Name: Design und Fertigung von Ultraleichtgewicht, verstellbare Multi-Elektroden-Sonden für elektrophysiologischen Ableitungen in Mäuse (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 43 s
Description: Lernen Sie die Herstellung ultraleichter, verstellbarer Multi-Elektroden-Sonden für elektrophysiologische Ableitungen in Mäusen. Diese Methode ermöglicht stabile neuronale Ensemble-Aufnahmen in frei beweglichen Tieren.

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Wir danken den Mitgliedern des Wilson-Labors für ihre hilfreichen Ratschläge zur Herstellungsmethode.
Diese Arbeit wurde von der Simons Foundation, einem NIH Pathway to Independence Career Award des NINDS und einem NARSAD Young Investigator Award (an M.M.H.) sowie Zuschüssen von den NIH (an M.A.W.) unterstützt.

1. Design Intent <ol><li> Identifizieren Sie die Hirnregion der Wahl (seitliche Kniehöcker (LGN, visuellen Thalamus)), indem Sie durch den Sagittalschnitten der elektronischen Maus-Gehirn-Atlas. </li><li> Bei A / P-Koordinaten (-2,3 - -2.7 mm), ist die LGN breitesten. Verwenden Sie diesen Bereich, um das Laufwerk unten (Unterteil) zu entwerfen. ANMERKUNG: Eine Gesamtzahl von 8 unabhängig beweglichen Elektroden können zum LGN abzuzielen (4-6 Elektroden an die LGN zu machen, werden 2-4 Elektroden hinzugefügt Implantationsfehler 1A Offset). </li><li> In Solidworks, zeichnen Sie eine Skizze des Design-Körper (Abbildung 1B) in der vorderen Ebene. Klicken Sie auf Skizze, und verwenden Sie dann Kombination von Linien und Kurven, um eine Skizze, die enthalten wird, die Konturen für die Antriebsbasis, Griffe und Polyamid Hälfte Schlitze wie gezeigt zu ziehen. Stellen Sie sicher, dass die Kontur nicht alle geöffneten Lücken enthalten. Dann klicken Sie auf Beenden Skizze. </li><li> Als nächstes wählen Sie sowohl die Vorder-und rechten Flugzeuge, und klicken Sie auf &quot;Create Achse &quot;. Erstellen Sie dann die 3D-Konstruktion Körpermodell durch Drehen der Skizze blau markiert Kontur (Abbildung 1B) 360 °. In der Eigenschaften-Menü auf &quot;Gedrehter Boss / Base&quot;. Wählen Sie die Mittellinie als Drehachse. Im Abschnitt Parameter, unter der Leitung 1 auf Blinde und unter Winkel auszuwählen 360.00 deg. Im gewählten Konturen Schnitt gewährleisten, dass die blau hervorgehoben Kontur ist der ausgewählte. </li><li> Erstellen Sie eine Polyimid-Halbschlitz durch Drehen der rot hervorgehoben Konturen 13 ° (Abbildung 1c, oben links). Schritte sind zu 1,4 identisch mit der Ausnahme, für die Winkelangabe </li><li> Erstellen Sie ein Laufwerk behandelt durch Drehen der grüne Kontur 15 ° (Abbildung 1c, rechts oben). </li><li> Erstellen Sie die zweite Antriebshandgriff mit der kreisförmigen Muster Funktion (1C, unten links). In der Eigenschaften-Menü, klicken Sie auf &quot;Circular Pattern&quot;. In Parameter, wählen Sie die Mittellinie als Drehachse. Wählen Sie 180.00 ° als der Winkel, und 2, wenn die Anzahl der Instanzen. Stellen Sie sicher, dass der erste Griff ist unter &quot;Features für Muster&quot; gewählt. </li><li> Erstellen sechzehn Polyimid Halbschlitze mit dem kreisförmigen Muster Funktion (1C, unten links). Führen ähnliche Bewegungen auf 1,7, aber wählen Sie den ersten Polyimid Half-Slot als die &quot;Features für Muster&quot;. Der Winkel beträgt 22,5 ° und die Anzahl der Instanzen sind 16 (Hinweis: Dies ist nur 360 ° geteilt durch die Anzahl der Zeiten, die Sie wollen die Funktion Muster) </li><li> Erstellen Sie eine neue Ebene, auf der die Polyimid-Behälter zu ziehen. Erreichen dies, indem Sie auf &quot;Einfügen&quot; im Hauptmenü. Klicken Sie auf &quot;Referenzgeometrie&quot;, wählen Sie die beiden Seiten der Polyimid-Halbautomaten, und klicken Sie dann auf &quot;Create New Plane&quot;; (1D, oben) </li><li> Erstellen Sie das Microdrive Aufnahme (das Schraubenloch, Polyimide Loch und Anti-Drehmoment Schiene (1D, unten). Erreichen dies durch die Schaffungeine Skizze, die all diese Funktionen auf der neuen Ebene in 1,9 erstellt umfasst. Beachten Sie, dass für die Anti-Drehmoment Schienen, definieren Sie eine Mittellinie zwischen den beiden Seiten der Polyamid Spitzenplätze. Dann ziehen die Anti-Drehmoment Schienen durch die Schaffung von zwei Kreise senkrecht zur Mittellinie, deren Zentren 1 Radius auseinander, und dann den Zuschnitt der Mitte Kontur. </li><li> Im Menü Extras, klicken Sie auf &quot;Extrude Boss / Base&quot;, um die Gegendrehschiene zu erstellen, und wählen Sie einen blinden extrudieren von 10 mm nach oben gehen und 2 mm nach unten gehen. Für das Schraubenloch und Polyimid Loch, klicken Sie auf &quot;Extrudieren cut&quot;, und wählen Sie blinde 6mm, und ein paar mm nach oben gehen für beide (1E, links). </li><li> Muster der Mikroantriebsaufnahme 16x, mit dem Zentrum als der Drehachse (22,5 °, 16 Instanzen, gleicher Abstand), (1E, rechts) </li><li> Auf der Oberseite des Griffs, ziehe eine 3 mm x 3 mm Feld ab der Mitte Spitze der Antriebshandgriff, mit Blick auf die Zentralexis. Extrudieren diese 2 mm nach oben mit der Funktion &quot;Extrude Boss&quot;. Zeichnen Sie Kreise von 1 mm Durchmesser an den Orten, in denen die EIB Schrauben wird weitergehen. Danach machen 1,5 mm &quot;Extrude Cut&quot;, um ein Loch zu machen. Dann Muster der Box und Loch zweimal mit dem Kreismuster-Funktion (Text-Overlay: 180 °, 2 Fällen gleichen Abstand, um die Mittelachse). </li><li> Verwenden Sie die Abmessungen (in mm) in 1F, ein Spitzenstück Skizze zu zeichnen. Verwenden Sie die &quot;Extrude Boss / Base&quot;, ein 3D-Modell zu machen. HINWEIS: Nach diesen Schritten komplette Antriebskonzept ist. Das physische Laufwerk Körper durch das Verfahren der Stereolithographie erzeugt. Es gibt eine Reihe von Unternehmen, die Stereolithographie Druck auf der Basis von STL-Dateien anbieten. Wir empfehlen Dienstleistungen, die in Hartplastik drucken können (wie Accura® 55), mit einer Mindestauflösung von mindestens 0,1 mm. </li></ol> 2. Herstellung der Hyperdrive-Komponenten <ol><li> Legen Sie eine kleine(: &#39;. / 0116 &quot;ID / OD 0,0071&#39; &#39;; Wall: 0,00225) Stück doppelseitiges Klebeband auf eine flache Oberfläche und schneiden Sie die erforderliche Anzahl von 31 g Polyimid Rohre auf etwa 8 Zentimeter (2A - 2B) . </li><li> Layout der ersten Schicht von Führungsrohren an der doppelseitigen Klebeband, wobei darauf zu Führungsrohre so dicht wie möglich zueinander auf dem Band zu platzieren. Dab eine kleine Menge von dünnen, Sekundenkleber über der Schicht aus Polyimide. (2C) </li><li> Schnell lag eine zweite Schicht Polyimide (2D). </li><li> Erstellen Sie eine Lichtwellenleiter-Platzhalter mit einer 26 G Kanüle. Sicherzustellen, dass dies unter Verwendung eines Teflon basierenden Schmiermittels, bevor sie in die Anordnung (2E) aufgenommen geschmiert. </li><li> Tragen Sie eine Linie von Epoxid 4-5 mm in der Länge senkrecht zu der Polyimid-Bündel (2F). Sobald das Epoxidharz hat (2-3 Stunden) gehärtet, entfernen Sie das Klebeband von der unteren Schicht und reePOxy der anderen Seite. Nachdem das Epoxidharz ausgehärtet ist wiederum kann das 26 G Kanüle entfernt und das Konstrukt mit einer Rasierklinge (2G), so dass sich zwei Polyimid-Matrizen, von denen jede für einen Hyper (2H) verwendet werden, in der Mitte geschnitten. </li><li> Drucken Sie die Vorlage Kegel auf einem Blatt Papier und schneiden Transparenz eine entsprechende Blatt schwere Aluminiumfolie (3A - 3C). </li><li> Tragen Sie eine Schicht Epoxidharz auf die Aluminiumfolie und die Transparenz Papier schnell anwenden. Mit einem schweren Gegenstand oder einem Holzstab, glätten die Epoxid, so daß sie gleichmäßig verteilt ist (3D). </li><li> Schneiden Sie die Vorlage und Kegel zusammenklemmen mit einer Krokodilklemme. Schließlich verwenden Sie einen anderen Klecks Epoxy, um die Stücke (3E) dauerhaft anzubringen. </li></ol> 3. Endmontage des Microdrive <ol><li> Befestigen Sie die EIB mit dem Antriebskörper, Und setzen Sie die 26 G Kanüle durch die Polyimid-Führungsrohr Matrix. Richten Sie die Polyimid-Matrix mit der Antriebskörper mit dem LWL-Loch in der EIB, um sicherzustellen, daß die Führungsrohre senkrecht an die EIB und Epoxy-Matrix zu der Antriebskörper wobei darauf zu achten, dass kein Epoxy in den Führungsrohren oder in der fließt Antriebskörper (4A - 4C). </li><li> Karte jedes Führungsrohr in der Polyimid-Matrix mit einer entsprechenden Halterung an der Innenwand des Antriebskörpers. Schieben Sie einen kleinen Ring von 33 g Polyimid über jede Führungsrohr und in die Halterung und eine kleine Menge von Sekundenkleber, um jede Führungsrohr befestigen. (Figuren 4D - 4E) Schließlich Epoxid der gesamten Vorrichtung an der Innenwand des Antriebskörpers und schneiden die Polyimide, so dass sie genau über der inneren Lippe (4F - 4G) ragen. </li><li> Bauen Sie ein Microdrive Montage, indem Sie eine der benutzerdefinierten-built Schrauben durch das Mittelloch des oberen Teils, gefolgt von einer der Federn 5 mm. Schieben Sie die äußere Loch des Oberteils über eine der Schienen, und sanft fahren die Schraube an. Fahren Sie die Schraube, bis die Feder erreicht es Mindestdrucklänge. (Abbildungen 4H - 4i) Wiederholen Sie diesen Vorgang für jede Schiene / Microdrive (4J). </li><li> Schalten Sie das Laufwerk-Array auf den Kopf und nehmen Sie ein Bild von dem Führungsrohr Matrix. Dieses Bild wird verwendet, um die Position der Führungsröhre, die jedem Microdrive (Abbildung 4K) abzubilden. </li><li> Legen Sie eine Polyimid-Rohr (0,005 &quot;) in jedes Führungsrohr aus dem Boden der Antriebsbasis. Lassen Sie das Trägerrohr verlängern 1-2 mm von der Spitze des vollständig abgesenkt Microdrive und Aufzeichnung auf dem Foto die Identität des entsprechenden Mikro-Laufwerk. (Abbildungen 4L - 4 M) </li><li> Epoxidharz Die Polyimid-Rohr auf die Microdrive-Unterstützung, dabei nicht zu let Epoxid durch die Microdrive auf die Feder oder Schraube (- 4Q Zahlen 4N, 4P) laufen. </li><li> Voll unteren alle Microdrives. Schneiden alle Polyimid-Röhrchen bündig an der Unterseite des Polyimid-Matrix (Abbildung 4A). </li><li> Montieren Sie die Elektrodenschnittstellenkarte an den Antriebsbasis mit zwei # 00-90 x 16.3 &quot;&quot; Schrauben (Bild 4R). HINWEIS: An dieser Stelle ist das Laufwerk-Array bereit, mit stereotrodes oder Tetroden geladen werden. Einzelheiten zur Tetrode Bau und Laden finden Sie 10. Die gedruckte Antriebsbasis und die Microdrives wurden in Solidworks konstruiert 2011 3D-CAD-Software: Link zum Download Solidworks-Dateien. </li><li> Nach der Beladung invertieren die Antriebs und vorsichtig absenken Abschirmkegel über die Antriebs so dass nur das Unterteil hineinragt. Befestigen Sie das Abschirmkegel von epoxying den Kegel mit dem Antriebskörper. </li><li> Nach der Konus befestigt ist, Streifen eine kleine LängeEdelstahldraht (.008 &#39;&#39; Bare, .011 &#39;&#39; Coated) und Pin an die EIB. Kratzer auf der inneren, Aluminium Teil des Kegels mit einer Nadel und erden Sie die Stahldraht auf den Konus mit Silberfarbe. Sobald die Farbe getrocknet ist Silber, verstärken mit einem Klecks Epoxy. Alternativ kann der Stahldraht direkt auf den Kegel mit einem Klecks leitendes Epoxid (MG Chemicals, Surrey, Kanada) befestigt werden. </li></ol>

<ol><li>Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Millisecond-timescale%2C+genetically+targeted+optical+control+of+neural+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity.</a> Nat Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).</li>
<li>Fenno, L., Yizhar, O., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+application+of+optogenetics%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The development and application of optogenetics.</a> Annu Rev Neurosci. 34, 389-412 (2011).</li>
<li>Alexander, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+control+of+neuronal+activity+in+transgenic+mice+expressing+evolved+G+protein-coupled+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Remote control of neuronal activity in transgenic mice expressing evolved G protein-coupled receptors.</a> Neuron. 63, 27-39 (2009).</li>
<li>Halassa, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+optical+drive+of+thalamic+reticular+nucleus+generates+thalamic+bursts+and+cortical+spindles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Selective optical drive of thalamic reticular nucleus generates thalamic bursts and cortical spindles.</a> Nat Neurosci. 14, 1118-1120 (2011).</li>
<li>Tsien, J. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subregion-+and+cell+type-restricted+gene+knockout+in+mouse+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Subregion- and cell type-restricted gene knockout in mouse brain.</a> Cell. 87, 1317-1326 (1996).</li>
<li>Nestler, E. J., Hyman, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+neuropsychiatric+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Animal models of neuropsychiatric disorders.</a> Nat Neurosci. 13, 1161-1169 (2010).</li>
<li>Collins, P. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grand+challenges+in+global+mental+health%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Grand challenges in global mental health.</a> Nature. 475, 27-30 (2011).</li>
<li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261, 1055-1058 (1993).</li>
<li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactivation+of+hippocampal+ensemble+memories+during+sleep%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep.</a> Science. 265, 676-679 (1994).</li>
<li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+tetrode+assembly%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li>
</ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Dieses Protokoll beschreibt den Prozess der Konstruktion eines ultraleichten Microdrive-Array für Ausrichtung auf einen einzigen oder mehrere Hirnregionen in der Maus. Nach dem Abschluss der Konstruktion ist der Hyperantrieb bereit, mit Standard-Operationstechniken implantiert und mit der Maus die Schädel mit Zahnzement befestigt werden. Nach der Implantation können die Elektroden jeweils voran unabhängig mit einem kleinen Schraubendreher werden, während die Maus mit der Hand zurückgehalten. Der Abstand pro Runde, dass jede Elektrode Fortschritte wird durch die Steigung der Schraube bestimmt. Mit den Schrauben hier verwiesen rückt jede Elektrode ca. 150 mm pro Umdrehung, wenn auch halbe und viertel-Windungen für höhere Auflösung verwendet werden. Die Dimensionen der Skizze in Figur 1B zu bestimmen, die Gesamtgröße des Implantats ist daher offensichtlich, dass die Möglichkeit, Implantate bidirektional zu skalieren, um die Maße zu diesem kritischen Skizze ändern. Zusätzlich the Länge der Schrauben kann erweitert werden, um tiefer Gehirnstrukturen zielen. Wir empfehlen maßgeschneiderte Titanschrauben, wie Licht und weniger spröde als Stahl sind. Beachten Sie, dass die Gegendrehschienen müssen linear mit der Schneckenlänge zu skalieren, und an diesem Punkt haben wir nicht bestimmt die maximale Länge, bei denen diese Strukturen können gedruckt werden. Mehrere Gehirnregionen Target, kann die Form des unteren Teils verändert werden. Die Zugabe bekannter großen Scheiben (Dicke 200 um), kann Abstandshalter zwischen Polyimide Targeting getrennten Strukturen des Gehirns (zB Hippocampus und präfrontalen Kortex) benötigt wird. Diese könnten in den Unterteil Montageschritte aufgenommen werden und später abgeschnitten, nachdem das Epoxidharz aushärtet. Ein großer Nachteil dieser Konstruktion ist ihre Abhängigkeit von proprietärer Software (Solid in diesem Fall). Zukünftige Entwicklung der Open-Source-Programme, die benutzerfreundliche Gestaltung von Schnittstellen zu solchen Geräten mit minimalem Engineering backg bieten förderlichRunde wäre von enormer Vorteil für den Neurowissenschaften Gemeinschaft zu sein. Dieses Verfahren bietet mehrere Vorteile gegenüber bestehenden Verfahren. Erstens ist das Design einfach, abhängig von sehr wenigen Skizzen (Abbildung 1). Zweitens ist es extrem leicht, erfordern keine Zahnzement oder schweres Material in seine Montage zu gehen. Insgesamt wiegt es rund 1,7 g - fast ein Drittel des Gewichts von kommerziell verfügbaren Implantate ähnliche Funktionalität. Drittens, es erfordert keine spezielle Ausrüstung zu machen - der Implantatkörper können aus mehreren Quellen 3D gedruckt werden (zum Beispiel approto.com, aber es gibt einige andere); Die Schrauben können nach Maß sein (zum Beispiel antrinonline.com); Die Federn sind im Handel erhältlich (zum Beispiel leesprings.com); und als Ergebnis die gesamte Montagevorgang an einem Tag geschehen. Schließlich sind diese Implantate verwendet wurden, um aus mehreren Hirnregionen während der natürlichen Nahrungssuche erfassen, strukturierte Verhaltens Aufgaben und Schlaf (Abbildung5). Zukünftige Anwendungen dieser Methode sind der Umsetzung ihrer Skalierbarkeit. Es ist wahrscheinlich, dass das Implantat bidirektional einfach durch Veränderung 1 skaliert) die Größe der Skizze in Abbildung 1B und 2) die Anzahl der Microdrive Aufnahmen (1D) strukturiert. Beispielsweise kann es nach unten zum Datensatz aus frei verhalten Mäuse früh in der Entwicklung skaliert werden und skaliert oben aus Ratten, Kaninchen, Frettchen und möglicherweise nicht-menschlichen Primaten zu erfassen. Ein letztes Wort ist es, die Leser, die entscheidend für eine erfolgreiche Umsetzung der skizzierten Methode ist, um alle Änderungen zu implementieren, um sie Design-Dateien beigefügt .stl Prototypen erinnern. Der Leser wird bemerken, zum Beispiel, dass die angehängte Entwurf enthält eine &quot;Figur 8&quot; Gegendreh Schiene. Dies war die beste Ausführung möglich angesichts der Beschränkung des 3D-Drucks, da ist es oft erforderlich, dass wir diese Löcher zu bohren. Nachdem es ein Kreis sein, comp würderomise Stabilität, aber es mit ein Quadrat oder eine abgewinkelte Form würde die Fähigkeit, 3D-Druck Unvollkommenheiten durch Bohren fixieren zu begrenzen.

Mus musculus hat, aufgrund seiner genetischen Lenkbarkeit, schnell das Tiermodell der Wahl für Physiologen interessiert Mikroschaltung-Level-Dissektion der genetisch identifiziert Neuronen und bei der Untersuchung von Mausmodellen menschlicher Erkrankungen zu werden. Zum Beispiel hat die kürzliche Einführung der kausalen genetischen Werkzeugen, wie optogenetische und chemische genetische Aktoren erlaubt Experimentatoren, die Notwendigkeit und Angemessenheit der festgestellten neuronalen Schaltkreise im Verhalten 1-4 zu testen. Die breite Verfügbarkeit von rekombinanten transgenen Maustreiber Leitungen (Cre-Linien), hat die experimentelle Leichtigkeit, mit der Neuron-Subtypen gezielt verstärkt werden, indem auf den Wert der Maus für diese Experimente 5. Ebenso haben genetische Screens und genomweiten Verbände der häufigsten neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen die Identifizierung genetischer Risikofaktoren für die Erkrankung des Gehirns 6,7 erleichtert. Diese Fortschritte, verbunden mit der wachsendenWerkzeugkasten für die genetische Manipulation und Genomtechnik bei Mäusen, haben es der Organismus der Wahl für die Modellierung menschlichen Krankheit gemacht. Die Kombination von Krankheitsmodellen und kausalen genetischen Werkzeuge bietet eine beispiellose Gelegenheit für das Verständnis des Gehirns Krankheit und Identifizierungsschaltung-Level-Ziele für Interventionen. Um vollständig zu kapitalisieren dieser molekularen Werkzeuge und einen Einblick in Mikroschaltfunktion in Gesundheit und Krankheit, ist es wichtig zu koppeln sie mit physiologischen Anzeigen der Hirnaktivität. Idealerweise ist der Experimentator in der Lage wäre, eine große Anzahl von Neuronen zu überwachen, während die Einzelzellauflösung. Extrazellulären, Multi-Elektroden-Aufnahmen in frei lebenden Tier bieten solche Gelegenheit; Die Verwendung dieser Technologie in der Maus war begrenzt. Von kleinen Zielen (zB CA1-Schicht im Hippocampus) aufzuzeichnen, notwendig, kleine Bewegungen in der Aufzeichnungselektroden folgenden Surgic ist die Verwendung von einstellbaren Elektrodenal Implantation unmöglich machen Aufnahmestabilität 8,9 zu halten. Traditionell sind die Methoden, die verwendet wurden, um zu bewegen Elektroden im Gehirn auferlegen Gewichtsbeschränkungen, wenn in der Maus verwendet wird, was es schwierig macht zu koppeln Aufnahme einer großen Zahl von Neuronen mit dem Verhalten in diesem Organismus. Hier werden Verfahren zur Herstellung von Miniatur-, ultraleichten, Mikroarrays, die individuell anpassbar an die Hirnregion, die gezielt Optogenetik-kompatibel sind, eingeführt und leicht aus handelsüblichen Teilen zusammengesetzt. Jeder &quot;Microdrive&quot; im Multi-Elektroden-&quot;Hyperdrive&quot; verwendet eine Feder-Schraubenmechanismus, um die Elektrode und eine Kunststoffschiene voran, in den Hyperantrieb Körper gebaut, um das Drehmoment von der Schraube entgegenwirken. Erstens, der Prozess der Gestaltung der Hyperantrieb Körper und Microdrives in einem CAD-Programm für den 3D-Druck beschrieben. Durch die Gestaltung Hyperantrieb Körper, die angepasst werdenfür bestimmte Strukturen ist es möglich, die Genauigkeit der Ausrichtung zu erhöhen und die Ausbeute der Herstellung zu erhöhen. Zweitens wird das Herstellungsverfahren im Detail, wobei das Mehrelektrodenanordnung wird von Hand aus Teilen, die im Handel erhältlich sind gebaut beschrieben. Diese Technik wurde verwendet, erfolgreich, um von Ensembles von Neuronen im Hippocampus, Thalamus und Cortex im frei verhalten Tier während natürliche Nahrungssuche und oper Aufgaben aufnehmen.

<table><tbody><tr><td>Microdrive-Schrauben</td><td>Antrin</td><td></td><td>Half Circle 0.6 UNM Titanschrauben. 8 mm Gewinde. 9 mm Länge ab dem Kopf.</td></tr><tr><td>Tap-ease</td><td>AGS CO.</td><td>#TA2</td><td>Gewindebohren</td></tr><tr><td>von Fett-Mikroantrieben</td><td></td><td></td><td>Siehe . STL-Datei</td></tr><tr><td>Laufwerkskörper</td><td></td><td></td><td>Siehe . STL-Datei</td></tr><tr><td>Äußeres Polyimid-Führungsrohr</td><td>Minvasive Komponenten&nbsp; &nbsp;</td><td>IWG Artikel # 72113300022-012</td><td>Länge: 12' ', Kennung: 0.0071' ', OD: 0.0116' ', WAND: 0.00225' "</td></tr><tr><td>Inneres Polyimid-Führungsrohr</td><td>Minvasive Komponenten&nbsp;</td><td>IWG Artikel # 72113900001-012</td><td>Länge: 12' ', Kennung: 0.0035' ', OD: 0.0055' ', WAND: 0.001' "</td></tr><tr><td>Erdungskabel</td><td>A-M Systems, Inc.</td><td>&nbsp; Katalog # 791900</td><td>0,008'' Bare, 0,011'' Beschichtetes</td></tr><tr><td>Tri-Flow-Schmiermittel</td><td></td><td></td><td>auf Teflonbasis - Aerosol</td></tr><tr><td>Microdrive Federn</td><td>Lee Spring Part</td><td># CB0050B 07 E</td><td>Außendurchmesser: 1.016 mm, Lochdurchmesser: 1.193 mm, Drahtdurchmesser: 0.127 mm, Freie Länge: 10.160 mm, Volllänge: 3.581 mm</td></tr><tr><td><a name="BEREICH! A24">Z-poxy 5 Minuten</A></td><td>Pacer Technologie (Zap)</td><td>PT37</td><td></td></tr><tr><td>Silber lackiert</td><td>GC Elektronik</td><td>Teil #: 22-023</td><td>Silber Print II</td></tr><tr><td></td><td>Tri-Flow&nbsp;</td><td>20009</td><td></td></tr><tr><td>26 g Injektionsschlauch - Edelstahl</td><td>Kleinteile</td><td>HTXX-26T-12-10</td><td>Länge: 12' ', Kennung: 0.012' ', OD: 0.018' "</td></tr><tr><td>EIB Schrauben</td><td>Component Supply Co.</td> KG<td>MX-0090-03SP</td><td>#00-90 x 3/16' "</td></tr><tr><td>Feine Schere - Toughcut</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-09</td><td>22 mm</td></tr><tr><td>Transparentpapier</td><td>3M</td><td>PP2500</td><td></td></tr><tr><td>Aluminiumfolie</td><td>Reynold's Wrap Heavy Duty</td><td></td><td>Extra Dick</td></tr></tbody></table>

design und fertigung von ultraleichtgewicht, verstellbare multi-elektroden-sonden für elektrophysiologischen ableitungen in mäuse

Design and Fabrication of Ultralight Weight, Adjustable Multi-electrode Probes for Electrophysiological Recordings in Mice

Die Zahl der physiologische Untersuchungen in der Maus, Mus musculus, hat eine jüngste Anstieg erlebt, parallel zum Wachstum der Methoden der genetischen Targeting für Mikroschaltung Dissektion und Krankheit Modellierung. Die Einführung der Optogenetik, hat beispielsweise zur bidirektionalen Manipulation genetisch identifiziert Neuronen erlaubt, mit einer beispiellosen zeitlichen Auflösung. Um diese Tools zu nutzen und einen Einblick in dynamischen Wechselwirkungen zwischen Gehirnmikroschaltungen, ist es wichtig, dass man die Fähigkeit hat, aus Ensembles von Nervenzellen tief im Gehirn des kleinen Nager aufnehmen, in beiden Kopf-festen und frei verhalten Zubereitungen. Um von Tiefenstrukturen und unterschiedliche Zellschichten aufnehmen erfordert eine präzise Vorbereitung, die Weiterentwicklung von Elektroden auf Wunsch Hirnregionen ermöglicht. Neuronale Ensembles aufzuzeichnen, ist es erforderlich, dass jede Elektrode unabhängig voneinander beweglich sein, so dass der Experimentator, einzelne Zellen zu lösen, während NEIGHBoring Elektroden ungestört. Sowohl in einer frei verhalten Maus tun erfordert eine Elektrodenplatte, die leicht, robust und sehr individuell für bestimmte Zielhirnstrukturen ist. Eine Technik, die für die Gestaltung und Herstellung von Miniatur-, Ultraleicht-Gewicht, Microdrive Elektrodenarrays, die individuell anpassbar und leicht aus handelsüblichen Teilen zusammengesetzt sind vorgestellt. Diese Geräte sind leicht skalierbar und kann auf die Struktur, die gezielt angepasst werden; es wurde erfolgreich verwendet, um von Thalamus und kortikale Regionen in einem frei verhalten Tier während natürliche Verhalten aufzuzeichnen.

Implantatkonstruktion ist ein Prozess, der mit der Konstruktion der gedruckten 3D Hyper (Figur 1) beginnt, ausgehend auf die Konstruktion des Unterteils (2), die Schirmkegel (3) und die Endmontage des Hyper durch einzelnen Bau der Microdrives (Abbildung 4). Diese Schritte werden durch das Laden der Microdrives mit Elektroden (siehe 10) gefolgt. Nach diesem Schritt ist es möglich, diese Geräte zu benutzen, um aus verschiedenen Hirnregionen zu erfassen. In Figur 5 zeichnet beispielsweise von einem gleichzeitigen Aufnahme des Corpus geniculatum laterale (LGN) und Hippocampus (HPC) gezeigt. Die Stabilität der einzelnen in 5B gezeigten Einheiten ist bemerkenswert, zeigt konsistente Wellenformen über einen Zeitraum von mehreren Tagen. Diese Neuronen wurde bestätigt, daß Neuronen von anspricht auf Leuchtdioden Stimulation LGN werden, wie durch die gezeigteperistimulus Zeit-Histogramm (PSTH) in 5C. In der gleichen Vorbereitung wurde HPC lokale Feldpotential als Proxy für Verhaltenszustand erfasst. Diese Spuren zeigten sharp wave ripples (5D), während Verhaltens Ruhe im Einklang mit ihrer Hippocampus Herkunft. <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig1highres.jpg" /> Abbildung 1. Entwerfen der Hyperantrieb in Solidworks. A. Schematische Darstellung eines Frontalschnitt einer Maus Gehirn bei A / P-Koordinaten -2.3 - -2.7 mm von Bregma. Vier Einzel Polyimide (300 um) sind über dem Kortex gezogen, die die Ausrichtung der Region LGN (rot) mit Elektroden. B. Skizze des Design-Körper. Drehen der blaue Kontur 180 ° führt zu einem 3D-Design-Körpermodell (kleines Bild). C. Die Zugabe von Polyimid-Steckplätze und Laufgriffe auf das Design Körper. Drehen des roten highlighted Konturen in B um 13 ° zu einer Polyimid-Halbschlitz (oben links). Ein Antrieb Handgriff durch Drehen der grüne Kontur in B durch (oben rechts) 15 ° aufgenommen. Der zweite Handgriff unter Verwendung der kreisförmigen Musterfunktion (links unten) zugegeben. Die gleiche Funktion kann verwendet werden, um die 16 Polyimid Hälfte Schlitze (unten rechts). D. Eine neue Ebene wird auf das Design (oben) aufgenommen, so dass eine neue Skizze für das Microdrive Behälter, der das Schraubenloch besteht zu erstellen, Polyimide erstellen Loch und Gegendrehschiene (unten). E. Diese Merkmale werden in die Gestaltung mit den Schnitt und extrudieren Funktionen implementiert werden, und drehte sich um 360 ° zu 16 Aufnahmen erstellen. F. Abmessungen des oberen Teils Skizze (links) und dem 3D-Modell (rechts ). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51675/51675fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt= &quot;2&quot; src = &quot;/ files / ftp_upload / 51675 / 51675fig2highres.jpg&quot; /&gt; Abbildung 2. Vorbereitung der Unterteil der Hyperantrieb. A. Die erste Polyimidrohr auf doppelseitiges Klebeband angebracht. B. Weiteres Tubes sind einzeln platziert, wobei darauf zu Raum zwischen den Rohren zu minimieren. C. Nachdem die erste Schicht wird ausgelegt eine dünne Schicht von Cyanoacrylat-Klebstoff aufgetragen D. Eine zweite Schicht von Polyimiden wird schnell zugegeben, bevor der Klebstoff getrocknet wird. E. Auf der Oberseite der Polyimide Bündel wird eine 26 G-Kanüle als Platzhalter für die optische Faser aufgenommen. F . Das gesamte Konstrukt ist fest mit einem Tropfen Epoxidharz auf der Schnittfläche eines fertigen befestigt. G. Nach der Entfernung der Kanüle kann das Konstrukt in der Mitte mit einer Rasierklinge geschnitten, wodurch zwei identische Unterteile. H. anzeigen Bodenstück, welches die zwei Doppelreihen von vier Polyimideund das Loch für den Lichtwellenleiter. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51675/51675fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig3highres.jpg" /> Abbildung 3. Zusammenbau des Hyper. A. Das Polyimid-Matrix wird unter Verwendung der 26 G Kanüle in den Antriebskörper eingesetzt und mit der elektronischen Schnittstellenkarte (EIB) ausgerichtet ist. B. eine kleine Menge Epoxid wird verwendet, um die Polyimid-Matrix zu fixieren der Antriebskörper. C. Eine zweite Anwendung von Epoxy kann notwendig sein, nach der überschüssige Epoxidharz sollte weg D. Draufsicht auf den Antriebskörper mit der Matrix eingesetzt dremeled werden. E. Mit einem kleinen Stück von 33 g Polyimid-Schlauch, der äußere Führungsrohre in die entsprechenden Schlitze der Antriebskörper angebracht. F. </strong&gt; Alle äußeren Führungsrohre sollten mit einer Schiene abgebildet werden, kümmert sich um die Spannung auf den Rohren zu minimieren. G. Nachdem alle äußeren Führungsrohre abgebildet, sollten sie mit Epoxy gesichert und knapp über der Innenlippe geschnitten werden. H. Microdrive Montage, bestehend aus einer speziell angefertigten Schraube, 5 mm Feder und einem Oberteil sollte montiert werden und über eine Schiene, die einer der Führungsrohre gelegt. I. Jede Microdrive Montage sollte vorsichtig in den Antriebskörper eingeschraubt werden. J. Nach der Montage sollte jede Führungsrohr eine entsprechende Microdrive K. Unterseite der Polyimid-Matrix L -.. M. Polyimid-Rohre (0,005 &quot;) werden in jeder äußeren Führungsrohr eingelegt. N. Jede innere Führungsrohr sollte eng in die Gabel passt der es entsprechende Microdrive. O. Die inneren Polyimid Rohre mit Epoxy auf die entsprechende Microdrive angeschlossen undschneiden so kurz wie möglich. Nachdem alle inneren Führungsrohre sind geklebt, die inneren Führungsrohre aus dem Polyimid-Matrix hervorstehenden sollte bündig mit der Matrix Lippe während der innere Führungsrohr Lade geschnitten werden. P. Inverted Makro-Ansicht des Laufwerks. Q. Top Makro-Ansicht der Antriebs während inneren Führungsrohr Belastung. R. Komplett montiert Hyperantrieb mit der EIB angebracht, bereit, mit Elektroden geladen werden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51675/51675fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig4highres.jpg" /> . Abbildung 4. Vorbereitung der Abschirmkegel A. Kegel Vorlage auf Transparenz Papier gedruckt. B - D. Eine Aluminiumfolie wird an der Vorlage mit einer dünnen Schicht aus Epoxidharz verklebt. E. &lt;<html> / Strong&gt; Nach dem Ausschneiden der Schablone, der Kegel gebildet und zusammen mit Epoxidharz verklebt. <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig5highres.jpg" /> Abbildung 5. Multi-Site-Aufnahmen über den Ultraleicht-Gewicht Hyperantrieb. A. Bild von einem frei verhalten Maus mit implantiert. Hyperantrieb B. Beispiele für zwei Einzeleinheit Wellenformen Aufnahmen von dieser Maus. C. Links, Frontalschnitt des Gehirns der Maus Hervorhebung der seitlichen Kniehöcker, wo einige der Elektroden gesenkt wurden. Rechts, peristimulus Beispiel Histogramme (PSTHs) von zwei LGN Neurone auf visuelle Stimulation (gelber Balken) ausgerichtet ist. D. Rechts, Frontalschnitt Hervorhebung der Hippocampus (HPC), wo ein anderer Satz von Elektroden wurden gesenkt. Rechts, Beispiel für lokale Feldpotential Aufnahme einer Hippocampus-Welligkeit (rot markiert). nt &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/51675/51675fig6highres.jpg" /> Abbildung 6. Übersicht der Antriebskomponenten. (Links) Umfassender Überblick über Hyperantrieb-Komponenten. (Rechts) Abbildung der einzelnen na Microdrive Montage.

Um die neuronalen Substrate des Verhaltens zu verstehen, ist die Aufzeichnung von Gehirnschaltkreis-Ensembles erforderlich. Aufgrund ihrer genetischen Rückverfolgbarkeit bietet die Maus ein Modell für die Dissektion von Schaltkreisen und die Nachahmung von Krankheiten. Hier wird ein Verfahren zum Entwerfen und Herstellen miniaturisierter Sonden beschrieben, das geeignet ist, die tiefe Hirnstruktur in der Maus gezielt zu untersuchen.

Design und Fertigung von Ultraleichtgewicht, verstellbare Multi-Elektroden-Sonden für elektrophysiologischen Ableitungen in Mäuse

The number of physiological investigations in the mouse, mus musculus, has experienced a recent surge, paralleling the growth in methods of genetic ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein robustes, äußerst leichtes Implantat mit separat einstellbaren Elektroden zu entwerfen und aus im Handel verfügbaren Komponenten herzustellen, das anpassbar ist, um beliebige Hirnregionen anzusteuern, und das problemlos für eine Vielzahl kleiner Tierarten skaliert werden kann. Zunächst wird die gewünschte Hirnregion identifiziert und die Anordnung der Ableitelektroden festgelegt. Dies bestimmt das Design des Treibers und des Bodens des Treibers.Der zweite Schritt besteht darin, den Treiberkörper zu erstellen, der die einzelnen Mikrotreiber sowie die oberen Teile aufnehmen soll, welche die Elektroden mittels Solid-Works-Software tragen werden. Anschließend wird das untere Teil hergestellt, das die Führungsrohre für die Elektroden und einen Abschirmkegel enthält. Der letzte Schritt ist die vollständige Montage des Hyperdrives, indem das untere Teil in den Treiberkörper eingesetzt, die einzelnen Mikrotreiber aufgebaut, die elektronische Schnittstellenplatine angebracht und die Mikrotreiber mit Elektroden bestückt werden.Schließlich wird das Hyperdrive implantiert und Einzelzellableitungen aus mehreren Gehirnregionen können gewonnen werden. Da das Hyperdrive einfach angepasst und skaliert werden kann, wird es einer wachsenden Zahl von Forschenden zugutekommen, die mit unterschiedlichen Tiermodellen arbeiten. Robuste, leichte Implantate ermöglichen daher stabile Aufzeichnungen neuronaler Ensembles von frei beweglichen Mäusen während der Durchführung psychophysischer Aufgaben.Um das Verfahren zu beginnen, identifizieren Sie die gewünschte Hirnregion. In unserem Fall handelt es sich um den lateralen Geniculuskern bei anteroposterioren Koordinaten von minus 2,3 bis minus 2,7 Millimetern. Der LGN ist an dieser Stelle am breitesten, und dieser Bereich wird zur Konstruktion der Antriebsbasis verwendet.Öffnen Sie die Solid-Works-Software und wählen Sie die Vorderseitebene aus. Zeichnen Sie das 2D-Profil des Antriebs mithilfe der Skizzenfunktion, das die Konturen für die Antriebsboden-Griffe und die Polyamid-Halbschlitze umfasst. Stellen Sie sicher, dass die Kontur keine offenen Lücken enthält.Wählen Sie anschließend sowohl die Vorder- als auch die rechte Ebene aus und klicken Sie auf „Achse erstellen“. Klicken Sie dann auf die Funktion „Drehkörper-Grundkörper“. Wählen Sie das blaue 2D-Profil aus und drehen Sie das 2D-Profil anschließend um die Achse um 360 Grad. Um die 3D-Antriebsbasis zu erstellen, klicken Sie unter Richtung eins auf „blind“ und geben Sie 360 Grad als Drehwinkel ein. Erstellen Sie danach eine halbe Nylonschlot, indem Sie die hervorgehobene Kontur auswählen und mithilfe der Drehfunktion die Kontur um 13 Grad um die zentrale Achse drehen. Wählen Sie anschließend die Kontur für die Griffe aus und drehen Sie sie um 15 Grad um die zentrale Achse, um den zweiten Antriebsgriff zu erzeugen.Wählen Sie mithilfe der Kreismuster-Funktion im Funktionenmenü „Kreismuster“ aus und legen Sie die Mittelachse als Drehachse fest. Wählen Sie 180 Grad als Winkel und zwei als Anzahl der Instanzen und stellen Sie sicher, dass der erste Griff unter „zu musternende Funktionen“ ausgewählt ist, um 16 halbe Polyamidnuten zu erstellen. Verwenden Sie die Kreismuster-Funktion und wählen Sie die erste halbe Polyamidnut als zu musternende Funktion aus.Wiederholen Sie das Muster 16-mal, indem Sie 16 in die Anzahl der Instanzen und 22,5 Grad in den Winkel eingeben. Definieren Sie eine neue Ebene, indem Sie auf den Ebenen-Tab unter Referenzgeometrie klicken. Wählen Sie die beiden Seiten eines der Polyamid-Oberstege aus, um eine neue Ebene zu erstellen.Diese Ebene ist die Fläche, auf die der Rezeptakel gesetzt wird. Skizzieren Sie die kreisförmigen Konturen für die Schraubenbohrung und die Polyamidbohrung auf diese Ebene. Für die Anti-Torque-Schienen definieren Sie eine Mittellinie zwischen den beiden Seiten der oberen Polyamidschlitze.Zeichnen Sie dann die Anti-Torque-Schienen, indem Sie zwei Kreise senkrecht zur Mittellinie erstellen, deren Mittelpunkte um einen Radius voneinander entfernt liegen, und anschließend die mittleren Konturen abschneiden, um die Mikroantriebsaufnahme einschließlich Schraubenloch, Polyamidloch und Anti-Torque-Schiene zu erzeugen. Klicken Sie auf „Extruded Boss/Base“, um die Anti-Torque-Schiene zu erzeugen, und wählen Sie eine blinde Extrusion von 10 Millimetern nach oben und zwei Millimetern nach unten. Fügen Sie anschließend mit der Verrundungsfunktion 0,3 Millimeter große Verrundungen an den Kanten hinzu.Um die Festigkeit für die Schraubenbohrung und die Polyamidbohrung weiter zu erhöhen, extrudieren Sie, schneiden Sie aus und wählen Sie „blind“. Führen Sie 3 mm tiefe Schnitte sowohl nach unten als auch einige Millimeter nach oben durch. Dann vervielfachen Sie die Mikroantriebsaufnahme 16-mal mithilfe des Mittelpunkts als Drehachse auf der Oberseite des Griffs.Zeichnen Sie ein drei Millimeter mal drei Millimeter großes Rechteck, beginnend an der zentralen Spitze des Griffes in Richtung der Mittelachse. Verlängern Sie dieses um zwei Millimeter nach oben. Verwenden Sie die Funktion „Extrude Boss“, um Kreise mit einem Durchmesser von einem Millimeter an den Stellen zu zeichnen, an denen später die EIB-Schrauben angebracht werden. Erstellen Sie einen 1,5 mm langen Extrudierschnitt, um eine Bohrung anzufertigen. Anschließend das Gehäuse und die Bohrung zweimal mustern. Unter Verwendung der Kreismusterfunktion weitere Extrudierschnitte im Antriebskörper erzeugen, um das Gewicht weiter zu verringern, indem ein Muster auf der Vorderseite gezeichnet und die Kreismusterfunktion angewendet wird.Zeichnen Sie danach eine Skizze des oberen Teils mit den angegebenen Maßen in Millimetern. Verwenden Sie anschließend die Funktion „Extrusion“ (Extrude Boss Base), um ein 3D-Modell davon zu erstellen. Fügen Sie nach Fertigstellung des Antriebsdesigns mithilfe der Verrundungsfunktion (Fillet) an den Ecken jeweils einen Millimeter Radius hinzu. Der Antriebskörper und die oberen Teile können dann über die meisten 3D-Druckdienstleistungen gedruckt werden.Legen Sie bei diesem Verfahren ein kleines Stück doppelseitiges Klebeband auf eine ebene Fläche und schneiden Sie die Polyamidrohre mit 31 Gauge in etwa acht Zentimeter lange Stücke. Legen Sie danach die erste Schicht der Führungsröhrchen so dicht wie möglich nebeneinander auf das doppelseitige Klebeband. Anschließend geben Sie eine kleine Menge dünnen Cyanacrylat-Klebers über die Schicht der Polyimide.Danach schnell eine zweite Schicht Polyamid auftragen. Anschließend einen Platzhalter für die Lichtwellenleiter mit einer Kanüle der Größe 26 Gauge erstellen. Stellen Sie sicher, dass die Kanüle vor der Einbringung in die Baugruppe mit einem Teflon-basierten Schmiermittel geschmiert wird.Tragen Sie dann eine Linie aus Epoxidharz von vier bis fünf Millimeter Länge senkrecht zum Polyamidbündel auf. Sobald das Epoxidharz nach zwei bis drei Stunden ausgehärtet ist, entfernen Sie das Klebeband von der unteren Schicht und tragen das Epoxidharz erneut auf der anderen Seite auf. Nachdem das Epoxidharz erneut ausgehärtet ist, entfernen Sie die Kanüle mit 26 Gauge.Nehmen Sie mit einer Rasierklinge einen Schnitt in der Mitte vor, um zwei Polyamid-Matrizen zu erzeugen, von denen jede für einen Hyperdrive verwendet werden kann. Drucken Sie anschließend die Kegelschablone auf ein Blatt Transparentpapier aus und schneiden Sie ein entsprechendes Stück robuste Aluminiumfolie zurecht. Tragen Sie eine Schicht Epoxidharz auf die Aluminiumfolie auf und legen Sie dann schnell das Transparentpapier darauf, wobei Sie einen schweren Gegenstand oder einen Holzstab verwenden, um das Epoxidharz gleichmäßig zu verteilen.Schneiden Sie als Nächstes die Kegelschablone aus und befestigen Sie sie mit einer Krokodilklemme. Verwenden Sie abschließend einen weiteren Klecks Epoxidharz, um die Teile dauerhaft zu verbinden und den Mikroantrieb zusammenzubauen. Befestigen Sie zunächst die EIB mit zwei Schrauben am Antriebskörper.Setzen Sie dann die Kanüle mit 26 Gauge erneut durch die Polyamid-Führungsröhrchen-Matrix ein. Richten Sie die Polyamid-Matrix mit dem Trägerkörper aus, indem Sie die Faseroptikbohrung in der EIB verwenden, um sicherzustellen, dass die Führungsröhrchen senkrecht zur EIB stehen. Danach befestigen Sie die Matrix mit Epoxidharz am Trägerkörper und achten Sie darauf, dass kein Epoxidharz in die Führungsröhrchen oder in den Trägerkörper gelangt.Schließlich wird überschüssiger Epoxidharz mit einem Dremel entfernt, danach wird jedes Führungsrohr in der Polyamidmatrix einer entsprechenden Halterung an der Innenwand des Antriebskörpers zugeordnet. Überstreifen Sie einen kleinen Ring aus Polyamid der Größe 33 über jedes Führungsrohr und in die Halterung. Anschließend wird eine geringe Menge Cyanacrylatkleber aufgetragen, um jedes Führungsrohr zu befestigen.Schließlich befestigen Sie die gesamte Vorrichtung mit Epoxidharz an der Innenwand des Antriebskörpers und schneiden das Polyamid so zurecht, dass es gerade über den inneren Rand hinausragt. Danach bauen Sie eine Mikroantriebsvorrichtung zusammen, indem Sie eine der speziell angefertigten Schrauben durch das mittlere Loch eines oberen Teils führen, gefolgt von einer der fünf Millimeter langen Federn. Stecken Sie das äußere Loch des oberen Teils über eine der Schienen und schrauben Sie die Schraube vorsichtig fest.Dann drehen Sie die Schraube, bis die Feder ihre minimale Kompressionslänge erreicht hat. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jeden Mikroantrieb der Schiene. Danach drehen Sie die Antriebsanordnung auf den Kopf und notieren Sie sich die Anordnung der Führungsrohrmatrix.Später wird dies verwendet, um die Position des Führungsrohrs, das jedem Mikroantrieb entspricht, zu bestimmen. Notieren Sie nun die Identität des entsprechenden Mikroantriebs. Führen Sie anschließend ein poly-IDE-Röhrchen von der Unterseite der Antriebsbasis aus in jedes Führungsrohr ein.Lassen Sie das Trägerrohr ein bis zwei Millimeter über die Oberseite des vollständig abgesenkten Mikroantriebs hinausragen. Notieren Sie dann die Identität des entsprechenden Mikroantriebs auf dem Foto.Befestigen Sie den Polyamid-Schlauch mit Epoxidharz am Mikroantriebs-Unterstützungsstück, wobei darauf zu achten ist, dass das Harz nicht durch den Mikroantrieb auf die Feder oder die Schraube läuft. Anschließend schneiden Sie alle Polyimid-Schläuche auf der Höhe des Schraubenkopfes des Mikroantriebs ab und bünden Sie die Enden am unteren Rand der Polyimid-Matrix bündig ab. Danach montieren Sie die EIB mit zwei Schrauben auf dem Antriebssockel. An diesem Punkt ist das Laufwerk-Array bereit, mit stereo TROs oder teros bestückt zu werden. Nach dem Bestücken kehren Sie das Laufwerk um und senken vorsichtig den Abschirmkegel über das Laufwerk, sodass nur das untere Teil hervorsteht. Befestigen Sie den Abschirmkegel, indem Sie ihn mit Epoxidharz am Laufwerkgehäuse befestigen. Nachdem der Kegel befestigt ist, entfernen Sie eine kleine Stelle der Isolierung von einem Edelstahldraht und verbinden ihn mit dem EIB. Kratzen Sie den inneren Aluminiumteil des Kegels mit einer Nadel an und verbinden Sie den Stahldraht mit dem Kegel mithilfe von Silberlack. Sobald der Silberlack getrocknet ist, verstärken Sie die Verbindung mit einem Tropfen Epoxidharz. Hier sehen Sie ein Bild einer frei beweglichen Maus mit implantiertem Hyperdrive.Und dies sind Beispiele von Aufzeichnungen der Aktivität einzelner Neuronen bei dieser Maus. Hier ist ein koronaler Schnitt durch das Maushirn dargestellt, der den lateralen Genickkern hervorhebt, in den einige der Elektroden abgesenkt wurden. Und hier sehen Sie ein Beispiel für peristimulative Zeithistogramme zweier LGN-Neuronen, die auf visuelle Reize ausgerichtet sind.Hier ist ein koronaler Schnitt, der den Hippocampus zeigt, in den ein weiterer Satz von Elektroden abgesenkt wurde. Ein Beispiel einer Ableitung des lokalen Feldpotentials einer hippocampalen Welle wird hier gezeigt. Mit der entsprechenden Erfahrung kann ein neuer Hyperdrive innerhalb eines Tages zusammengesetzt werden. Die in diesem Verfahren entwickelten Drive-Systeme können mit anderen Techniken wie der Optogenetik kombiniert werden, um gezielte neuronale Subpopulationen zu stimulieren und von ihnen aufzuzeichnen.

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