يوليو 1, 2018
ويصف هذا البروتوكول تسجيل الإمكانات الميدانية المحلية مع متعدد عرقوب يسبر السليكون الخطي. يسمح تحويل الإشارات باستخدام تحليل كثافة المصدر الحالي إعادة بناء نشاط الكهربائية المحلية في قرن آمون الماوس. مع هذه التقنية، يمكن دراسة ذبذبات الدماغ مكانياً المقيدة في الانتقال بحرية الفئران.
يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب مثل كيفية تنظيم أنشطة الشبكة العصبية على المقاييس الزمنية والمكانية الدقيقة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن استخدام مجسات السيليكون الخطية ، وتحليل البيانات الحالية يسمح بإعادة بناء التذبذبات المحلية التي لا يمكن اكتشافها بسهولة في تسجيلات إمكانات المجال التقليدية. لبدء هذا الإجراء ، قم بتعقيم الأدوات الجراحية باستخدام معقم حبة ساخنة ، ثم امسح جميع أسطح العمل بنسبة 70٪ من الإيثانول.
بعد ذلك ، قم بتركيب المخدر في إطار تجسيمي عن طريق إدخال قضبان الأذن برفق في قناة الأذن. بمجرد تثبيت رأس الفأر بواسطة قضبان الأذن ، ضع قطعة لسان حال على الخطم لتوصيل الأيزوفلوران المستمر ، ثم ضع مرهما على العينين لمنع الجفاف. بعد ذلك ، ضع وسادة تدفئة أسفل الفأر وحقن البوبرينورفين تحت الجلد لضمان تسكين ما بعد الجراحة.
بعد ذلك ، حلق رأسه وتطهير الجلد بنسبة 70٪ من الإيثانول. باستخدام المقص الجراحي ، قم بعمل شق على الجلد على طول خط الوسط للجمجمة وافتح الجلد باستخدام المشابك الجراحية. قم بمحاذاة رأس بمساعدة أداة محاذاة تجسيمية لتسوية بريجما ولامدا.
يجب أن يكون هناك أقل من 50 ميكرومتر من إزاحة الارتفاع بين بريجما ولامدا. علاوة على ذلك ، قم بتسوية الرأس على طول المحور الجانبي الإنسي عن طريق قياس العمق على مسافة محددة من بريجما على الجانبين الأيسر والأيمن. اضبط الرأس إذا كان مائلا.
نظف الرأس بنسبة 3٪ بيروكسيد الهيدروجين وجففه بمناديل قطنية معقمة. تحديد موقع حج القحف بالنسبة إلى بريجما باستخدام أطلس تجسيمي مناسب. باستخدام رأس حفر 0.9 ملم ، قم بحفر فتحتين لولبيتين في العظم فوق المخيخ لوضع الأرض والبراغي المرجعية.
بالإضافة إلى ذلك ، قم بحفر ثقب إلى ثلاثة ثقوب لتثبيت مسامير التثبيت لتثبيت الغرسة. يعتمد موقع مسامير التثبيت على موقع حج القحف. أدخل البراغي في العظم باستخدام مفك براغي مناسب.
احرص على عدم اختراق الدماغ. الآن ، قم بإجراء حج القحف عن طريق ترقق الجمجمة ببطء باستخدام المثقاب في منطقة مستطيلة حول جانب الزرع. بلل العظام بشكل متكرر باستخدام عازلة الفوسفات المعقمة.
اخترق الجمجمة الرقيقة المتبقية برفق بإبرة حقن قياس 27 وقم بإزالتها باستخدام زوج من الملقط. بعد ذلك ، اخترق الأم الجافية بعناية بإبرة حقن قياس 27. باستخدام زوج من الملقط ، قم بتشكيل خطاف صغير عن طريق ثني طرف الإبرة واستخدم هذا الخطاف لإزالة الجافية.
ثم ضع عازلة الفوسفات لمنع سطح الدماغ من الجفاف. بعد ذلك ، قم بتركيب أداة إدخال القطب الكهربائي على حامل تجسيمي وقم بتصفير المسبار على bregma. انقل المسبار إلى الإحداثيات التجسيمية فوق حج القحف واخترق سطح الدماغ ببطء.
تأكد من أن أعمدة المسبار لا تنحني وتجنب الزرع في الأوعية الدموية. بعد ذلك ، قم بخفض المسبار ببطء حتى حوالي 200 ميكرومتر فوق العمق المطلوب. بعد ذلك ، قم بتغطية حج القحف وسيقان مسبار السيليكون بالفازلين المعقم للحماية.
بعد ذلك ، ضع أسمنت الأسنان لتثبيت قاعدة المسبار على برغي التثبيت في الجمجمة. مباشرة بعد تطبيق الأسمنت ، حرك المسبار ببطء إلى العمق المستهدف. تقدم آخر 200 ميكرومتر بعد وضع الأسمنت لتقليل الحركة الجانبية للمسبار وضمان الحد الأدنى من تلف الأنسجة في المنطقة المستهدفة.
بعد معالجة الأسمنت ، حرر المسبار من أداة الإدخال عن طريق إذابة الشمع باستخدام الكي. بعد ذلك ، حرر لوحة الموصل من جهاز الإدخال وضعها في مكان مناسب على الجمجمة باستخدام مشبك التمساح. ثبت لوحة الموصل بالجمجمة باستخدام الأسمنت الأسنان.
في حالة زرع المسبار في الحصين ، ضع لوحة الموصل على العظم الجداري المقابل. بعد ذلك ، قم بلحام الأسلاك الأرضية والمرجعية للوحة الموصل بالأسلاك المتصلة بالمسمارين فوق المخيخ. قم بقص الغطاء الواقي إلى الارتفاع الصحيح وضعه فوق مسبار السيليكون.
بعد ذلك ، قم بإصلاح غطاء لوحة الموصل والجمجمة باستخدام الأسمنت السني ، وتجنب الجلد حول الجمجمة المكشوفة. بعد الجراحة ، ضع العلاج المسكن المناسب على الفأر لمدة يومين على الأقل. ضع الفأر في منزل واحد لمنع تلف الغرسة.
يتمعرض التسجيلات من مجسات السيليكون المزروعة بشكل مزمن والتي تستهدف منطقة CA1 هنا. يتم تطبيق تحليل كثافة المصدر الحالي على طول السيقان الفردية للمسبار. في هذا المثال ، يؤدي حدث تموج موجة حادة واحد إلى بالوعة تيار بارز في الطبقة رادياتوم من CA1 وفي المثال الثاني ، تم تسجيل موقعين متميزين في طبقة الخلية الحبيبية للتلفيف المسنن.
تم عزل نطاق جاما العالي عن طريق تطبيق مرشح تمرير نطاق 60 إلى 80 هرتز ، مما يكشف عن رشقات جاما محلية على أحد موقعي التسجيل الموجودين في طبقة الخلية الحبيبية. لاحظ أنه لا يمكن اكتشاف نشاط تذبذب جاما المحلي إلا بعد تحويل الإشارات المسجلة إلى CSD. تحدد CSD ، ولكن ليس إشارات LFP ، فترات عدم تزامن الطور والسعة بين موقعي التسجيل.
يوضح هذا الجزء حقبة موجزة من نشاط جاما المتزامن. توضح الآثار هنا فرق الطور ومؤشر فرق السعة لآثار LFP و CSD. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية زرع مجسات السيليكون في الحصين.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
يفصل هذا البروتوكول عملية تسجيل إمكانات المجال المحلي باستخدام مجسات السيليكون الخطية متعددة السنّات لاستقصاء النشاط الكهربائي المحلي في حصين الفأر. ومن خلال تطبيق تحليل كثافة مصدر التيار، يتيح هذا البروتوكول دراسة تذبذبات الدماغ المحدودة مكانيًا في الفئران التي تتحرك بحرية.
تتيح هذه الطريقة اكتشاف التذبذبات العصبية المقيدة مكانيًا بدقة عالية في الحصين، مما يعالج تحديًا رئيسيًا في العلوم العصبية قبل السريرية: وهو التمييز بين نشاط الشبكة المحلية الحقيقي والإشارات المنقولة عبر الحجم. ومن خلال تطبيق تحليل كثافة مصدر التيار (CSD) على تسجيلات جهد المجال المحلي (LFP) متعددة الطبقات من مجسات السيليكون، يمكن للباحثين عزل ديناميكيات مستوى الدوائر الدقيقة ذات الصلة بالذاكرة والوظيفة المعرفية. ويدعم ذلك التحقق من صحة الأهداف وتقليل المخاطر الميكانيكية في مرحلة الاكتشاف المبكر من خلال توفير قراءات قابلة للتكرار والقياس لحالات شبكة الحصين في النماذج السلوكية.
تندرج هذه الطريقة ضمن تسلسل عمليات الاكتشاف، بدءًا من اختبار الفرضيات في البيولوجيا المبكرة وصولاً إلى تحسين المركبات الرائدة، حيث يمكن للأنماط الظاهرية للشبكات التذبذبية أن تقدم معلومات حول الارتباط بالهدف وانتقائية الدوائر.