دراسة تصنيع المحلي باستخدام شبكة الاتصال متعدد القطب تسجيل رقائقي

الهدف العام من هذا الإجراء هو وصف المنهجية التي ستسمح لنا بفحص كيفية وجود الخلايا العصبية الفردية وإمكانات المجال المحلي في الطبقات القشرية المختلفة للقشرة البصرية الأولية. في كود المعلومات الحسية. يبدأ الإجراء بوصف بناء نظام محرك أقراص صغير يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر واستخدام قطب رقائقي متعدد الاتصال للتسجيل في القشرة البصرية الأولية.

الخطوة التالية هي إجراء نموذج محتمل للاستجابة المستحثة بعد تقدم القطب الكهربائي إلى منطقة الدماغ المستهدفة. بعد تحليل كثافة المصدر الحالي هذا ، يتم استخدامه لتحديد الطبقات القشرية وفقا لانعكاس القطبية ، مصحوبا بتكوين مصدر المزامنة. تتمثل الخطوة الأخيرة من الإجراء في إجراء رسم خرائط المجال الاستقبالي وتحليل الاختلافات في النشاط العصبي استجابة للتحفيز البصري.

في النهاية ، يمكن الحصول على نتائج تظهر تغييرات محددة للطبقة في ترميز المعلومات الحسية. مرحبا ، اسمي سارة إيجلمان وأنا طالبة دراسات عليا في كلية الطب بجامعة تكساس في هيوستن. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل مصفوفات الأقطاب الكهربائية المتعددة ، هي أن مسبار U يمكنه تسجيل النشاط العصبي عبر عدة ملليمترات من القشرة في وقت واحد في اختراق واحد.

مرحبا ، اسمي بريان هانسن. أنا طالب دراسات عليا أعمل في كلية الطب بجامعة تكساس في هيوستن. يمكن لهذه الطريقة الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب ، واستكشاف ما إذا كانت المعلومات تتم معالجتها بطريقة صفيحية محددة وكيف يتم ذلك.

لإنشاء اسم مجموعة محرك القطب الكهربائي أولا ، قم بتجميع الأدوات والقطع اللازمة ، بما في ذلك أنابيب التوجيه ، وسلك التوجيه ، ومجموعة أدوات وأجزاء الاسم ، ومسبار U. قم بقياس أنابيب التوجيه بحيث تكون طويلة بما يكفي عند توصيلها بجهاز التسجيل لتستقر فوق الجافية دون إتلافها. بعد ذلك ، بعد قياس عمق غرفة التسجيل ، قم بقص أنابيب التوجيه إلى الطول المقاس من حوالي خمسة إلى سبعة سنتيمترات أثناء قطع أنابيب التوجيه.

حاول التأكد من عدم دخول أي شظايا معدنية داخل الأنبوب. استخدم سلكا صلبا أصغر من القطر الداخلي لأنبوب التوجيه لإزالة أي شظايا معدنية داخل الأنبوب. بعد ذلك ، ضع شبكة الاسم في قاعدة الاسم.

شد المسمار المشبك والمسمار الشبكي. ثم حدد منطقة التسجيل ذات الاهتمام ووضع أبراج محرك الأقراص الصغيرة فوق تلك المنطقة. بعد تحديد منطقة الاهتمام ، قم بتقديم أنبوب التوجيه عبر الجزء السفلي من الشبكة حتى يصبح حوالي ملليمتر إلى ملليمترين خارج غرفة الاسم.

بعد ذلك ، قم بتجميع مشابك على كل برج محرك صغير NA. يقوم المحرك بتشغيل المشبك العلوي بينما يمكن تثبيت المشبك السفلي في مكانه أو فضفاضه. يتم توصيل المشبك العلوي بأنبوب التسليح لمسبار U.

قم بتوصيل المشبك السفلي بأنبوب التوجيه وقم بتطبيق كمية صغيرة من الغراء الفائق لتثبيت أنبوب التوجيه في مكانه. يوفر المشابك الاستقرار والدقة للنظام. قم بمحاذاة طرف المسبار U بعناية مع الجزء العلوي من أنبوب التوجيه وقم بتمرير مسبار U عبر أنبوب التوجيه حتى تتمكن من تأمين البرج بالقاعدة الرئيسية.

اضبط موضع البرج باستخدام المسمار اللولبي بحيث لا يكون هناك توتر إضافي على مسبار U أو أنبوب التوجيه. ضع نظام الاسم على قاعدة الأسطوانة وقم بتوصيل كبلات المحرك بالأبراج المقابلة. إذا كنت تستخدم أبراج متعددة ، يتم استخدام روابط مضغوطة مرمزة بالألوان للمساعدة في التمييز بين كابلات المحرك والأبراج ، استخدم برنامج الاسم لبدء تطوير مسبار U ، إما عن طريق تحديد موضع هدف يتقدم مسبار U تلقائيا إلى هذا الموقع أو عن طريق النقر لأسفل على واجهة برنامج الاسم ، قم بتطوير مسبار U بحيث يكون ما لا يقل عن 10 ملليمترات من الطرف من خلال أنبوب التوجيه بعد نهاية غرفة الاسم.

بتعقيم مسبار U عن طريق وضعه في محلول الألدهيد المنشط من جانب المترو لمدة 20 إلى 30 دقيقة قبل إرفاق قاعدة الاسم بغرفة التسجيل المزروعة. بعد ذلك ، اشطف مسبار U وقاعدة الاسم بماء معقم صفر. موقع برنامج الاسم عن طريق سحب مسبار U بحيث يكون الطرف داخل أنبوب التوجيه مباشرة في برنامج الاسم.

انقر فوق صفر جميع المراكز. قم بتوصيل قاعدة الاسم بغرفة التسجيل المزروعة وشد جميع البراغي الأربعة. ثم قم بمحاذاة القاعدة وفقا لدبوس موجود على جانب غرفة التسجيل.

اربط جميع البراغي الأربعة مرة أخرى وتأكد من توصيل قاعدة الاسم بإحكام بغرفة التسجيل. للتحضير للتسجيل المتقدم ، يتم تأريض المسبار U واعتباره عائما وفقا لتعليمات التأريض والمراجعة. يتم تحقيق ذلك عن طريق وضع العبور المرفق بالسلك.

في الموصلات السفلية ، يتم تأمين مراحل رأس الموصلات بموصل مسبار U ، ثم يتم توصيل كابلات مكبر الصوت وتأريضها. تم تطوير مسبار U في البداية حوالي ملليمتر إلى ملليمتر واحد بطريقة سريعة وقوية. اضبط معلمة السرعة في نطاق 0.1 إلى 0.2 ملم في الثانية ، وخطوة العمق على 0.2 إلى 0.3 ملم.

تضمن هذه القيم أن مسبار U قادر على ثقب الجافية بشكل نظيف وهو خطوة أولى مهمة في التسجيل. بمجرد اجتياز الجافية ، قلل السرعة إلى 0.50 إلى 0.1 ملم في الثانية وقلل خطوة العمق إلى 0.5 إلى 0.1 ملليمتر. الهدف هو تطوير مسبار U بسلاسة وببطء قدر الإمكان بحيث لا يتضرر أي أنسجة.

أحد المؤشرات على دخول المسبار إلى الدماغ هو تغيير في سعة LFP مصحوبا بانخفاض في مستوى الضوضاء للتحقق من أن القطب يمتد على جميع الطبقات القشرية ، وقياس التغير في السعة استجابة لحافز الوميض الأبيض الكامل للمجال الكامل. تكمن التغييرات في سعة LFP عبر الزمن في تحليل إمكانات الاستجابة المستحثة. يوفر هذا التحليل الأساس لتحديد الطبقات القشرية لتحديد الطبقات القشرية.

قم بقياس إمكانات الاستجابة المستحثة أثناء مهمة التثبيت السلبي أثناء تعريض الموضوع لشاشة سوداء كاملة النطاق تومض باللون الأبيض لمدة 100 مللي ثانية ثم تعود إلى اللون الأسود. يشكل هذا التسلسل تجربة واحدة ، والتي تتكرر 200 مرة. يحفظ معالج الاستحواذ متعدد القنوات على plex جميع إشارات البيانات المستمرة مباشرة إلى كمبيوتر التسجيل من خلال لوحة PCI الوطنية للأجهزة

بعد حفظ البيانات ، ابدأ في معالجة الإشارات لتحليل كثافة المصدر الحالي. استخدم محاذاة FP لتصحيح البرنامج التي يوفرها Plex لتصحيح التأخيرات الزمنية في إشارات LFP الناتجة عن المرشحات في مراحل الرأس ولوحات التضخيم المسبق. في هذه المرحلة ، يتم نقل البيانات إلى MATLAB باستخدام المستكشف العصبي.

يتم تصفية كل قناة LFP باستخدام مرشحات التمرير العالي والمنخفض القياسية بترددات قطع تبلغ 0.5 هرتز و 100 هرتز. بعد تصفية كل اتصال قطب كهربائي ، حدد كل تجربة ومتوسط عبر التجارب للحصول على متوسط السلسلة الزمنية LFP لكل جهة اتصال قطب كهربائي ، ثم قم بتنظيم كل جهة اتصال في مصفوفة بسعة LFP كدالة للوقت ، قم بتشغيل صندوق أدوات ICSD في MATLAB عن طريق كتابة راسمة CSD في مساحة العمل. بالنظر إلى أن تكرار أخذ العينات للبيانات المستمرة هو كيلو هرتز واحد ، اضبط معلمة DT على مللي ثانية واحدة.

بعد ذلك ، قم بتعيين قيمة الموصلية القشرية على 0.4 سيمنز لكل متر ، والتي تقارب كثافة المصدر الحالية بوحدات نظيرات النانو لكل ملليمتر مكعب ، وقم بتغيير موضع الأقطاب الكهربائية كمتجه من 0.1 بخطوة من 0.1 إلى 1.6 ، وهو العدد الإجمالي لجهات الاتصال. عند إدراج كافة المعلمات، انقر فوق تشغيل هذا. اعرض ملف تعريف CSD في واجهة راسمة CSD والصقه في شكل جديد.

يمكن استخدام الوظائف الشائعة في MATLAB مثل صورة SC لرسم ملف تعريف الطبقة ويمكن تطبيق خوارزميات التنعيم المختلفة وإجراءات التطبيع لتمثيل بيانات CSD ومقارنة تعريف الطبقة عبر الساعات والجلسات. لتحديد انعكاس القطبية المصحوب بتكوين مصدر الحوض في قاعدة الطبقة الرابعة أولا، تحقق من وجود بالوعة أولية في الطبقة الحبيبية. باستخدام ملف تعريف CSD الرقائقي ، حدد موقع القطبية السلبية التي تحركها المغسلة في مخطط CSD.

ثم احسب مركز كتلة الحوض الحبيبي. يتم الحصول على OID من التحليل الذي يتكون من رقم جهة الاتصال والوقت الذي كانت فيه المزامنة أكبر. يعمل الاتصال مع syn Centro كمرجع للطبقة الحبيبية عند صفر ميكرومتر.

قم بتحليل جميع جهات الاتصال أعلى وأسفل المرجع وقم بتجميعها في واحدة من ثلاث طبقات ممكنة. فوق ، حبيبية ، حبيبية ، وتحتمالية تحقق من صحة الحوض الحبيبي عن طريق خلط مواضع القطب الكهربائي ، وترك المجال الزمني دون تغيير. بعد الخلط ، تحسب مصفوفة CSD تحليل OID.

مرة أخرى ، يجب أن يؤدي خلط ملامسة القطب الكهربائي كدالة للعمق القشري إلى تدمير أي خصوصية رقائقية. للعثور على الحقول الاستقبالية ، ابدأ بتقديم حافز ارتباط عكسي على الشاشة حيث يحتمل أن توجد الحقول الاستقبالية. يتكون الحافز من أربعة درجات توجيهية عند 45 ، 0 ، 90 ، و 135 درجة.

قم بإجراء تحليل نظام المجموعة على خرائط معدل إطلاق النار لتحديد موقع المجال الاستقبالي. أولا ، احسب الحد الأقصى لمواقع معدل إطلاق النار والنقطة الوسطى لكل تأخير زمني. ثم احسب المسافات بين المركز ومواقع معدل إطلاق النار القصوى هذه.

احسب خرائط معدلات إطلاق النار في كل موقع مكاني لتأخيرات التوصيل بين 40 و 120 مللي ثانية على فترات خمس مللي ثانية لكل خلية عصبية بشكل مستقل. أوجد المسافة الإجمالية بين OID والحد الأقصى لمعدل إطلاق النار المحيط به في جميع فترات التأخيرات. المجال الاستقبالي هو في التأخير الزمني الذي يقلل من تلك المسافة.

بمجرد العثور على حقل استقبال لكل خلية ، قدم حافز ارتباط عكسي أكبر من جميع مواقع الحقول الاستقبالية المتداخلة مع جميع الحقول الاستقبالية في السكان المسجلين. يمكن استخدام مخطط معدل إطلاق النار في الوقت الفعلي لتحديد ما إذا كان قد تم تحديد مواقع الحقول المستقبلية الصحيحة. أخيرا ، قم بفرز أشكال موجات السنبلة باستخدام برنامج الفرز غير المتصل بالإنترنت الخاص ب plex on الذي ينفذ تجميع شكل الموجة بناء على معلمات مثل المكونات الرئيسية ، وارتفاع الوادي وخصائص الذروة.

تأكد من إزالة وحدات الإشارة التي تغير الاستجابات فجأة وتحتفظ فقط بالوحدات ذات معدلات إطلاق مستقرة لمزيد من التحليل الموضح هنا. مثال لتوضيح تحليل CSD في توطين الطبقات القشرية عبر العمق القشري كدالة للوقت ، يظل موضع الطبقات الحبيبية والحبيبية وتحت الحمراء مستقرا حتى بعد أربع ساعات من بدء جلسة التسجيل. تمثل تتبعات CSD متوسط جهات الاتصال المعينة لطبقة معينة.

في هذا المثال ، تخضع الطبقة الحبيبية لانخفاض واضح في سعة CSD عند حوالي 50 مللي ثانية. تحليل نقدي آخر أثناء استخدام القطب الرقائقي هو تحديد المجال المستقبل للخلايا العصبية وتوطينه بدقة. أصل هذه المؤامرات هو نقطة التثبيت ، وهي دائرة بيضاء صغيرة معروضة مركزيا على شاشة كمبيوتر سوداء.

يمثل اللون في هذه المخططات معدل إطلاق كل خلية عصبية استجابة لمحفز ارتباط عكسي ديناميكي. يمثل هذا الشكل مثالين على أشكال موجات الارتفاع المعزولة على نفس القناة. تم إجراء التحليل العنقودي باستخدام تحليل المكونات الأساسية وخصائص شكل موجة السنبل.

يتم عرض متوسط أشكال موجة الارتفاع في خط صلب. يتم عرض الانحرافات المعيارية في خط الشرطة أثناء محاولة هذه الإجراءات ، من المهم أن تتذكر التقدم بعناية وإتاحة الوقت الكافي للدماغ ليستقر بشكل كاف بعد التقدم.

نبدأ عادة في التسجيل بعد حوالي 30 إلى 45 دقيقة من آخر تقدم باتباع هذا الإجراء. يمكن استخدام تقنيات طيفية أخرى مثل LFP Power و Spike Field Synchronization لدراسة بنية الشبكة داخل الطبقات القشرية وفيما بينها.