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所有涉及动物模型的程序均已由当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会审查。
1. 光纤的制备（图 1A）
<ol>
	<li>使用多模光纤（105 μm 纤芯，玻璃包层，二氧化硅纤芯，0.22 NA）。使用微剥离器剥去纤芯的 125 μm 包层，同时光纤仍连接到光纤线轴上。</li>
	<li>用金刚石刀将纤维切成大约 2-3 厘米的长度。</li>
	<li>将纤维插入氧化锆陶瓷棒套圈 （ID: 126 μm） 中。大约 0.5-1 mm 的光纤应从套圈的凸面突出。</li>
	<li>用针头将一滴环氧树脂胶涂在密封垫圈的两端，但不要涂在密封垫圈的侧面。或者，使用强力胶。</li>
	<li>让胶水干燥至少 30 分钟。</li>
	<li>使用金刚石研磨纤维抛光膜（3 μm 粒度）抛光套圈的凸面。</li>
	<li>使用光功率计测试光传输的保真度。
	<ol>
		<li>将功率计上的波长设置为与所用激光器相同的波长。</li>
		<li>将跳线的尖端朝向传感器的中心。打开激光器电源并读取功率计的光输出。记录该值。</li>
		<li>通过配对套管将光纤连接到跳线，并将其放置在光纤尖端朝向传感器中心的位置。打开激光器电源并读取功率计的光输出。记录该值。</li>
		<li>通过将第二个值除以第一个值来计算传输速率。如果传输速率低于 0.5，则丢弃光纤;否则，将其用于植入。</li>
		<li>植入前测试每根光纤的传输率。</li>
		<li>对于以后的实验，根据光纤的传输速率调整激光器的光强度输出:将跳线尖端的光输出设置为 5-15 除以透射率，以达到光纤尖端的最终光输出 5-15 mW。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 用于 LFP 记录的钨丝阵列的准备（图 1B）
<ol>
	<li>将几个（例如 6 个）100 μm 硅胶管导向器平行于一条胶带的粘性侧粘合。切割一块大约 4-6 毫米，用于一个线阵列组件。</li>
	<li>使用镊子将 formvar 绝缘的 45 μm 钨丝穿过导管。</li>
	<li>用手术刀刮掉两端的绝缘层，剥去六根漆包线绝缘细铜键合线（约 5 毫米长）和一根接地线（约 2-3 厘米长）。将它们焊接到 nanoconnector 引脚。</li>
	<li>将每根键合丝分别用一滴银导电漆连接到一根钨丝上。晾干至少 30 分钟。</li>
	<li>涂抹最少量的水泥以覆盖电线。不要在将插入脑组织的钨丝上涂抹水泥，也不要涂抹在纳米连接器的上部。让水泥干燥至少 30 分钟。</li>
	<li>使用钝不锈钢剪刀对钨丝进行角度切割 （5-20°），以便在锥体层腹侧附近的区域下方或上方可靠地植入金属丝，其中 θ 振幅太低，无法估计夹带保真度。</li>
	<li>使用手术刀刮掉绝缘层，使地线的尖端（约 2 毫米）脱离绝缘。用助焊剂和预焊剂处理。</li>
	<li>使用数字万用表检查电极之间的潜在串扰。将连接器引脚连接到万用表，万用表必须设置为电阻测量模式。检查 channels 的成对组合;万用表上的读数低于 5 MΩ 表示存在明显的串扰。</li>
	<li>使用阻抗计检查每个电极丝在盐水中的阻抗。典型阻抗值低于 100 kΩ。</li>
	<li>为了便于植入，将一根光纤粘合到线阵列上，使光纤尖端处于最短导线的水平，并且光纤尖端靠近但不接触钨丝。保持纤维的角度尽可能小，以防止植入过程中组织损伤。</li>
</ol>
3. 立体定向植入
<ol>
	<li>从颅骨顶部去除结缔组织，并将颈部肌肉彻底向下推约 2 毫米，以防止在录制过程中出现肌肉伪影。</li>
	<li>使用棉签涂抹器和盐水清洁颅骨，并钻四个孔（前部 2 个，小脑上方 2 个，直径 0.8 毫米）以放置骨不锈钢螺钉 （00-96x1/16） 用于研磨和稳定植入物（图 1D）。将接地螺钉连接到小脑上方的一根铜线（约 2-3 厘米长）上。</li>
	<li>用水泥完全覆盖接地螺钉，以防止在电生理记录期间出现肌肉伪影。构建一个连接所有螺钉的水泥环（图 1E）。</li>
	<li>在植入侧上方进行开颅手术（海马体，AP -1.94，L 1.4，V 1.4 参考前囟）。在脑组织表面涂抹大约 5 μL 的无菌 NaCl。</li>
	<li>在开颅手术中使用立体定向慢慢降低线阵列。对于单一录音，植入硅胶探针而不是线阵列。为防止光伪影，将光纤单独植入海马体中，光纤尖端不直接面向探头（图 1C—I）。为了研究半球之间夹带的协调性，在对侧海马 CA1 区域植入一根额外的光纤。</li>
	<li>为了保护脑组织，在植入部位上方用注射器涂抹大约 5 μL 预热于 70 °C 的温液体蜡/石蜡油。</li>
	<li>在金属丝阵列周围涂抹水泥，并用水泥覆盖颅骨。</li>
	例如<li>，使用针头将一滴助焊剂滴在预焊接的接地/参考线和连接到接地螺钉的预焊接线上，然后使用焊接机熔断电线。</li>
	<li>用水泥覆盖整个地线。</li>
	<li>手术后腹腔注射 0.3 mL 赤膊（在无菌 NaCl 中为 1:4）和卡洛芬 （5mg/mL） 手术后至少两天。小鼠通常在手术后 15 分钟内醒来。用红灯给动物暖和，以加快恢复速度。</li>
	<li>在手术后的第一周每天监测小鼠的体重或直到它稳定。手术前体重减轻不应超过小鼠记录体重的 10%。为了加速体重稳定，在手术后的头几天为小鼠提供湿粮和炼乳。</li>
	<li>为了记录夹带过程中的海马细胞活动，在海马体中植入硅胶探针（AP -1.94、L 1.4、V 1，随后降低）（图 1C-I）。将光纤植入 AP -3、L 1.4、V 1.6、39° 尾喙的海马体中。如果需要刺激细胞体细胞，请在 MS 中植入一根额外的光纤（AP +0.98，L 1，V 3.9,15° 横向）。</li>
</ol>

<表格border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>PV-Cre 小鼠</td>
			<td>杰克逊实验室</td>
			<td>B6;129P2-Pvalbtm1（cre）Arbr/J</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>立体定向</td>
			<td>David Kopf Instruments，美国加利福尼亚州 Tujunga</td>
			<td>963 型</td>
			<td>超精密小动物立体定位仪</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>钻头，0.8 mm</td>
			<td>Bijoutil， Allschwil， 瑞士</td>
			<td>49080HM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>焊台</td>
			<td>Weller Tools GmbH， 德国贝西格海姆</td>
			<td>水务署 81</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>红霉素</td>
			<td>Rotexmedica GmbH， Trittau， 德国</td>
			<td>PZN:10823932</td>
			<td>1g 输液用粉末</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>精密钻头/磨床</td>
			<td>Proxxon， 韦克， 卢森堡</td>
			<td>FBS 240/E</td> 系列
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>多模光纤</td>
			<td>ThorLabs，德国达豪</td>
			<td>FG105LCA</td>
			<td>0.22 NA，低 OH，Ø105 μm 纤芯，400 - 2400 nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>陶瓷棒套圈</td>
			<td>Precision Fiber Products， 美国加利福尼亚州米尔皮塔斯</td>
			<td>CFLC126</td>
			<td>陶瓷 LC MM 密封垫圈，ID 126um</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>抛光纸</td>
			<td>索拉布斯</td>
			<td>LF3D</td> 系列
			<td>6" x 6" 金刚石研磨（抛光）表</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>功率计</td>
			<td>索拉布斯</td>
			<td>PM100D</td>
			<td>紧凑型功率和电能表控制台，数字 4 英寸 LCD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>多模光纤耦合器</td>
			<td>索拉布斯</td>
			<td>FCMM50-50A-FC</td>
			<td>1x2 MM 耦合器，50:50 分流比，50 μm GI 光纤，FC/PC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>光纤跳线</td>
			<td>索拉布斯</td>
			<td>FG105LCA CUSTOM-MUC</td>
			<td>定制， 3 m 长， 带保护管， 管道: FT030， 连接器 1: FC/PC， 连接器 2: 1.25mm （LC） 陶瓷套圈</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>袖</td>
			<td>Precision Fiber Products， 美国加利福尼亚州米尔皮塔斯</td>
			<td>ADAL1</td>
			<td>用于 Ø1.25 mm （LC/PC） 密封垫圈的陶瓷分体式配接套管</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>钨丝</td>
			<td>California Fine Wire Company， 美国加利福尼亚州格罗弗海滩</td>
			<td>CFW0010954</td>
			<td>40 微米，99.95%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>毛细管</td>
			<td>光电</td>
			<td>1068150020</td>
			<td>内径:100.4 μm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Omnetics 纳米连接器</td>
			<td>Omnetics Connector Corporation，美国明尼阿波利斯</td>
			<td>编号 A79038-001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>螺丝</td>
			<td>Bilaney， 杜塞尔多夫， 德国</td>
			<td>00-96x1/16</td>
			<td>不锈钢</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>银导电漆</td>
			<td>德国 Conrad electronics</td>
			<td>530042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>液体助焊剂</td>
			<td>Felder GMBH Löttechnik， 德国奥伯豪森</td>
			<td>Lötöl ST</td>
			<td>DIN EN 29454.1、3.2.2.A （F-SW 11）</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

将电极阵列和光纤植入小鼠海马体

来源:Bender， F.， et al.， <a href="https://app.jove.com/v/57349">行为小鼠海马θ振荡的光遗传学夹带。</a> J. Vis. Exp. （2018 年）
该视频演示了在小鼠模型的海马体中立体定向植入焊丝电极阵列和光纤。

<img alt="图 1" src="/files/ftp_upload/22947/22947_Figure1.jpg"> 
图 1:光纤、电极和手术的插图。（A） 光纤图示。（B） 粘在光纤上的线阵列图示，用于在海马 θ 振荡夹带期间记录海马 LFP。（C） 为了记录海马细胞活动，将硅胶探针安装在微型驱动器上。（D） 微型螺钉位于颅骨上。铜线预先焊接到地面和参考螺钉上，然后再将其放置在小脑上方。（E） 使用水泥覆盖和连接螺钉。上面的蓝色圆圈表示为植入硅胶探针而进行开颅手术的位置。下面的蓝色圆圈表示进行开颅手术以将光纤植入海马体的位置。（F） 将一根光纤植入尾喙角以靶向海马 CA1 区域。如果需要刺激细胞胞体（可选），则可以将第二根纤维植入内侧隔膜。（G） 将硅胶探针降低到海马 CA1 区域的刚...

所有涉及动物模型的程序均已由当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会审查。
1. ...

以一只固定的麻醉小鼠为例，其头骨暴露在外。
在冠状缝合线和小脑上方的喙部钻孔。
将不锈钢螺钉插入冠状缝合线的头侧钻孔部位，以稳定种植体。
将接地螺钉和参考螺钉插入小脑上方，以尽量减少电噪声。
用水泥覆盖这些螺钉，以防止在录音过程中出现肌肉伪影。用水泥固定其他螺钉。
在头骨上钻孔，露出海马组织。涂抹生理盐水以保持组织水合作用。 
将光纤和电极阵列通过孔降低到海马体中，以进行光刺激和有针对性的神经活动记录。
在植入部位周围涂抹温蜡以保护组织。
将植入物和头骨包裹在水泥中以稳定它们。
将接地线和参考线焊接到电极阵列上，以确保稳定的电气连接。
用水泥覆盖电线。
将鼠标放回笼子中进行恢复。

首先在麻醉动物清洁后的头骨上钻四个直径为 0.8 毫米的孔。在冠状缝合线的喙侧钻两个孔，在小脑上方钻两个孔。接下来，放置不锈钢接骨螺钉以接地和稳定种植体。将连接到铜线的接地螺钉放置在小脑上方。用水泥完全覆盖接地螺钉，以防止在电生理记录过程中出现肌肉伪影。
建造一个连接所有螺钉的水泥环。在植入部位上方进行开颅手术。然后，在脑组织表面涂抹约 1 微升无菌盐水。使用立体测量将线阵列缓慢降低到开颅手术中。然后，在植入部位上方涂抹约 5 微升温热的液体蜡以保护脑组织。在线阵列周围涂上水泥，并用水泥覆盖头骨。在预焊地线或连接到接地螺钉的预焊线上滴一滴助焊剂，然后使用焊机熔断电线。最后，用水泥覆盖整个地线。

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Research

科研

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuroscience

神经科学

Neurophysiology

神经生理学

Stimulation and Modulation Techniques

刺激与调制技术

Implanting an Electrode Array and Optic Fiber into the Mouse Hippocampus

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微电极引导电极植入到大鼠丘脑底核的长期深部脑刺激

下面介绍一种在解剖距离脑区域植入多个聚合物电极阵列的方法，用于自由移动大鼠的慢性电生理记录。详细介绍了制备和手术植入，重点是设计原则，以指导这些方法的适应，以便用于其他物种。...

多柔性聚合物电极阵列的慢性植入

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将电极植入小鼠皮层进行皮层电图记录

该视频演示了使用集成微型驱动器阵列对大鼠多个大脑区域进行同步电生理记录。记录电极放置在嗅球中，参考电极放置在额叶皮层中，微驱动阵列电极放置在海马体中。允许大鼠自由觅食，并使用阵列记录所有植入电极的同时记录。...

一种用于多个大脑区域电生理记录的微驱动阵列方法

该视频演示了一种将电极组件植入小鼠大脑的技术。该组件包含双极电极，用于记录海马体的活动，以及一个参比电极，用于获得小脑的基线活动。将麻醉的小鼠放置在立体定位框架上，并将电极组件植入目标大脑区域。然后让动物在进行电生理记录之前恢复。...

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Optogenetic 在行为小鼠海马θ振荡中的作用

该协议描述了用多柄线性硅探针记录局部场电位的情况。利用电流源密度分析转换信号, 可以重建小鼠海马区的局部电活动。利用这种技术,...

行为小鼠海马空间受限振荡的记录

本文概述了一种在小鼠海马体中植入电极阵列以记录神经活动和进行光学刺激的方法。