$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Alle Verfahren, an denen Tiermodelle beteiligt sind, wurden vom lokalen institutionellen Tierpflegeausschuss und dem Tierprüfungsausschuss von JoVE überprüft.
>1. Vorbereitung des integrativen Micro-Drive Arrays
- Erstellen Sie ein Micro-Drive-Array für kortikale LFP-Aufzeichnungen (Local Field Potential), wie an anderer Stelle beschrieben. Auf einer Elektroden-Interface-Platine (EIB) für die Verwendung als Elektrokardiographie-/Elektromyographie-/Atemfrequenzkanäle (EKG/EMG/BR) sind mindestens 6 Metalllöcher offen zu lassen, die mit Bioflex-Drähten verbunden sind, wie in 1.2 beschrieben.
- Schneiden Sie einen Bioflex-Draht in 6 Stücke mit einer Länge von 5,0 cm. Ziehen Sie die Polytetrafluorethylen (PTFE)-Beschichtung an beiden Enden aller Drahtstücke mit einer Länge von ~5,0 mm ab. Verbinden Sie ein Ende jedes Drahtstücks mit einem goldenen Stift mit einem der offenen metallischen Löcher (EVG/EMG/BR-Kanäle) an der EIB.
- Schneide einen Lackdraht in zwei 5,0 cm große Stücke. Löten Sie jeweils ein Ende dieser Drähte an die Masse-/Referenzkanäle (g/r) des EIB (Abbildung 1).
- Für die Vorbereitung von EKG-Elektroden schneiden Sie einen Bioflex-Draht in zwei 16 cm große Stücke. Ziehen Sie die PTFE-Beschichtung der Enden dieser Drahtstücke in Längen von ~5,0 mm an einem Ende (kurzes Ende) und ~15 mm am anderen Ende (langes Ende) ab.
- Einen Drahtring mit einem Durchmesser von 2,0 mm formen, indem das lange Ende des Drahtes gebogen und die Form des Rings durch Löten fixiert wird.
- Für die Herstellung von EMG-Elektroden schneiden Sie einen Bioflex-Draht in 2 Stücke mit einer Länge von 8 cm und ziehen die PTFE-Beschichtung von beiden Enden dieser Drahtstücke mit einer Länge von ~5,0 mm ab.
- Für die Vorbereitung von BR-Elektroden schneiden Sie einen Bioflex-Draht in 2 Stücke mit einer Länge von 6,0 cm. Ziehen Sie die Lackbeschichtung an beiden Enden dieser Drahtstücke mit einer Länge von ~5,0 mm ab. Löten Sie jeweils ein Ende dieser Drahtstücke an den Kopf einer Edelstahlschraube (Schaftdurchmesser: 1,0 mm, Länge des Vorbaus: 4,0 mm).
- Für die Vorbereitung von Masse-/Referenzelektroden (gr) schneiden Sie einen Lackdraht in 2 Stücke mit einer Länge von 6,0 cm. Ziehen Sie die Lackbeschichtung von beiden Enden dieser Drahtstücke mit einer Länge von ~5,0 mm ab. Löten Sie jeweils ein Ende dieser Drahtstücke an den Kopf einer Edelstahlschraube (Stieldurchmesser: 1,4 mm, Stiellänge: 3,0 mm).
- Das Gas sterilisiert alle Elektroden und Edelstahlschrauben und hält diese in einem sauberen Raum.
2. Implantation des Integrative Micro-Drive Arrays und der BR-Elektroden
- Fixiere die Ratte auf einem stereotaktischen Gerät. Machen Sie einen Schnitt von ~3,0 cm am Kopf entlang der Mittellinie vom Punkt zwischen den Augen bis zum Halsbereich. Lege den Schädel frei.
- Führen Sie mit einem Hochgeschwindigkeitsbohrer zwei kreisförmige Kraniotomien mit Durchmessern von 0,7 bis 1,0 mm über dem Riechkolben 11,0 mm vorne und 1 mm bilateral zum Bregma durch. Implantieren Sie zwei BR-Elektroden in den Schädel, bis die Spitzen der Schraubenstiele an der Gehirnoberfläche befestigt sind.
- Machen Sie zwei zirkuläre Kraniotomien mit Durchmessern von 0,7-1,0 mm oberhalb der frontalen Rinde, 2,7 mm anterior und 2,7 mm bilateral zum Bregma. Implantieren Sie zwei g/r-Elektroden in den Schädel, bis die Spitze des Schraubenschafts an der Gehirnoberfläche befestigt ist.
- Sechs bis acht Löcher mit einem Durchmesser von 1,0 mm werden in die Umgebung des großen Kraniotomie gebohrt. Implantat-Ankerschrauben (Schaftdurchmesser: 1,4 mm, Schaftlänge: 3,0 mm) im Schädel.
- Machen Sie eine große zirkuläre Kraniotomie mit einem Durchmesser von ~2,0 mm über dem Hippocampus, 3,8 mm posterior und 2,5 mm bilateral zum Bregma. Platzieren Sie das integrative Mikro-Drive-Array so, dass sich die Kanülenspitze des Drive-Arrays über der großen Kraniotomie befindet
- Füllen Sie den Lückenraum zwischen der Kanülenspitze und der Gehirnoberfläche mit ~100 μl zweier Lösungen, d. h. 0,5 % (Masse) Natriumalginat und 10 % (Masse) Calciumchlorid.
Anmerkung: Dieser Prozess bildet in ~5 Minuten ein transparentes Gel, nachdem die beiden Lösungen auf dem Schädel gemischt wurden.
- Decken Sie die Kanüle, die BR-Elektroden, die g/r-Elektroden und die Ankerschrauben mit Zahnzement mit einer Dicke von 0,5 cm ab. Achten Sie darauf, dass Sie die offenen Enden der BR- und g/r-Elektroden in diesem Schritt NICHT mit dem Zement bedecken.
- Löten Sie die offenen Enden der EVG-, EMG-, BR- und g/r-Elektroden an die einzelnen Drahtspitzen, die zuvor mit dem EIB verbunden waren (siehe Schritte 1.2 und 1.3).
- Decken Sie den unteren Teil des integrativen Mikroantriebsarrays und alle Elektrodendrähte mit Zahnzement ab. Stellen Sie sicher, dass alle Elektrodendrähte vollständig bedeckt sind, damit die Ratte sie nach der Implantation nicht herauskratzen kann.
- Nachdem Sie wieder genügend Bewusstsein erlangt haben, um das Brustbein aufrecht zu erhalten, bringen Sie das Tier in seinen durchsichtigen Plexiglaskäfig zurück und halten Sie es mit freiem Zugang zu Wasser und Futter. Behandeln Sie das Tier nach der Operation mit Antibiotika (Gentamicin).
>3. In-vivo-Aufnahmen
HINWEIS: Alle Signale werden verstärkt, bei 2 kHz abgetastet und bandpassgefiltert (0,1 - 500 Hz), mit Ausnahme von Unit-Aktivitäten (abgetastet bei 30 kHz und bandpassgefiltert (500 - 6 kHz)).
- Verbinden Sie die EIB des integrativen Mikro-Drive-Arrays mit der Kopfstufe eines Aufzeichnungsgeräts.
- Schieben Sie die Tetroden voran, indem Sie einige Wochen nach der Operation an den Schrauben drehen. Sobald die Tetroden an die Zielbereiche des Gehirns angrenzen, setzen Sie die Tetroden über einen Zeitraum von mehreren Tagen in die Bereiche ein, um stabile Aufnahmen zu machen.
- Überwachen Sie die elektrischen Signale, während sich das Tier frei in einer Aufzeichnungskammer bewegt.
