأس وتثبيت المقبس
محلول التنظيف بالموجات فوق الصوتية (TICKOPUR TR 3)	دكتور ه. ستام GmbH	TR-3-913	مركز قائم على حمض السيتريك؛ يستخدم في الحمام بالموجات فوق الصوتية لتنظيف الأدوات بعد الجراحة
جل العين من Viscotears بجرعة 2 ملغ/جم	ألكون	503849	مرهم العين المزلق المعتمد على الكربومر؛ تطبق على القرنيات أثناء التخدير لمنع الجفاف
شاشات LCD ZEIS Cold Light Source KL1500	كارل زايس	KL1500 LCD	الإضاءة الباردة بالألياف الضوئية للمجال الجراحي؛ يمنع الضرر الحراري