Name: Micro-array de unidades de crónicos In vivo Grabación: Unidad de Fabricación (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-04-20T00:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 3 s
Description: Aprende a fabricar un micro-array de 21 unidades de micro-drive para grabaciones electrofisiológicas crónicas en ratas. Este diseño ligero permite ajustar independientemente cada electrodo para registrar neuronas en animales en movimiento.

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Queremos agradecer a D. Lino Sol y Jung Jeenah, que se originó el uso de equipo de diseño en 3-D unidades impresas en nuestro laboratorio para la grabación de los ratones. Además, nos gustaría agradecer a todos los miembros de Wilson pasado y el presente de laboratorio, por sus contribuciones a la micro-drive y el desarrollo de la tecnología tetrodo en el laboratorio.

<ol><li> Micro-array de unidades visión Un total de micro-array de unidades consta de varios componentes principales (Fig. 1): <ol><li> Una computadora diseñada la base de plástico que contiene 21 móviles independientemente de micro-unidades. </li><li> Una cánula en la parte inferior de la base en que se recoge un conjunto de tubos fijos tetrodo guía. </li><li> 21 micro-unidades que cada uno lleva un tetrodo y que pueden ser accionados individualmente mediante un tornillo. </li><li> Una tarjeta de interfaz de electrodos para la interconexión entre tetrodos y preamplificadores. </li><li> Un cono de protección (no se muestra en la Fig. 1.) </li><li> En una totalmente montado micro-array de unidades, la base de plástico tiene todos los discos micro-. Cada unidad de micro-lleva un tetrodo sola. El tetrodo está conectado eléctricamente a la tarjeta de interfaz de electrodos en la parte superior de la matriz de micro-drive, y pasa por el tubo de guía fija para salir hacia el cerebro en la parte inferior de la matriz de micro-drive. Al girar el tornillo en los avances de cada unidad de micro-o se retrae el tetrodo. </li></ol></li> <li> Diseño de base de plástico Diseñamos la base de montaje de la unidad de micro-en un paquete de software 3-D CAD (SolidWorks). La ventaja de este proceso de diseño de la casa es la rápida rotación y la flexibilidad de diseño. En el laboratorio de Wilson se ha diseñado muchas variantes de esta parte, orientada a las demandas específicas de cada experimento. El archivo del modelo 3-D se envía a una oficina de servicios en los que se imprime desde una resina líquida láser curables con la estereolitografía. Tiempo de respuesta es de tan sólo 2 días. La pieza resultante es ligero, reutilizable y se puede mecanizar para mantener un hilo. En este protocolo se utilizará una base de unidad que está diseñada con un sitio de registro único y que tiene 21 micro-unidades. El archivo de diseño de SolidWorks está disponible bajo petición. </li> <li> Preparación de la base de plástico La base de plástico se procesa para dar cabida a las unidades micro-y los tornillos para sujetar la tarjeta de interfaz electrodo y el cono de protección. No es posible imprimir de forma fiable sin problemas a través de agujeros en la base de plástico, por lo que el diseño agujeros de tamaño insuficiente, a continuación, expanda ellos por la perforación. Alinee cuidadosamente la broca con el eje del agujero existente antes de perforar a muy baja velocidad. Una variable de velocidad / par taladro de mano que funciona bien para esta tarea. <ol><li> Frese los orificios 21 para los tornillos de la unidad de micro-(el anillo exterior) con una broca # 61. </li><li> Perforación de 21 agujeros de los tubos de soporte de la unidad de micro-(anillo interior) con una broca # 65. </li><li> Taladrar los agujeros que se utiliza para conectar la tarjeta de interfaz electrodo y el cono de protección con un poco mm 1,55. </li><li> Prensa instalar un manguito (5 mm de largo calibre 20 delgada pared de la tubería de acero inoxidable) en cada uno de los anillo interior de los agujeros con un par de pinzas o un par de alicates para que quede al ras con la base de plástico. Las mangas de asegurar un movimiento suave de los tubos de soporte de la unidad de micro-. A continuación, todos los agujeros de los tornillos que se llevará a cabo están intervenidos. En plásticos impresos, hilo de formación de los grifos en consecuencia más duradera que las discusiones típicas de fileteado grifos. Este estilo de toque requiere grandes orificios. Utilizando una prensa de tornillo pasador de mano para mantener el grifo: </li> <li> Rosca de los agujeros para tornillos de la unidad de micro-utilizando una llave que coincide con el tamaño de los tornillos utilizados (M1.2x0.25) y un lubricante seco. Para ayudar a alinear el grifo con el orificio piloto, inserte una longitud de tubería de 23 Ga en la manga de su lado. </li><li> Nuestro diseño de base de plástico cuenta con un motor de arranque del grifo por cada agujero del tornillo micro-coche para asegurarse de que las discusiones iniciales no se dañen durante el proceso de roscado. Después de todos los agujeros son de rosca, los titulares del grifo puede ser fácilmente se desprendió una hoja de afeitar. </li><li> Rosca de los agujeros que colocar los tornillos de la placa de interfaz electrodo y el cono de protección mediante un grifo 1-72. </li></ol></li> <li> Inserción de tubos de guía de electrodos <ol> <li> Para que la cánula que contiene todos los tubos guía de electrodos fijos, corte un pedazo 1,5 cm de largo, de 13 tubos de acero inoxidable y Ga raspar la superficie con una rueda de moler dremel para mejorar la adhesión por el acrílico dental. </li><li> Insertar esta cánula en el orificio en la parte inferior de la base de plástico, comprobar que está co-lineal con el eje vertical de la unidad, y seguro que con acrílico dental o epoxi. Deja 5 a 7 mm de la cánula expuestos para facilitar la implantación quirúrgica. </li><li> Reducción del 21 tubos de guía de electrodos fijos (flexible de poliamida diámetro de la tubería, interior: 0,0071 &quot;, diámetro exterior: 0,0116&quot;) con una navaja a una longitud de 6 cm. </li><li> Alimentar a los tubos guía de uno en uno en las mangas en la parte superior de la base de la unidad y todo el camino a través de la cánula de colector en la parte inferior. Visual para detectar exceso de pliegues o curvar los tubos y reemplazar si es necesario. Para facilitar la inserción y la alineación en paralelo de los tubos guía de tetrodo, se puede comenzar con la primera alimentación de todo el paquete de 21 tubos de guía para arriba en elcolector de la cánula de abajo. Luego, uno a la vez, eliminar un tubo de guía del paquete y lo alimentan de la parte superior de la base de plástico a través del agujero que dejó en el paquete. </li><li> Empuje los tubos de guía hasta que se extienden sólo 2.1 mm de la parte superior de la base de plástico. Aplique una pequeña cantidad de pegamento de cianoacrilato a los tubos delgados que salen del colector de la cánula, teniendo cuidado de no dejar que el flujo de cola para arriba en el extremo de los tubos guía. </li><li> Utilice una hoja de afeitar nueva para cortar el exceso de haz de tubos guía en la parte inferior del colector de la cánula. </li> </ol></li><li> Fabricación de micro-unidades Cada unidad de micro-consiste en un tornillo de costumbre-a máquina y un tubo hueco de apoyo (Fig. 2). El tornillo y el tubo de soporte están unidos juntos de tal manera que el labio en el tornillo se inserta en acrílico, dejando el tornillo gire libremente (Fig. 2B). El tornillo se enrosca en la base de plástico y el tubo de apoyo es entonces impulsado hacia arriba o hacia abajo cuando el tornillo se gira, adelantar o retraer el tetrodo que vende. Para facilitar el ajuste en el comportamiento de los animales, la cabeza del tornillo está en la forma de medio cilindro. Hacer un destornillador a medida para este tornillo: <ol><li> Cortar 5 cm, de 15 tubos de acero inoxidable, Ga. </li><li> Tome uno de los tornillos de la costumbre y rutina en el filo que sobresale. </li><li> Inserte el tornillo en el tubo hasta la parte superior del tornillo quede al ras con el extremo de la tubería. </li><li> Aplastar el tubo alrededor de la rosca del tornillo en varias ocasiones con un par de alicates de bloqueo para que el tornillo no se puede girar con respecto a la cánula. </li><li> Use un tornillo pasador para mantener el destornillador personalizado. Para la fabricación de las unidades micro-usamos una 3-D del molde plástico impreso con los pozos pequeños (3 mm x 5 mm, 2 mm de profundidad). Cada pozo tiene dos agujeros en la superficie inferior, una separación de 2 mm, para el tubo de soporte y el tornillo. Por otra parte, los moldes se pueden fabricar a partir de un plástico de ingeniería como el Delrin, utilizando un taladro para crear el bien y agujeros. </li> <li> Prepare el molde en la limpieza del agujero de la cánula admite el uso de una aguja de 23 Ga y aprovechar el agujero para el tornillo como se describe en la base de plástico, más arriba. </li><li> Recubren el interior del pozo con el lubricante de teflón o una fina capa de vaselina para permitir la liberación del acrílico dental curado del molde .. </li><li> Aplicar lubricante de teflón para un tornillo y la inserta en el molde con el destornillador por encargo hasta que las roscas están justo por debajo del fondo del pozo. </li><li> Raspe la parte superior de 2-3 mm de un tubo de soporte de 14 mm de largo (23 Ga tubos de acero inoxidable), con una muela para mejorar la adhesión del acrílico dental. Insertarlo en el molde hasta la parte superior de la cánula está a medio camino entre la parte superior del pozo y la parte superior del tornillo. </li><li> Vierta acrílico dental en el pozo. Movimiento de agitación se utiliza para asegurar que el acrílico dental fluye en todos los espacios alrededor del tornillo y el tubo de apoyo. Eliminar las burbujas de aire con una pequeña aguja. </li><li> Espere hasta que el acrílico dental es completamente curado (15-30 minutos) y luego extraiga la unidad de micro-del molde girando el tornillo de la lucha contra el reloj. </li><li> Es importante hacer un control de calidad de las unidades de micro-. Inspeccione el acrílico dental para curar grietas y / o burbujas de aire, que generalmente son causadas por el acrílico dental que era demasiado grueso o demasiado fino. Además, asegúrese de que el tornillo y el tubo de soporte son paralelas entre sí y que el tornillo gira suavemente. Tornillos y tubos de soporte de micro-unidades que no cumplen estos criterios puede ser violada libre de acrílico dental y reciclado. </li><li> Repita los pasos 5.6 a través de 5,11 hasta que tienen 21 micro-unidades. </li></ol></li> <li> El montaje final de la micro-array de unidades <ol> <li> Menor cada unidad de micro-en la base de la unidad de plástico. Cada tubo de apoyo a la micro-disco debe moverse suavemente dentro de la manga y lo largo de su tubo de guía fija. Asegúrese de que los tubos de guía no se doblen como la unidad de micro-está bajando. </li><li> Con las unidades de micro-totalmente bajada, agregue una capa delgada de acrílico dental al interior de la base de la unidad para fijar los tubos de guía de electrodos en su lugar. </li><li> Tenga en cuenta que si no se baja los discos micro hasta el final antes de agregar el acrílico dental como resultado de la absorción de acrílico todo el camino hasta las mangas y la obstrucción del movimiento de micro-drive. </li><li> La etiqueta de la micro-unidades 1-21. </li><li> A su vez el array de unidades hacia abajo y tomar una foto del haz de tubos guía. Esta imagen se utiliza para asignar la ubicación del tubo de guía correspondiente a cada unidad de micro-. </li><li> Levantar todas las unidades de micro-por varios mm. </li><li> Insertar un tubo portador de poliamida (0.005 &quot;) en cada tubo guía de la parte inferior de la base. Deje que el tubo portador extender 1-2 mm de la parte superior del registro completamente bajada micro-drive y en la fotografía y la identidad de la correspondientes micro-drive. </li><li> Pegue eltubo portador en el tubo de apoyo a la micro-unidad con 5 minutos en epoxi o pegamento de cianoacrilato. Tenga en cuenta que el pegamento epoxi o que es demasiado delgada se bajan de la cánula de apoyo y obstruir el libre movimiento de la unidad de micro-o, peor aún, su fijación a la cánula guía. Si esto sucede, que particularmente la micro-unidad de accionamiento no se puede utilizar. </li><li> Baje completamente todas las unidades de micro-. Cortar todos los tubos de soporte a ras en la parte inferior del colector de la cánula con una cuchilla de afeitar nueva. </li><li> Finalmente, montar la placa de electrodos interfaz Neuralynx a la base de la unidad con dos tornillos (tamaño: 1-72, longitud: 3 / 16 &quot;). </li></ol></li></ol> En este punto, la matriz unidad está lista para ser cargada con tetrodos. Fabricación de tetrodos, la forma de carga en las unidades micro-, y la forma de preparar el array de unidades para la implantación quirúrgica son objeto de un artículo de vídeo posteriores. <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure1.png" alt="Figura 1" /> Figura 1. Modelo de acabado micro-array de unidades. Un array de unidades de micro-consta de varios componentes principales: una base de unidad de plástico, una cánula de coleccionista de la que el tetrodos entrar en el cerebro, 21 micro-unidades que cada unidad de un tetrodo único; una tarjeta de interfaz que se conecta a electrodos pre-amplificadores. <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure2.png" alt="Figura 2" /> Figura 2. Personalizado micro-drive tornillos. Dibujos A. Técnica del diseño de tornillo a medida. El tornillo tiene una parte roscada (M1.2x0.25, 1,2 mm de diámetro, 0,25 mm / vuelta)., Una cabeza de medio cilindro que coincide con nuestra costumbre conductor hizo tornillo y una parte suave con los labios (ver detalle) Modelo B. completa micro-drive. El tubo de soporte y el tornillo de encargo están conectados con cemento dental. El labio en el tornillo está incrustado en el cemento dental y permite la rotación libre mientras se conduce el tubo de apoyo hacia arriba o hacia abajo. Archivos adicionales Hemos diseñado la base de la unidad impresa, el cono de protección y el molde para la construcción de las unidades micro en el software de SolidWorks 2008 de CAD en 3D: <ul style="list-style-type:none;"><li> Descargue el archivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.SLDPRT">DriveBase.sldprt</a> que contiene los modelos de la base de la unidad y el cono de protección y la tapa. </li><li> Descargue el archivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.SLDPRT">MicroDriveMold.sldprt</a> que contiene el modelo del molde micro-drive </li></ul> La oficina de servicios de impresión en 3D no puede manejar archivos nativos de SolidWorks directamente, sino que requiere de los archivos de diseño en formato CAD estereolitografía (STL). Para las personas que no tienen acceso al software de SolidWorks, pero todavía desea utilizar las partes impresos utilizados en el artículo de video que incluyen los diseños en formato STL, así: <ul style="list-style-type:none;"><li> Descargue el archivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.STL">DriveBase.stl</a> que contiene el modelo de la base de la unidad </li><li> Descargue el archivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.STL">MicroDriveMold.stl</a> que contiene el modelo de molde micro-drive </li><li> Descargue el archivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCap.STL">ProtectionCap.stl</a> que contiene el modelo de la tapa de cono de protección </li><li> Descargue el archivo: <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCone.STL">ProtectionCone.stl</a> que contiene el modelo de cono de protección </li></ul>

<ol><li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li>
</ol>

Este protocolo describe las características generales del proceso de construcción de micro-drive. Se ha modificado con éxito para producir los arrays de unidades con las metas de grabación de múltiples matrices o menor para las grabaciones en los ratones. Además de la grabación del hipocampo, muchos investigadores utilizan estas unidades al objetivo de las estructuras corticales y subcorticales. El uso de tornillos más largos puede ser necesario a fin de registrar a partir de las estructuras cerebrales más profundas. Co...

<table><tbody><tr><td>Partes de plástico impresas en 3D</td><td>Material</td><td>American Precision Prototyping (www.approto.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Tubo de acero inoxidable</td><td>Material</td><td>Small Parts (www.smallparts.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Polvo de cemento dental</td><td>Material</td><td>A-M Systems (www.a-msystems.com)</td><td>525000</td></tr><tr><td>Solvente de cemento dental</td><td>Material</td><td>A-M Systems</td><td>526000</td></tr><tr><td>Placa de interfaz de electrodo</td><td>Material</td><td>Neuralynx (www.neuralynx.com)</td><td>EIB-81</td></tr><tr><td>Tornillos de microimpulsión</td><td>Material</td><td>Advanced Machining and Tooling (www.amtmfg.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Lubricante de roscado &amp;rsquo;Tap-Ease&amp;rsquo;</td><td>Herramienta</td><td>AGS Company</td><td>TA-2</td></tr><tr><td>Tubo de poliimida</td><td>Material</td><td>IWG High Performance Conductors (www.iwghpc.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Taladro/destornillador inalámbrico</td><td>Herramienta</td><td>DeWalt (www.dewalt.com)</td><td>DC750KA</td></tr><tr><td>Juego de herramienta rotatoria de velocidad variable con eje flexible</td><td>Herramienta</td><td>Dremel (www.dremel.com)</td><td>3956-02</td></tr><tr><td>Cuchillas de afeitar</td><td>Herramienta</td><td>VWR (www.vwr.com)</td><td>55411-050</td></tr><tr><td>Placa de reloj</td><td>Herramienta</td><td>VWR</td><td>66112-107</td></tr><tr><td>Ro-scador para tornillos personalizados</td><td>Herramienta</td><td>Balax</td><td>01302</td></tr><tr><td>Ro-scadores</td><td>Herramienta</td><td>Small Parts</td><td>HSBT-0172, HSBT-0080</td></tr><tr><td>Pinza de sujeción</td><td>Herramienta</td><td>Vargus</td><td>3SHC1--I</td></tr><tr><td>Brocas</td><td>Herramienta</td><td>Small Parts</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Vice de banco</td><td>Herramienta</td><td>Panavise</td><td>301</td></tr><tr><td>Pinzas Dumont n.º 2</td><td>Herramienta</td><td>Stoelting (www.stoeltingco.com)</td><td>52100-27</td></tr><tr><td>Epoxi de 5 minutos</td><td>Herramienta</td><td>Allied Electronics (www.alliedelec.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Pinzas con punta de carbografito Accu-Tek</td><td>Herramienta</td><td>Aven (www.aveninc.com)</td><td>18768 (Patrón 304)</td></tr><tr><td>Tijeras de disección microscópica</td><td>Herramienta</td><td>Biomedical Research Instruments (www.biomedinstr.com)</td><td>25-1000</td></tr><tr><td>Alicates Xcelite 378M</td><td>Herramienta</td><td>Newark</td><td>96F8903</td></tr><tr><td>Pinza de sujeción miniatura</td><td>Herramienta</td><td>MSC Industrial Supply (www.mscdirect.com)</td><td>00920314</td></tr></tbody></table>

micro-array de unidades de crónicos in vivo grabación: unidad de fabricación

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

Grabación crónica de grandes poblaciones de neuronas es una técnica valiosa para el estudio de la función de los circuitos neuronales en ratas comportándose despierto. Dispositivos ligeros de grabación que lleva un conjunto de alta densidad de tetrodos permitir el control simultáneo de la actividad de decenas a cientos de neuronas individuales. Aquí se describe un protocolo para la fabricación de un arsenal de la micro-drive con veintiún independiente móviles micro-unidades. Este dispositivo ha sido utilizado con éxito para grabar desde las neuronas del hipocampo y la corteza de nuestro laboratorio. Se muestra cómo preparar un diseño personalizado, en 3-D base de plástico impreso que contendrá los discos micro-. Demostramos cómo construir las micro-unidades y la forma de montar el total de micro-array de unidades. Una mayor preparación de la unidad matriz de implante quirúrgico, como la fabricación de tetrodos, la carga de tetrodos en la matriz unidad y oro chapado, es analizada en un artículo posterior de vídeo.

En este protocolo, se muestra cómo fabricar una serie de micro-disco de crónica registros electrofisiológicos en las ratas.

Micro-array de unidades de crónicos In vivo Grabación: Unidad de Fabricación

El registro crónico de grandes poblaciones de neuronas es una técnica valiosa para estudiar la función de los circuitos neuronales en ratas despiertas y en comportamiento. ...

Este video cubrirá el ensamblaje de una matriz de microimpulsores ligera con 21 microimpulsores accionados por tornillo ajustables de forma independiente. Cada microimpulsor controla la posición de grabación de un solo electrodo. Los microimpulsores están montados en una base de plástico diseñada por ordenador que los estabiliza con respecto al cráneo del animal en movimiento y agrupa los electrodos en un patrón densamente compacto que puede pasar a través de una craneotomía pequeña hacia el cerebro.La base también soporta una placa de interfaz de electrodos para la conexión con los instrumentos de registro, lo que permite conectar y desconectar fácilmente al animal al inicio y al final de un experimento. Un cono de plástico unido a la base protege las microimpulsiones y los electrodos de los elementos presentes en la jaula de la rata. Hola, soy Faia Postman del laboratorio de Matt Wilson en el Instituto PIKA para el Aprendizaje y la Memoria del Instituto de Tecnología de Massachusetts.Hoy les mostraremos un protocolo para fabricar una de esas matrices microdivers. En nuestro laboratorio, utilizamos estas matrices microdivers para registrar la actividad de una gran población de neuronas en el cerebro de ratas, por ejemplo, desde la corteza o el hipocampo. Primero, les mostraremos cómo diseñamos nuestra matriz microdivers.Luego nos dirigiremos al taller, donde Steve y Stewart nos mostrarán cómo procesar las materias primas y cómo ensamblarlas en un dispositivo completamente funcional. Así que comencemos. La base de plástico se diseña utilizando software de diseño asistido por computadora y se fabrica mediante un proceso de impresión 3D económico.También modelamos todos los demás componentes del arreglo de microimpulsores. Esto nos permite controlar cuidadosamente el tamaño y el peso del impulsor terminado. En la parte superior de la base de plástico hay dos anillos de orificios que aceptarán los microimpulsores individuales.El modelo 3D se envía a una agencia de servicios que construye el diseño a partir de una resina curable por láser mediante estereolitografía. Eso solo debería tardar unos días y la pieza resultante es ligera y reutilizable. Una vez que la pieza llega de la agencia de servicios, debemos prepararla para su uso.Así que vamos al taller. El proceso de impresión 3D no puede imprimir agujeros pequeños de forma confiable, por lo que especificamos agujeros de diámetro más pequeño en nuestros modelos. Luego, se perforan y machuelan los agujeros al tamaño requerido en el taller.Se utilizan tres brocas de diferentes tamaños para preparar la base de plástico: una broca número 61, una broca número 65 y una broca de 1,55 milímetros en el anillo exterior de la base. Utilice un taladro manual con una broca número 61 a velocidades muy bajas para preparar los orificios guía donde posteriormente se insertarán los tornillos del microimpulsor. A continuación, prepare los orificios para los tubos de soporte del microimpulsor que entran en la base, agrandando estos orificios con una broca número 65.Utilizando la broca más grande de 1,55 milímetros, agrandar los orificios que sujetarán la base a la placa de interfaz de electrodos y al cono protector. Para garantizar un movimiento suave en el microposicionador, insertar un manguito de acero inoxidable en el anillo interno de orificios. Cada manguito debe ajustarse mediante presión con un par de alicates hasta quedar al ras con la parte superior de la base.Ahora es necesario roscar los orificios guía para los tornillos. Utilice una broca manual para sujetar el macho de roscar y aplique un lubricante seco antes de roscar. Alinee el macho asegurándose de que esté paralelo a un tubo de calibre 23 que inserte temporalmente en el manguito adyacente.Los orificios que sujetan la placa de interfaz y el cono protector deben roscarse. Rosquee manualmente estos orificios de la misma manera. El diseño basado en plástico incluye un iniciador de rosca para cada orificio guía del tornillo, para asegurar que las roscas iniciales no se dañen durante el proceso de roscado.Después de que todos los orificios piloto estén roscados, estos iniciadores de macho pueden retirarse fácilmente con una cuchilla de afeitar. Los electrodos se dirigen hacia un único sitio en la parte inferior del impulsor mediante varios tubos guía eléctricos.Primero, necesitamos fabricar la cánula colectora que sostendrá todos los tubos guía electrostáticos. La cánula colectora está hecha de un trozo de tubo de acero inoxidable de 1,5 centímetros de longitud. La cánula colectora se fijará con cemento dental.Para mejorar la adhesión, lije cuidadosamente el tubo utilizando una rueda de amolar Dremel e inserte esta cánula en la parte inferior de la base de plástico. Colóquela de manera que queden entre cinco y siete milímetros de la cánula fuera de la matriz del microimpulsor. Para facilitar la implantación quirúrgica, fije la cánula colectora a la parte inferior de la base de plástico.Con acrílico dental, deje que cure durante al menos 15 minutos. Ahora, prepare los tubos guía cortando 21 piezas de poliamida con una cuchilla de afeitar. Comience este paso introduciendo los 21 tubos guía en la cánula colectora en la parte inferior de la base del impulsor.Esto asegurará que los tubos estén todos paralelos entre sí. Si los tubos del conjunto están demasiado sueltos o ajustados, puede comenzar con menos tubos o agregar tubos adicionales según sea necesario. Ahora, retire cada tubo guía uno a la vez e introdúzcalo en una de las mangas en la parte superior del mecanismo de accionamiento.Pase el tubo hacia abajo a través del espacio dejado en el haz de tubos. Inspeccione los tubos guía en busca de dobleces o curvas pronunciadas y reemplácelos según sea necesario. Ajuste la posición de cada tubo guía para que sobresalga de uno a dos milímetros por encima de la parte superior del manguito.Ahora, agregue una pequeña gota de pegamento sano acro lake delgado en la parte inferior de la cánula colectora. Tenga mucho cuidado de no dejar que el pegamento fluya hacia los tubos guía. A continuación, use una cuchilla de afeitar nueva para cortar el conjunto de tubos sobrantes en la parte inferior de la cánula colectora.Verifique bajo un estereoscopio que los tubos estén cortados limpiamente y al ras con la cánula. Cada electrodo se avanza mediante su propio microimpulsor, por lo que necesitamos fabricar 21 microimpulsores y luego insertarlos en la base de plástico. Cada microimpulsor consta de un tornillo personalizado y un tubo de soporte hueco, que se fijan entre sí.Con acrílico dental, el electrodo pasará a través del tubo de soporte. El tornillo tiene una parte no roscada con un pequeño reborde que se incrusta en el acrílico dental y permite que el tornillo gire libremente de esta manera. Al girar el tornillo dentro de la base de plástico, se avanza o se retrae el electrodo.La cabeza del tornillo tiene forma de medio cilindro. Antes de poder fabricar las microplataformas, necesitamos hacer un destornillador para girar nuestros tornillos personalizados. Nuestro destornillador improvisado se construye tomando un tornillo personalizado y desgastando completamente el borde que rodea la cabeza cilíndrica semicircular.Introduzca la cabeza del tornillo en un tubo de calibre 15 de cinco centímetros de largo hasta que quede completamente envuelto. A continuación, aplaste el tubo alrededor de las roscas del tornillo, asegurándolo dentro del tubo e impidiendo que gire. Sujete una broca miniatura para actuar como mango y listo, un destornillador.El microimpulsor se fabrica moldeando acrílico dental alrededor del tornillo y del tubo de soporte. Los moldes que utilizamos son de plástico impreso en 3D, al igual que la base de plástico, y tienen orificios en la parte inferior que mantienen alineados el tornillo y el soporte mientras vertemos el acrílico en el molde. Primero, debemos preparar el molde: limpiar el orificio del tubo de soporte usando una aguja de calibre 23, limpiar el orificio del tornillo y crear roscas utilizando una machuela.Este es el mismo procedimiento que acabamos de utilizar en la base de plástico. Ahora el molde está listo para usar y fabricar microimpulsores. Forre el molde con un lubricante a base de teflón para evitar que la resina acrílica dental se adhiera al molde.Lijar los dos o tres milímetros superiores de un poste de soporte de acero inoxidable de calibre 23 y 14 milímetros de longitud con una rueda de molienda para que quede firmemente sujeto en la profundidad del acrílico. Introducir el poste de soporte en el orificio más pequeño del molde de modo que la parte superior del poste quede por encima de la parte superior del pozo. Aplicar una película delgada de lubricante a base de teflón a un tornillo e insertarlo en el orificio roscado hasta que las roscas queden justo por debajo de la base del pozo.Ahora mezcle algo de acrílico dental y viértalo en el molde. Asegúrese de que penetre en todos los rincones y recovecos. Una aguja puede ayudar a eliminar las burbujas de aire una vez que el acrílico se haya endurecido.Puede retirar el microimpulsor desatornillando el tornillo. Realice una inspección estricta de calidad. No debe haber grietas ni burbujas en el acrílico.El poste y los tornillos deben estar paralelos y no deben poder moverse lateralmente. Los tornillos deben girar suavemente, pero sin holgura; cualquier microaccionamiento defectuoso debe desmontarse y sus piezas reutilizarse. Repita este proceso hasta tener 21 microaccionamientos buenos.Si su molde tiene varios pocillos, entonces puede fabricar los microimpulsores y lotes para ahorrar tiempo. Alinee cuidadosamente cada microimpulsor con un par de orificios en la base de plástico. Deslice el tubo de soporte del microimpulsor sobre el tubo guía de polimetilmetacrilato e introdúzcalo en el manguito metálico mientras utiliza el destornillador para avanzar el tornillo del microimpulsor.Esto puede ser complicado. Observe atentamente el centro de la base para asegurarse de que el tubo guía no se atasque en el pliegue mientras se baja la microimpulsión. Una vez que todas las microimpulsiones estén colocadas y completamente bajadas, se coloca una pequeña cantidad de acrílico en el centro del dispositivo para fijar el haz de tubos guía en su posición.Deje que el acrílico se cure durante 15 minutos. Una vez que el acrílico esté seco, retráigase cada microimpulsor aproximadamente tres milímetros, cree un esquema de vista superior y asígnele a cada microimpulsor un nombre o número único. Ahora, observando a través del estereoscopio, dé la vuelta al impulsor y tome una fotografía de la parte inferior de la cánula colectora y de los tubos guía.Realice una impresión de la imagen que pueda utilizarse como referencia en los pasos siguientes. A continuación, con la unidad en posición invertida, inserte un tubo delgado de poliamida en cada tubo guía hasta que emerja por la parte superior de una microunidad. Anote en la fotografía qué tubo guía corresponde a cada microunidad.El tubo portador protegerá y soportará posteriormente los delicados cables del electrodo. Este pasa a través del microimpulsor. Alargue cada tubo portador hasta que se encuentre un centímetro por encima de la parte superior del tubo de soporte del microimpulsor y, a continuación, pegue el tubo portador al tubo de soporte con epoxi de cinco minutos o con pegamento acrílico espeso sano acro lake.Tenga mucho cuidado con este paso. Si el pegamento gotea por el interior del tubo de soporte, puede adherir el tubo de soporte al tubo guía estacionario, arruinando así ese microimpulsor. Por eso elevamos los microimpulsores antes de insertar los tubos portadores.Una vez que todos los tubos portadores estén pegados en su lugar, baje completamente los microposicionadores nuevamente y corte todos los tubos portadores al ras en la parte inferior del microposicionador utilizando una cuchilla nueva. A continuación, corte los tubos portadores uno o dos milímetros por encima de la parte superior del microposicionador usando tijeras afiladas. Finalmente, coloque la placa de interfaz de electrodos encima de la base del microposicionador y fíjela con dos tornillos.En este momento, la matriz de microimpulsores está lista para ser cargada con electrodos y nuestros experimentos. Normalmente utilizamos electrodos de microlíneas de cuatro canales llamados tetrodos, aunque se puede usar cualquier tipo de electrodo. La fabricación de tetrodos, la forma de insertarlos en los microimpulsores y cómo preparar la matriz de microimpulsores para la implantación quirúrgica se tratan en otros videos de JoVE.Este protocolo puede seguirse directamente o modificarse para satisfacer sus necesidades. Por ejemplo, algunos investigadores requerirán tornillos más largos para registrar de estructuras cerebrales más profundas. Otros podrían desear diseñar una plataforma que dirija a más de una ubicación cerebral.El diseño también puede miniaturizarse para su uso en animales más pequeños, como ratones, con ligeras modificaciones adicionales; pueden utilizarse microposicionadores motorizados, que permiten el ajuste remoto de las posiciones de los electrodos. Acabamos de mostrarle cómo diseñar y fabricar una matriz de microposicionadores que puede implantarse en la cabeza de una rata y que nos permite registrar poblaciones grandes de neuronas mientras el animal se mueve realmente. Al realizar este procedimiento, es importante recordar roscar cuidadosamente los orificios en la base de plástico para que los tornillos del microposicionador no se deslicen.Realice una verificación rigurosa de la calidad de los microimpulsores fabricados. Asegúrese de que el tornillo y el tubo de soporte sean paralelos y de que el tornillo gire suavemente sin holgura. Tenga cuidado al usar pegamento o acrílico dental para no obstruir accidentalmente ninguno de los tubos.Finalmente, recuerde que para completar la matriz MyDrive y antes de realizar la cirugía, tendrá que fabricar los tetrodos y la dosis baja dentro del impulsor. Esto se explica en otro artículo de video del trabajo. Eso es todo.Gracias por ver este video y mucha suerte con sus experimentos.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

En este protocolo, se muestra cómo fabricar y tetrodos condición para su uso con una amplia micro-drive, que fue diseñado para la crónica registros electrofisiológicos en las ratas. Además, se ilustran las etapas finales de construcción de micro-array de unidad, que incluye la instalación de cables de tierra y un cono de protección.

Micro-array de unidades de crónicos In vivo Grabación: Tetrodo Asamblea

El diseño, la fabricación y el montaje de un microdrive ultraligero motorizado se describe. El dispositivo proporciona una solución rentable y fácil de usar para las grabaciones crónicas de unidades individuales en pequeños animales que se comportan.

Diseño y montaje de un Microdrive ultraligero motorizado para crónicos Grabaciones neuronales en Pequeños Animales

El video muestra la grabación electrofisiológica simultánea de múltiples regiones del cerebro en una rata utilizando una matriz de micro-unidades integradoras. Los electrodos de registro se colocan en el bulbo olfatorio, los electrodos de referencia en la corteza frontal y los electrodos de matriz de microaccionamiento en el hipocampo. Se permite que la rata se alimente libremente, y el registro simultáneo de todos los electrodos implantados se registra utilizando la matriz.

Un método de matriz de microunidades para el registro electrofisiológico de múltiples regiones del cerebro

Se describe el diseño y montaje de microdrives en registros electrofisiológicos in vivo de las señales del cerebro del ratón. Uniendo paquetes de microelectrodos a los transportistas accionables resistentes, estas técnicas permiten grabaciones neuronales a largo plazo y estable. El diseño ligero permite un rendimiento conductual sin restricciones por el animal después de la implantación en coche.

Construcción de Matrices Microdrive para grabaciones neuronales crónicas en Awake Ratones Behaving

Comprender los sustratos neuronales del comportamiento requiere la grabación de un conjunto de circuitos cerebrales. Debido a su trazabilidad genética, el ratón ofrece un modelo para la disección de circuitos y el mimetismo de enfermedades. Aquí, se describe un método de diseño y fabricación de sondas miniaturizadas que es adecuado para apuntar a la estructura cerebral profunda en el ratón.

Diseño y fabricación de Ultralight Peso, ajustables Sondas Multi-electrodos para electrofisiológicos grabaciones en ratones

A continuación se describe un método para la implantación de múltiples matrices de electrodos de polímeros en regiones cerebrales anatómicamente distantes para la grabación electrofisiológica crónica en ratas que se mueven libremente. La preparación y la implantación quirúrgica se describen en detalle, con énfasis en los principios de diseño para guiar la adaptación de estos métodos para su uso en otras especies.

Implantación Crónica de Múltiples Matrices de Electrodos Flexibles de Polímeros

Este protocolo describe la construcción de una matriz híbrida de micromotores que permite la implantación de nueve tetrodios ajustables de forma independiente y una sonda de optosilicio ajustable en dos regiones cerebrales en ratones que se mueven libremente. También se ha demostrado un método para recuperar y reutilizar de forma segura la sonda de optosilicio para múltiples propósitos.

Sistema microdrive híbrido con sonda de optosilicio recuperable y tetroda para grabación de alta densidad de doble sitio en ratones en movimiento libre

Aquí describimos un método para fabricar matrices de microelectrodos Ti3C2 MXene y utilizarlas para la grabación neuronal in vivo.

Fabricación de ti3C2 Matrizs de Microelectrodos MXene para Grabación Neuronal In Vivo

Este protocolo describe un procedimiento para construir matrices de microelectrodos de fibra de carbono para registros electrofisiológicos in vivo crónicos y agudos en ratones(Mus musculus)y hurones(Mustela putorius furo) de múltiples regiones cerebrales. Cada paso, después de la compra de fibras de carbono en bruto para la implantación de matrices de microelectrodos, se describe en detalle, con énfasis en la construcción de matrices de microelectrodos.

Construcción e implementación de matrices de microelectrodos de fibra de carbono para grabaciones in vivo crónicas y agudas

Aquí, describimos un diseño de micro-impulso, procedimiento de implantación quirúrgica y estrategia de recuperación postoperatoria que permiten grabaciones crónicas de campo y de una sola unidad de múltiples regiones cerebrales simultáneamente en ratones juveniles y adolescentes a través de una ventana crítica de desarrollo desde el día postnatal 20 (p20) hasta el día postnatal 60 (p60) y más allá.

Un implante de accionamiento ligero para grabaciones crónicas de tetrodos en ratones jóvenes

Aquí, presentamos un sistema de implante de sonda liviano y rentable para electrofisiología crónica en roedores optimizado para la facilidad de uso, la recuperación de la sonda, la versatilidad experimental y la compatibilidad con el comportamiento.

El implante DREAM: un sistema de implantes ligero, modular y rentable para la electrofisiología crónica en ratones de cabeza fija y de comportamiento libre

Aprende a fabricar un micro-array de 21 unidades de micro-drive para grabaciones electrofisiológicas crónicas en ratas. Este diseño ligero permite ajustar independientemente cada electrodo para registrar neuronas en animales en movimiento.

Micro-array de unidades de crónicos In vivo Grabación: Unidad de Fabricación

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