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本工作已获得弗吉尼亚大学动物护理和使用委员会的批准。C57Bl / 6两性小鼠(7-12周)用于实验。这些动物保持在12小时光照/ 12小时黑暗循环中,并 可以随意 获得食物和水。
1. 微电极结构
- 要构建微电极,请使用50μm(直径)的透镜涂层镍铬丝(见 材料表)。在平台背面用胶带将电线的一端缠绕在平台上最近的旋钮上三次(图1A,C)。
注意:这里使用了带有两个旋钮(2 x 5英寸)的亚克力平台,但可以使用任何平台。
- 将导线拉伸到最远的第二个旋钮周围,在旋钮之间形成两个环。将导线在第一个旋钮上再缠绕三次,以将导线固定到位,并在平台背面再次用胶带将电线末端缠绕。
注:电线分离后(步骤1.2-1.3.1),每侧必须有两根电线(总共四根电线, 图1B)。
- 将张力条放在电线下方,并用胶带缠绕在电线上(粘性面朝上)(图1C)。
注意:三角形丙烯酸片用于张力棒,周围缠绕有胶带(粘性侧在外面以连接电线)。张力条外胶带的粘性一面将保持电线就位,以调整它们之间的距离。张力杆必须与旋钮保持约2.5厘米的距离,并且电线不得松动。
- 使用显微镜和细镊子,在导线之间形成3毫米或4.5毫米的间隙(在导线之间形成3毫米的间隙以制造皮质(Ctx) - 腹外侧丘脑核(VL)微电极; 4.5毫米的间隙以制造纹状体(Str) - 黑质(SNR)微电极)(图1B)。
- 如果在显微镜上使用放大倍率,请确保计算并调整放大倍率的差异和导线之间的实际距离。
注意:如果微电极是为此处使用的结构以外的结构构建的,则需要将导线之间的距离调整为结构之间的立体定位距离。 图2B 提供了如何组织导线的示例;因此,必须调整其他结构的立体定位坐标。
- 切割四小块塑料(0.5毫米厚)〜6毫米(宽)x 3毫米(高)(图1C)。
注意:任何塑料件只要厚度为0.5毫米,就可以使用;在这里,使用了出售销钉的方形管(销钉,见 材料表)。如果使用不同的厚度,请添加更多或更少的塑料片以适合所需的立体定位坐标。
- 在塑料上涂上胶水(参见 材料表)并将其放在电线上(图1C)。将塑料块放在距离钢丝中间约1.0厘米的地方,距离张力棒1.0厘米。用棉签去除多余的超级胶水。
- 超级胶水干燥后,用细剪刀切割电线,按 图1C所示的顺序。
- 使用市售套件切割四个7 mm玻璃管(参见 材料表),并将电极线插入玻璃管中,如图 2A所示。
- 将VL和SNR电极对插入玻璃管中。
注意:只有用于深层结构的导线需要插入玻璃管以支持手术植入。确保不要将皮质电极插入玻璃管。
- 将胶水放在玻璃管的底部,将它们连接到塑料上。等待一段时间,直到胶水变干。
- 使用手术刀切割玻璃管和电线,如 表1所示;确保微电极的长度是正确的。如果微电极针对不同的结构,请根据所需的立体定位坐标调整切割距离。

图 1:微电极结构示意图。 (A) 在平台上设置电线,电线下方有张力条。(B)导线之间的间隙。(C)将四块塑料粘在电线上。 请点击此处查看此图的大图。
| 断续器 | Str | 断续器 | 信 噪 比 |
| AP(前/后) | 2.2 | 1.2 | -1.3 | -3.3 |
| ML(内侧/外侧) | 1.8 | 1.5 | 1 | 1.5 |
| DV(背侧/腹侧) | 0.5 | 3.5 | 4 | 4.75 |
| 电极长度 | 4 | 4.75 | 5.25 | 6 |
表1:立体定位植入微电极的坐标和尺寸。
2. 微电极阵列组装
- 使用胶水按目标区域的所需顺序粘附塑料。皮质、丘脑、纹状体和黑粒电极的示例如图 2B,C所示。
- 将Ctx-VL电极对面朝下放置(电极丝的一侧必须面朝下),并用胶水将两个6 mm x 3 mm的空塑料片连接在上面。
- 在三块塑料的顶部,放置第二个Ctx-VL电极对,电极朝上(使用显微镜并确保VL电极对齐)。
注意:双侧电极的对准(此处为左右VL电极的对准)对于适当地定位所需的双边结构至关重要。
- 使用胶水将SNR电极连接到顶部,SNR电极距离VL电极2.0 mm,距离皮质电极约5.0 mm(SNR电极线必须朝上)。
- 重复步骤 2.1.3。对于另一侧(SNR电极线必须面向微电极阵列的外部)。
- 在塑料周围涂上环氧树脂,将电极粘合在一起。避免在电极上放置环氧树脂。
- 取一根粗线,在一端做一个环。将环浸入环氧溶液中并将其放在塑料上,确保粗线平放(图2D),以便在接下来的步骤中,该线可以用作手柄。等到电极完全干燥。
- 将电线切割成2厘米,如图 2E所示。

(A)用剪刀切割导线后形成的四对电极,如图1C所示(2对Ctx-VL电极和2对Str-SNR电极)。将深层结构电极(VL和SNR)插入玻璃管中,并将其底座粘合到塑料(红点)上。(B)顶视图:将(A)的电极对粘合成堆叠以形成微电极芯。红线表示胶水线。(C) (B) 正面视图。(D)将粗线连接到微电极上。(E)电线按指示分组,隔离的末端被刮掉并切成2厘米。
3. 微电极与耳机的连接
- 如图 2E 所示对电线进行分组,并用手术刀刮掉1 mm的隔离端。
- 弯曲皮质电极,如图 3A所示。分离导线,如图 3B所示。使用精细的镊子,在每根导线的末端做一个环(图3B)。
- 用止血器握住 10 针耳机(参见 材料表),并使用棉签的木端在针脚上施加最少量的助焊剂(图 3C)。确保不要将磁通量放在引脚外,以防止引脚之间短路。
- 使用棉签的木端,将助焊剂涂在线环上。
- 将导线环路焊接到 10 针耳机,如图 3C 所示。焊接后,干燥耳机以防止引脚之间短路。
- 取一根细线(0.005-0.008英寸)作为参考线和地线,并从一端剥离塑料。在导线的另一端做一个循环。
- 将基准电压源和地线的剥离侧焊接到各自的引脚上(图3A,C)。
- 保持粗线(图2D),在微电极周围涂上颅骨成形水泥,特别是在电线连接到引脚的地方。避免将实际的电极末端与水泥接触。
- 水泥干燥后,将环氧树脂放在玻璃管的底部,纹状体微电极丝和整个电极上。避免用环氧树脂接触实际的电极末端。等到电极完全干燥。
- 电极已准备就绪。使用牙钻在小鼠的头骨上钻孔(根据所需的立体定位坐标),并通过降低头戴式耳机,将头戴式耳机朝向颅骨和适当的孔,如图 3D 所示。耳机可以连接到立体定位臂上,以便在植入过程中提供支撑。

图3:微电极植入。 (A)皮质电极按指示弯曲。(B)将导线分开,在两端形成环路。(C) 将助焊剂(红点处)和环形导线焊接到 10 针头戴式设备上,确保每根导线都连接到其适当的引脚。(D) 植入耳机以记录 LFP。 请点击此处查看此图的放大版本。
4. 记录后标记电极位置
- 在LFP记录结束时,通过在电极尖端施加电流以产生病变并等待30分钟以灌注小鼠来确认电极在目标区域中的正确位置。
注:用于确认电极尖端位置的病变设置:单脉冲,40 μA,0.75 ms 单相方波脉冲,50 Hz,30 s。
- 用异氟醚麻醉小鼠(直到小鼠入睡),并在0.1M磷酸钠缓冲液中用4%多聚甲醛(PFA)经心灌注10。在低温恒温器上切开大脑(40μm厚)(参见 材料表)并用DAPI染色(PBS中为0.02%)。通过电极尖端病变的存在来确认电极的正确位置,如图 4B,C所示。
注意:异氟醚的百分比需要按照各个机构的指导方针进行应用。
5. 测量电极电阻
- 测量电极的电阻,并使用多量程欧姆表检查电极之间的短路(参见 材料表)。将电阻刻度设置为R x 10,000,表示指针中的单位偏转对应于1 kΩ电阻。2 cm长的电极需要具有60-70 kΩ的电阻。
- 通过取十个单独的引脚来定制头戴式耳机(请参见 材料表)。在电缆中用一根细的多股铜线焊接每个引脚。
- 将焊接引脚及其相应的电缆尾部压入 10 引脚双排配接插座(匹配插座)。将配接插座的开放式针脚按压到 LFP 头戴式耳机中。通过这种方式,每个LFP电极在组件中都有一个指定的电缆线。
- 将每个LFP电极的尖端(其电阻待测)浸入0.9%NaCl盐水溶液(血液中的NaCl浓度)中。将与LFP电极对应的电缆线端连接到欧姆表的正端。
- 使用低电阻(̴100 Ω)电线,一面在盐水中,另一面作为开口端。将低电阻导线的开口端连接到欧姆表指针的接地。
注:此排列完成电路并提示欧姆表指针偏转。
- 确保头戴式设备上的任何两个电极之间没有电气连接。检查成对LFP电极的电气绝缘(接地:一根电缆对应于一个电极;正:另一根电缆对应于另一个电极)。在这种情况下,如果观察到任何偏转,请丢弃电极。