Wir präsentieren den Bau einer 3D-druckbare Hyperdrive mit achtzehn unabhängig voneinander einstellbare Tetroden. Der Hyperdrive soll Hirnaktivität in frei Verhalten Ratten über einen Zeitraum von mehreren Wochen aufnehmen.
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Methodenartikel
Bau eine verbesserte Multi-Tuberkuloseinfektion Hyperdrive für groß angelegte neuronalen Aufnahme in Ratten Verhalten
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Überwachung die Aktivitätsmuster einer großen Population von Neuronen über viele Tage wach Tiere ist eine wertvolle Technik auf dem Gebiet der Neurowissenschaften Systeme. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Technik besteht aus präzise Platzierung von mehreren Elektroden in gewünschten Gehirnregionen und die Wartung für ihre Stabilität. Hier beschreiben wir ein Protokoll für den Bau einer 3D-druckbare Hyperdrive, die achtzehn unabhängig voneinander einstellbare Tetroden umfasst, und ist speziell für in Vivo extrazelluläre neuronalen Aufnahme in Ratten frei verhält. Die Tetroden befestigt, der Microdrives können entweder einzeln in mehreren Hirnregionen entlang der Strecke vorgeschoben werden, oder können verwendet werden, um eine Reihe von Elektroden in einem kleineren Bereich zu platzieren. Mehrere Tetroden ermöglichen eine gleichzeitige Untersuchung von Action potentials aus Dutzenden von einzelnen Neuronen sowie lokales Feld Potenziale von Populationen von Neuronen im Gehirn während aktives Verhalten. Darüber hinaus bietet das Design für einfachere 3D Entwurf Software, die leicht für die unterschiedlichen experimentellen Bedürfnissen geändert werden kann.
Einleitung
Auf dem Gebiet der Neurowissenschaften Systeme untersuchen die Wissenschaftler die neuronalen Korrelate kognitive Prozesse wie räumliche Navigation, Speicher und Entscheidungsfindung. Für diese Arten von Studien ist es wichtig, die Aktivität von vielen einzelnen Neuronen während Tierverhalten zu überwachen. In den letzten Jahrzehnten haben zwei wichtige Fortschritte erzielt worden, für die experimentelle Anforderungen für extrazelluläre neuronalen Aufnahme in Kleintiere1,2,3. Zuerst war die Entwicklung der tuberkuloseinfektion, ein Bündel von vier Microwires verwendet, um die....
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Protokoll
(1) Stereolithographie von 3D-Modellen
- Verwenden Sie köraform Techniken, um Hyperdrive-Teile und Zubehör zu drucken. Jede Hyperdrive besteht aus achtzehn Shuttles, achtzehn shuttle-Bolzen und jeweils eine von allen anderen Kunststoffteilen (Abbildung 1).
Hinweis: Das Zubehör gehören nicht zu den Hyperdrive aber für Hyperdrive Bau notwendig sind.
2. Vorbereitung des Zubehör (Abbildung 2).
-
Vorbereitung des Microdrive Racks (Abbildung 2).
- Reinigen Sie und erweitern Sie die kleineren Durchgangsbohrunge....
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Ergebnisse
Wir haben eine neu gebaute Hyperdrive um Studienergebnisse zu erhalten. Der Antrieb wurde mit Tetroden gebaut ab Ø 17 µm (0,0007"), Polyimid beschichteten Platin-Iridium (90 % - 10 %) Draht ausgestattet. Die Spitzen der Tetroden wurden in Platin schwarz Lösung zur Verringerung der Elektrode Impedanzen, zwischen 100 und 200 kΩ bei 1 kHz überzogen. Der Hyperdrive war 4,6 mm Links von der Mittellinie und 0,5 mm anterior der transversalen Sinus auf den Schädel eines 550 g, männliche Long-Evan.......
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Diskussion
Hier beschreiben wir den Prozess des Aufbaus einer neu entwickelten Hyperdrive bestehend aus achtzehn unabhängig voneinander beweglichen Tetroden. Das Laufwerk kann von günstigen Teile gekauft viele verfügbare Baumarkt, kombiniert mit Komponenten erstellt von köraform Druck aufgebaut werden. Der Hyperdrive kann auf eine Ratte in den Schädel mit standard Operationsverfahren chronisch implantiert werden und ist in der Lage, die extrazellulären neuronalen Aktivität aufzeichnen, während das Tier verschiedene Verhaltensstörun.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Danksagungen
Wir danken der Moser-Lab am Kavli Institute für Systeme Neurologie und Zentrum für Neural Computation, Norwegian University of Science and Technology, für die chronische neuronalen Aufnahme Verfahren bei Ratten. Diese Arbeit wurde von NIH Grant R21 NS098146 und Human Frontier Science Programm Long-Term Fellowship LT000211/2016-L, L. Lu unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Schweißdraht | Blue Demon | ER308L-035-01T | Edelstahl, 0,035" Durchmesser |
| Schraube | McMaster | 91771A060 | Edelstahl, flacher Kopf, 0-80 Gewinde, 5/8" & in der Länge |
| Schraube | McMaster | 91772A051 | Edelstahl, Flachkopf, 0-80 Gewinde, 5/32" & in der Länge |
| Schraube | McMaster | 92196A056 | Edelstahl, Innensechskant, 0-80 Gewinde, 5/16" & in der Länge |
| Schraube | McMaster | 92196A055 | Edelstahl, Innensechskant, 0-80 Gewinde, 1/4" & nbsp; in der Länge |
| Schraube | McMaster | 95868A131 | Nylon, Steckkopf, 2-56 Gewinde, 3/16" & in der Länge, schwarz |
| Schraubenmutter | McMaster | 90730A001 | Edelstahl, schmaler Sechskant, 0-80 Gewinde |
| Schulterschraube | McMaster | 90298A213 | Edelstahl, 8-32 Gewinde, 3/16" Durchmesser, 1/4" Länge |
| Topfschraube | McMaster | 92313A105 | Edelstahl, 4-40 Gewinde, 3/16" Länge |
| Rändelschraube | McMaster | 94323A592 | Nylon, 8-32 Gewinde, 3/8" & in der Länge, schwarz |
| Magnet | Apex | M3X1MMDI | Neodym, 3 mm x 1 mm Scheibe |
| Metallschlauch | Kleinteile | B00137QHNS | Edelstahl, 23 Gauge, 0,0253" AD, 0,013" ID, 0,006" Wand |
| Metallschlauch | New England Small Tube | Sonderanfertigung | Edelstahl, 30 Gauge, 0,012/0,0125" AD, 0,007/0,008" ID, vollhart |
| Schrumpfschlauch | McMaster | 7856K72 | 0,09" ID vor dem Schrumpfen, blau |
| Silikonschlauch | A-M Systems | 807300 | 0,040" ID, 0,085" OD |
| Polyimidschlauch | A-M Systems | 823400 | 0,0045" ID, 0,0005" Wand |
| Erdungskabel | A-M Systems | 791500 | 0,005" blank, 0,008" beschichtet, halbharter |
| Tetrodendraht | California Fine Wire | Sonderanfertigung | 0,0007" Durchmesser, Platin-Iridium (90%-10%), HML- und VG-Beschichtung |
| EIB | Neuralynx | EIB-72-QC-Large | |
| Gold Pins | Neuralynx | große EIB Pins | |
| Tap | Balax | 01302-000 | M1.2 Gewindegröße |
| Tap McMaster | 2522A811 | 0-80 Gewindegröße, | |
| Bodengewindebohrer | McMaster | 2522A771 | 0-80 Gewindegröße, Stecker |
| Gewindebohrer | McMaster | 26955A94 | 3/8"-24 Gewindestärke, Unterseite |
| Gewindebohrer | McMaster | 2522A713 | 2-56 Gewindestärke |
| Gewindebohrer | McMaster | 2522A715 | 4-40 Gewindestärke |
| Gewindebohrer | McMaster | 2522A718 | 8-32 Gewindegröße |
| Die | McMaster | 2576A457 | 3/8"-24 Gewindegröße, 1" AD |
| Bohrer | McMaster | 30585A82 | Drahtstärke 65, 0,035" Durchmesser |
| Bohrer | McMaster | 30585A83 | Drahtstärke 66, 0,033" Durchmesser |
| Bohrer | McMaster | 30585A87 | Drahtstärke 70, 0,028" Durchmesser |
| Bohrer | McMaster | 30585A88 | Drahtstärke 71, 0,026" Durchmesser |
| Bohrer | McMaster | 30585A91 | Drahtstärke 73, 0,024" Durchmesser |
| Bohrer | McMaster | 8870A23 | 3/16" im Durchmesser |
| Dremel | Scheibe Wagner | 31M | Diamantbeschichtet, 22 mm Durchmesser, 0,17 mm Dicke |
| Stahldraht | Precision Brand | 21212 | 0,012" Durchmesser, vollharter |
| Stahldraht | Precision Brand | 21007 | 0,007" im Durchmesser, vollharter |
| Stahldraht | A-M Systems | 792700 | 0,003" Durchmesser, halbhart |
| Super Kleber | Loctite | LT-40640 | # 406 |
| Sekundenkleber | Loctite | LT-41550 | # 415 |
| Dentales Acrylpulver | Sauger | 223-3773 | Coral |
| Dental Acryl Flüssigkeit | Sauger | 223-4003 |
Referenzen
- O'Keefe, J., Recce, M. L. Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm. Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Dynamics of the hippocampal ensemble code for space. Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).
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Nachdrucke und Genehmigungen
