الزرع المزمن للصفائف متعددة البوليمرات المرنة

ويرد أدناه طريقه لغرس مصفوفات أقطاب البوليمر متعددة عبر مناطق الدماغ البعيدة تشريحيا للتسجيل إلكتروفيزيولوجي المزمن في الفئران تتحرك بحريه. يتم وصف الاعداد والغرس الجراحي بالتفصيل ، مع التركيز علي مبادئ التصميم لتوجيه التكيف لهذه الأساليب لاستخدامها في الأنواع الأخرى.

تسمح هذه الطريقة بمراقبة مجموعات الخلايا العصبية الكبيرة الموزعة على مدار أيام أو أسابيع أو أشهر، مما يضع أسئلة حول كيفية تغيير هذه الفئات السكانية ودعم الوظائف المعرفية في متناول اليد. يجمع زرع العديد من أجهزة البوليمرات وبناء الزرع المرتبط بها لجعل منصة تسجيل قادرة على عدد القنوات العالية، متعددة المناطق، طويلة المدى، مستمرة، وتسجيلات مستقرة. إثبات الإجراء سيكون كلاي سميث، فني من مختبري.

لتحضير صفائف القطب البوليمري للإدخال، أدخل المسمار من خلال ثقوب موجهة رأسياً في قطعتي الإدراج لقفلهما معًا والاحتفاظ بالقطع في الرذيلة. نعلق الشريط على الوجهين إلى الجزء العلوي من قطعة الثانية، وإرفاق قطعة استقرار إلى نهاية القطعة الأولى. سيتم عقد قطعة الاستقرار في مكان عن طريق الاحتكاك.

محاذاة يدوياً صفيف القطب وأرفق المكوك الإدراج إلى الجزء الطرفي الضيق من القطعة الأولى. عندما يكون مُجسّم محاذيًا للمحور الطولي من قطعة واحدة، يُلزِم موصل الصفيف بشريط متعدد الأضلاع على الجزء المسطح من القطعة اثنين. مع ملقط مقلل البلاستيك، وربط فقط الجناح بولياميد تعلق على الشريط صفيف، ورفع المكوك إدراج تلميح جهاز صفيف القطب من قطعة واحدة إلى السطح الخارجي للقطعة استقرار.

تطبيق 10 ميكرولترات من لاصقة مناسبة إلى نهاية القطعة الأولى. باستخدام ملقط مقللة البلاستيك للاتصال فقط الجناح بولياميد تعلق على الشريط صفيف، استخدم علامة التبويب مربع من المكوك الإدراج لإعادة تنظيم الجهاز مع الجزء الضيق من قطعة واحدة. عالج جانب مكوك السيليكون أو الربط لإجراء تعديلات محاذاة صغيرة، مع الحرص على تجنب استخدام القوة المفرطة على الشريط أو السيقان.

ثم استخدام ملقط لتطبيق ضغط هبوطي لطيف على جانبي قطعة الاستقرار وإزالة قطعة استقرار من الجمعية دون تحريك الصفيف. المقبل ، تعيين المتلاعب الصغرى من قطعة الأولى إلى موقف موسع. سوف ينزلق المكبس إلى عمق المحطة الطرفية داخل قطعة واحدة.

تحميل القطع واحد واثنين على المكبس التراجع. تعيين المتلاعب الجزئي من القطعة الثالثة إلى موقف تراجع. تناسب القطعة الثانية داخل الجزء العلوي من قطعة ثلاثة مع محاذاة الثقوب وتحميل قطعة ثلاثة على المتلاعب الصغير إدراج المكبس.

المسمار القطع في مكان على الجانب السفلي من قطعة ثلاثة، وتحميل وبرغي قطعة اثنين وثلاثة معا بحيث تتحرك المتلاعب الصغرى الإدراج سوف تتحرك جهاز الإدراج كله. إزالة المسمار الذي يحمل قطعة واحدة واثنين معا. ثم أدخل المسمار في الثقب الجانبي للقطعة واحد عمودي على المسار المكبس حتى المسمار ينطبق الضغط على المكبس لضمان أن قطعة واحدة يتحرك وفقا للمكبس تراجع.

قطعة واحدة ينبغي أن تتحرك بشكل مستقل عن قطعة اثنين، والسماح تراجع منفصلة من المكوك الإدراج من الجهاز. عند اكتمال بناء الجهاز، عرض الإدراج تحت مجهر ستيريو، بسرعة خفض أداة stereotactic في 25 ميكرومتر في الثانية الواحدة. الجهاز لن يخترق الدماغ على الفور.

درجة المقاومة والتمبلية تعتمد على الموقع المستهدف وتصميم الجهاز. بمجرد أن يخترق الجهاز الدماغ ، قم بتبديل سرعة المتلاعب الصغير إلى 10 ميكرومتر في الثانية ، وخفض الجهاز إلى ملليمتر إلى ملليمترين فوق العمق المستهدف ، وتصور أجنحة الجهاز ونقطة الإدراج أثناء الخفض لتجنب انفصال مجموعة المكوك السابق لأوانه. عندما يصل الجهاز بين واحد و0.5 ملليمتر فوق عمق الهدف، إبطاء الإدراج إلى خمسة ميكرومتر في الثانية الواحدة.

وبعد ذلك، عندما يكون الجهاز 500 ميكرومتر بعيدا عن الهدف، وإبطاء الإدراج إلى واحد إلى اثنين ميكرومتر في الثانية الواحدة. عندما يتم الوصول إلى عمق الهدف، وتجفيف نقطة المرفق على قطعة قاعدة حسب الضرورة ومن ثم إرساء كلا من أجنحة البولي أميد إلى موقعي مرفق قطعة قاعدة مع لاصقة مناسبة. قبل حل, سوف تظهر ربط ككمية كروية يجلس فوق الصفيف وواجهة المكوك الإدراج.

لإذابة الوتد، بالتنقيط بلطف درجة حرارة الجسم المالحة على مجموعة عند النقطة التي يتم الالتزام ربط إلى المكوك. عندما تم حل الوتد بشكل كامل ، ستكون حدود الصفيف ملحوظة من المكوك والقطعة الأولى. بعد أن يتم إصلاح الصفيف في مكان، استخدم micromanipulator التراجع لسحب ببطء المكوك الإدراج، والاستمرار في تطبيق قطرات الفردية من المالحة على الصفيف كما يجري سحبها في نفس معدلات التراجع كما تم إدراج الجهاز، ومراقبة واجهة بين مجموعة المكوك إدراج أثناء التراجع.

كما هو تراجع, المكوك سوف منفصلة بشكل واضح من مجموعة البوليمر, التي سوف تظهر صفراء شفافة بين السيقان من المكوك الإدراج. عندما يكون الجهاز قد تم بشكل كامل سحب، نقل موصل الصفيف من قطعة اثنين إلى موقع التي لن تتداخل مع عمليات الإدراج اللاحقة. سيتم إدخال مجموعة إلكترود البوليمر في الدماغ ولم يعد متصلاً بآلة مجسمة.

قم بإزالة مكوك الإدراج والأجهزة الأخرى الإدراج. إذا لزم الأمر، قم بإجراء عمليات الإدراج الإضافية. لبناء الزرع، بعد إدخال الصفيف النهائي، المالحة الفارغة من القطعة الأساسية، مع الحرص على عدم تعطيل صفائف أو شرائط مزروعة.

ملء craniectomies وقطعة قاعدة مع تسرب درة اصطناعية مناسبة. و تسمح لتسرب الغلق بالشفاء ضع موصلات الأجهزة حيث أنها لن تتداخل، وإذا لزم الأمر، تنفيذ عمليات الإدراج متعددة.

توجيه الموصلات صفيف بشكل مناسب ومكوناتها إلى جهاز التسجيل، وبالتالي شرائط في موضعها النهائي المطلوب. وأخيرا، اغلف شرائط من النقطة التي تترك تسرب الدرة الاصطناعية إلى موصل ينتهي في هلام السيليكون أكثر لزوجة. بعد هذا البروتوكول، 1، 024 قناة تسجيل زرع العصبية 1، أسفرت عن 375 وحدة واحدة.

في هذه التجربة، تم الاحتفاظ بطول العمر التسجيل لوحدة واحدة لمدة 160 يوما على الأقل في البيانات من 19 جهازا عبر ثلاثة فئران مختلفة. ومن بين الأجهزة الوظيفية الـ 15، تم الحصول على متوسط عائد تسجيل يبلغ نحو وحدة واحدة لكل قناة، وكان للأجهزة الفردية غلة من وحدات مفردة قليلة تصل إلى وحدتين تقريباً لكل قناة. أثناء إدخال الجهاز، من المهم التأكد من أن المكوك مجموعة جافة.

إذا لم يكن كذلك، هناك احتمال كبير أن مجموعة سوف تنفصل عن المكوك أثناء محاولة الإدراج. وتتوافق هذه التقنية مع طرائق التسجيل الأخرى، بما في ذلك الأسلاك الصغيرة، وكذلك مع التلاعبات، بما في ذلك المحاكاة الكهربائية وعلم الوراثة البصرية. هذه التقنية تسمح لنا بالتسجيل من نفس الخلايا العصبية عبر أيام عديدة، مما يجعل من الممكن فهم كيفية تغير الردود مع مرور الوقت.