Name: Tensión de polarización, voltametría cíclica, y Espectroscopia de Impedancia Eléctrica para las interfaces neuronales (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: Aprende a mejorar la interfaz electrodo-tejido en sistemas de registro neural mediante espectroscopia de impedancia eléctrica, voltametría cíclica y polarización de voltaje. Esta técnica reduce la impedancia y restaura la actividad neuronal.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Esta investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud (R03DC009339-02, NIDCD) y por la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Oficina de Tecnología de Microsistemas (MTO), bajo los auspicios del Dr. Jack W. Judy (jack.judy @ darpa.mil) como parte del Programa de Tecnología Neural fiable, a través de la Guerra Espacial y Naval Sistemas de Comando (SPAWAR) Centro de Sistemas (SSC) del Pacífico N º de subvención N66001-11-1-4013.

1. Coloque el instrumento de Electroquímica <ol><li> Instrumentación de Electroquímica, como un PGSTAT Methrohm Autolab (Utrecht, Países Bajos) es necesario para la EIS, CV y ​​el rejuvenecimiento. El FRA2 add-on permite a los EIS, y el canal de multiplexor (MUX) add-on es útil para probar múltiples canales de electrodos. </li><li> Construir un adaptador para conectar el cabezal de la platina canal MUX para el cabezal de la platina. </li><li> Realice las conexiones. Conectar el trabajo y electrodos sensores para el canal MUX, y conectar el contador de referencia y los electrodos a la parte del adaptador de cabezal de la platina conectado a la trayectoria de retorno de corriente, típicamente una implantado de acero inoxidable o titanio tornillo óseo. </li></ol> 2. Espectroscopia de Impedancia Eléctrica <ol><li> Inicie el Analizador de Respuesta en frecuencia (FRA) de software, y verificar la configuración del archivo del procedimiento. El procedimiento se debe establecer para poner a prueba dos formas de onda sinusoidal de múltiples cada uno compuesto de 15 senos al mismo tiempo que van desde 10 Hz a 30kHz. El voltaje aplicado debe ser de 25 mV o menos (ver métodos complementarios). </li><li> Abrir y editar el archivo de proyecto. El proyecto utiliza el archivo de procedimiento, recorre cada canal, y guarda el resultado (ver métodos complementarios). </li><li> Conecte el sujeto animal con un pasivo (sin necesidad de amplificadores) cabezal de la platina. Cabezales activos no pasará las señales de entrada. </li><li> Ejecute el archivo de proyecto. Cada canal tiene decenas de segundos dependiendo de la configuración. </li><li> Mostrar e interpretar los resultados. Analizar los archivos de texto de salida con MATLAB (Natick, MA), y hacer un diagrama de Nyquist. Un semicírculo en frecuencias más altas indica una respuesta del tejido. </li></ol> 3. Voltametría cíclica <ol><li> Inicie la Electroquímica de uso general del sistema (GPES) de software, y verificar la configuración del archivo del procedimiento. El procedimiento debe ser ajustado a barrer la tensión en 50 mV / s dentro de los límites de la hidrólisis, que es entre 0,8 y -0,6 V para típicos materiales de los electrodos neurales (Pt,Ir, IROX). Al menos tres exploraciones se debe ejecutar para que el sistema alcance el equilibrio. Los resultados de la exploración final se salva (ver métodos complementarios). La velocidad de exploración se puede aumentar a 1 V / s para reducir el tiempo de medición, sin embargo, la forma de la curva IV es probable que cambie, si la velocidad de exploración es más rápida que las reacciones de transferencia de carga que ocurren en la interfase electrodo-tejido. </li><li> Abrir y editar el archivo de proyecto. El proyecto utiliza el archivo de procedimiento, recorre cada canal, y guarda el resultado (ver métodos complementarios). </li><li> Conecte el sujeto animal con un cabezal pasivo. </li><li> Ejecute el archivo de proyecto. Cada canal tiene unos tres minutos, dependiendo de la configuración. El aumento de la velocidad de barrido a 1 V / s reduce el tiempo de medición a aproximadamente diez segundos por canal. </li><li> Mostrar e interpretar los resultados. Analizar los archivos de texto de salida con MATLAB, y trazar la relación IV. La carga capacidad de carga se cuantifica mediante la integración de la zonade la corriente catódica en el CV. </li></ol> 4. Rejuvenecimiento <ol><li> Inicie la Electroquímica de uso general del sistema (GPES) de software, y verificar la configuración del archivo del procedimiento. Siguiendo los pasos y el método de barridos, el procedimiento se debe establecer en el paso de la tensión de 1,5 V con una duración de 4 segundos (ver métodos complementarios). </li><li> Abrir y editar el archivo de proyecto. El proyecto utiliza el archivo de procedimiento, recorre cada canal, y guarda el resultado (ver métodos complementarios). </li><li> Conecte el sujeto animal con un cabezal pasivo. </li><li> Ejecute el archivo de proyecto. Cada canal tiene unos diez segundos. 4.5) Recopilación de datos del EIS y el CV e interpretar los resultados. </li></ol> 5. Los resultados representativos Un flujo de trabajo típico, incluyendo grabaciones, EIS, CV y ​​el rejuvenecimiento, se muestra en la figura 1. Grabaciones y EIS se recogen con más frecuencia (diaria o semanalmente) en todos los canales, mientras que CV yrejuvenecimiento se puede utilizar si spiking actividad ya no es detectable. EIS cambios en el transcurso de días o semanas después se implanta un electrodo. Cuando EIA datos se muestra como un diagrama de Nyquist, un semicírculo en frecuencias más altas (cerca del origen) es indicativo de la respuesta del tejido a la zona de los electrodos (Fig. 2). CV produce una corriente-tensión (IV), la curva que muestra algunas de histéresis. La estadística de CV más relevante es la carga de la capacidad de carga, el área dentro de la curva IV normalizado por el área de zona de los electrodos (Fig. 3 a). Los electrodos con capacidad de carga de grandes son los preferidos para la micro-estimulación. Durante el rejuvenecimiento de un pulso de voltaje que se aplica por lo general resulta en la capacidad de carga mayor y menor magnitud de impedancia (Figura 3a yb). Un rápido aumento también puede ser restaurada en los canales que antes tenían los picos (Figura 4a). Mientras que el rejuvenecimiento sólo tiene efectos a corto plazo sobre la impedancia y la señal de no-ISE (SNR), esta técnica se puede aplicar a diario. Figura 4b y c muestra todos los días pre y post-rejuvenecimiento de una magnitud de la impedancia kHz y los datos de SNR para una amplia canal 16 implantados en la corteza conejillo de indias. Rejuvenecimiento tiene un fuerte efecto en la reducción de la magnitud de 1 kHz la impedancia en un orden de magnitud después de cada aplicación. Como resultado de las señales recuperadas y menor impedancia, SNR aumenta después de cada sesión de rejuvenecimiento. En última instancia, todas las señales se perdieron después de 160 días después de la implantación y el rejuvenecimiento ya no era efectiva. <img src="/files/ftp_upload/3566/3566fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. EIS se mide después de cada sesión de grabación. Si no hay picos se registran en un canal que antes tenían los picos, y EIA muestra un componente de tejido, que ha aumentado con el tiempo, entonces CV y ​​el rejuvenecimiento son juzgados en este canal. EIA y grabaciones se utilizan entonces para determinar si el tratamiento tuvo éxito. Figura 2. Los datos del EIS se muestran en un diagrama de Nyquist de una zona de los electrodos inmediatamente después de la implantación (azul), y 4 meses más tarde (verde). Cada punto en el diagrama de Nyquist representa la impedancia real y lo imaginario en una sola frecuencia. Un semicírculo parcial debido a que el tejido alrededor de la zona es evidente a frecuencias más altas. <img src="/files/ftp_upload/3566/3566fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. CV y EIS cambios de un electrodo de óxido de iridio implantado pre-y post-renovación. (A) Rejuvenecimiento aumenta el área de la curva IV correspondiente a una carga mayor capacidad de carga. (B) Un cambio significativo en la specra impedancia a niveles más bajos de impedancia generalmente se observa después del rejuvenecimiento. <img src="/files/ftp_upload/3566/3566fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Effects de tensión de polarización en las grabaciones y la impedancia. (A) antes y después de rejuvenecimiento de las grabaciones muestran picos se puede recuperar en los canales que habían sido previamente silencio. Diario de pre y post-rejuvenecimiento de los resultados en un sólido (B) una caída de la magnitud de la impedancia kHz y (C) aumento de la SNR de aproximadamente 150 días después de la cirugía. Errorbars representan el error estándar de los datos recogidos a partir de un conjunto de 16 canales implantados en la corteza conejillo de indias.

<ol><li>Szarowski, D. H., Andersen, M. D., Retterer, S., Spence, A. J., Isaacson, M., Craighead, H. G., Turner, J. N., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+responses+to+micro-machined+silicon+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Brain responses to micro-machined silicon devices.</a> Brain Res. 983, 23-35 (2003).</li>
<li>Vetter, R. J., Williams, J. C., Hetke, J. F., Nunamaker, E. A., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+neural+recording+using+silicon-substrate+microelectrode+arrays+implanted+in+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Chronic neural recording using silicon-substrate microelectrode arrays implanted in cerebral cortex.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 51, 896-904 (2004).</li>
<li>Williams, J. C., Hippensteel, J. A., Dilgen, J., Shain, W., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+impedance+spectroscopy+for+monitoring+tissue+responses+to+inserted+neural+implants%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Complex impedance spectroscopy for monitoring tissue responses to inserted neural implants.</a> J. Neural Eng. 4, 410-423 (2007).</li>
<li>Johnson, M. D., Otto, K. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+voltage+biasing+improves+unit+recordings+by+reducing+resistive+tissue+impedances%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehabil.+Eng%22%5BJournal%5D)">Repeated voltage biasing improves unit recordings by reducing resistive tissue impedances.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 13, 160-165 (2005).</li>
<li>Otto, K. J., Johnson, M. D., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltage+pulses+change+neural+interface+properties+and+improve+unit+recordings+with+chronically+implanted+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Voltage pulses change neural interface properties and improve unit recordings with chronically implanted microelectrodes.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 53, 333-340 (2006).</li>
<li>Pickup, P. G., Birss, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+for+anodic+hydrous+oxide-growth+at+iridium%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electroanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">A model for anodic hydrous oxide-growth at iridium.</a> J. Electroanal. Chem. 220, 83-100 (1987).</li>
</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

Neuronales grabación sistemas protésicos mostrar toda una vida funcional limitada como la capacidad de grabación disminuye con el tiempo después de la implantación. El contribuyente probable que el rendimiento disminuye es la respuesta del tejido reactiva al dispositivo implantado como una vaina glial compacto funcionalmente aísla el objeto extraño de tejido sano 1. Junto con la grabación neuronal, las mediciones electroquímicas (EIA y CV) se utilizan normalmente para el seguimiento longitudinal de la interfase electrodo-tejido 2,3. EIS es útil en la práctica en la evaluación de la capacidad de grabación de la interfaz. La impedancia aumenta rápidamente con el tiempo después de la implantación sugiriendo la respuesta del tejido reactivo altera las propiedades eléctricas de la interfaz 3. Además, los datos del EIS se puede utilizar para modelar la composición celular adyacente al electrodo implantado 3-5. Voltametría cíclica se puede utilizar para investigar más a fondo los cambios en las grabaciones y EIS. La electrmaterial de oda y rugosidad, así como las reacciones electroquímicas y el tejido circundante influir en la forma de la curva IV. Carga de gran capacidad de carga, determinada a partir del área de la curva IV, normalmente se prefiere, especialmente para eléctrico de micro-estimulación. Capacidad de carga baja se asocia a menudo con el aumento de EIS. El potencial aplicado durante CV puede alterar misma capacidad de carga y EIS, especialmente si el intervalo de tensión es lo suficientemente grande como para conducir reacciones redox. La aplicación de la tensión de polarización, o rejuvenecimiento, se puede utilizar con el propósito de aumentar la capacidad de carga de carga, disminuyendo la impedancia, y el aumento de los canales número con picos grabados 5. La oxidación se probable que ocurren en la interfase electrodo durante rejuvenecimiento, y con materiales de iridio, una monocapa de óxido hidratado se forma en los potenciales anódicos de 1,2 V 6. Se ha sugerido que la formación de esta monocapa celular puede quitar y Acellular material de electrodo conectado a la resultante en la parte baja impedancia a la interfaz de 5. Mientras que el rejuvenecimiento puede recuperar perdido las señales neuronales, es más eficaz si se utiliza en los canales que antes tenían los picos en unos pocos días antes. Grabaciones, EIS, CV, y el rejuvenecimiento puede ser mejor utilizados como herramientas complementarias en el control de la interfaz de los nervios y la mejora de la funcionalidad a largo plazo de los dispositivos implantados.

<table border="1"><tbody><tr><td> Equipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Electroquímica de instrumentos </td><td> Metrohm Autolab </td><td> PGSTAT128N </td><td> add-ons: FRA2, el canal MUX </td></tr><tr><td> Cabezal de la platina pasiva </td><td> Tucker-Davis Tecnologías </td><td></td><td> modelo depende de conector y el número de canales </td></tr><tr><td> 26-pin conector hembra </td><td> AMP </td><td> 5749069-2 </td><td> Cabezal de la platina o el conector del adaptador sustituto adecuado para el cabezal de la platina </td></tr><tr><td> Banana Jacks </td><td> Digikey </td><td> J151-ND </td><td> Adaptador de cabezal de la platina El canal Autolab MUX tiene conectores banana </td></tr></tbody></table>

tensión de polarización, voltametría cíclica, y espectroscopia de impedancia eléctrica para las interfaces neuronales

Voltage Biasing, Cyclic Voltammetry, &amp; Electrical Impedance Spectroscopy for Neural Interfaces

Espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS) y voltametría cíclica (CV), las propiedades de medida de la interfase electrodo-tejido sin procedimientos invasivos adicionales, y puede ser usado para monitorear el desempeño del electrodo en el largo plazo. EIA mide la impedancia eléctrica en múltiples frecuencias, y los aumentos en la impedancia indican una mayor formación cicatriz glial alrededor del dispositivo, mientras que voltametría cíclica mide la capacidad de transporte de carga del electrodo, y se indica cómo carga se transfiere a diferentes niveles de tensión. Como electrodos implantados de edad, EIS y el cambio de residencia de datos y sitios de los electrodos que previamente grabadas las neuronas enriquecidas a menudo presentan una eficacia significativamente más baja para la grabación de los nervios. La aplicación de un pulso de voltaje breve a las matrices de electrodos implantados, conocidos como rejuvenecimiento, puede traer adición actividad en sitios de los electrodos de otro modo silencioso para un período de tiempo. Rejuvenecimiento altera la EIS y CV, y puede ser monitoreado por estos métodos complementarios. Típicamente, EIS se midieron diariamente como una indicación de la respuesta del tejido a la zona de los electrodos. Si los picos están ausentes en un canal que previamente tenía picos, entonces CV se utiliza para determinar la capacidad de transporte de carga de la zona de los electrodos, y el rejuvenecimiento puede ser aplicado para mejorar la eficacia de la interfaz. CV y EIS se repiten para comprobar los cambios en la interfase electrodo-tejido, y las grabaciones neuronales se recogen. El objetivo general de rejuvenecimiento es extender el tiempo de vida funcional de las matrices implantadas.

La interfase electrodo-tejido de electrodos de registro neural puede ser caracterizada con la espectroscopia de impedancia eléctrica (EIS) y voltametría cíclica (CV). Aplicación de máxima tensión de polarización de grabación cambios de las propiedades electroquímicas de la interfase electrodo-tejido y puede mejorar. Tensión de polarización, EIS, CV, y las grabaciones neuronales son complementarios.

Tensión de polarización, voltametría cíclica, y Espectroscopia de Impedancia Eléctrica para las interfaces neuronales

La espectroscopía de impedancia eléctrica (EIS) y la voltamperometría cíclica (CV) miden las propiedades de la interfaz electrodo-tejido sin necesidad de intervenciones invasivas adicionales...

El objetivo general de este procedimiento es monitorear la calidad de la interfaz entre el electrodo y el tejido en sistemas protésicos implantados para la grabación neural, así como mejorar la calidad de la grabación y la funcionalidad a largo plazo. Esto se logra primero recolectando diariamente datos de espectroscopía de impedancia electroquímica y de grabación neural. Se recopilan datos de telemetría de voltametría cíclica o datos CV para obtener más detalles sobre la calidad de las interfaces entre el electrodo y el tejido que no muestran actividad neural y presentan alta impedancia.Luego se aplica un sesgo de voltaje correctivo de 1,5 voltios durante cuatro segundos. A continuación, se continúa con la recopilación de datos y con sesgos de voltaje adicionales según sea necesario. En última instancia, es posible lograr una impedancia más baja y la mejora o recuperación de la actividad neuronal registrada utilizando estos métodos.La principal ventaja de esta técnica frente a métodos existentes como la administración de fármacos o la modificación de servicios es que la polarización por voltaje puede tener un efecto robusto en la mejora de la funcionalidad y el rendimiento de los sistemas protésicos de grabación neural después de decenas o cientos de días tras la implantación. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la ingeniería neural, como cómo mejorar la vida útil funcional de los sistemas de electrodos implantables. Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia la terapia o el diagnóstico de una gran variedad de déficits neurológicos.Esto es importante dado que la prevalencia y las opciones de tratamiento de estos déficits aumentan en el laboratorio automático de metanfetamina. Adaptador PG stat modificado con FA dos y complementos de canal mucks. Construya un adaptador de etapa de cabezal para conectar los complementos de canal mucks a la etapa de cabezal.Ahora conecte los electrodos de trabajo y de detección al canal del módulo adicional. Luego conecte los electrodos de referencia y contrarreferencia unidos al sujeto animal a la parte del adaptador de la etapa inicial conectada a la ruta de retorno de corriente. Inicie el software del analizador de respuesta en frecuencia y verifique que el archivo de procedimiento esté configurado para probar dos formas de onda multisinusoidales, cada una compuesta por 15 sinusoides simultáneamente en un rango de 10 hertz a 30 kilohertz.Además, asegúrese de que el voltaje aplicado sea de 25 milivoltios o menos. Ahora abra y edite el archivo del proyecto. El proyecto utiliza el archivo de procedimiento que recorre cada canal y guarda el resultado.Conecte el sujeto animal a una etapa de cabeza pasiva que carezca de amplificación. Las etapas de cabeza activas no transmitirán las señales de entrada. Ejecute el archivo del proyecto según la configuración.Las grabaciones de cada canal tardan entre 10 segundos y varios minutos. Ahora muestre e interprete el resultado. Pase los archivos de texto de salida a MATLAB y realice un gráfico de Nyquist o de Bode.Los cambios de frecuencia dependientes en la fase indican una respuesta del tejido. Inicie el software del sistema de electroquímica de uso general. Verifique que la configuración del archivo de procedimiento esté establecida para barrer el voltaje a 50 milivoltios por segundo y que se encuentre dentro de los límites de hidrólisis.Realice al menos tres escaneos para que el sistema alcance el equilibrio y guarde los resultados del escaneo final. La velocidad de escaneo puede aumentarse hasta un voltio por segundo para reducir el tiempo de medición. Sin embargo, es probable que la forma de la curva IV cambie si la velocidad de escaneo es más rápida que las reacciones de transferencia de carga que ocurren en la interfaz electrodo-tejido.A continuación, abra y edite el archivo del proyecto. El proyecto utiliza el archivo de procedimiento para recorrer cada canal y guardar los resultados. Conecte el sujeto animal con una etapa de cabeza pasiva y ejecute el archivo del proyecto a un voltio por segundo.La recopilación tarda 10 segundos por canal mientras se utiliza una velocidad de barrido de 50 milivoltios por segundo. Tarda aproximadamente tres minutos por canal. Finalmente, muestre e interprete los resultados.Pase los archivos de texto de salida a MATLAB y grafique la relación I-V. La capacidad de transporte de carga se cuantifica integrando el área de la corriente del catéter dentro del E CV. La decisión más crítica en este protocolo es determinar cuándo aplicar un sesgo de voltaje. Esto se posibilita mediante los datos cíclicos de telemetría e impedancia y grabaciones.Inicie el software del sistema electroquímico de propósito general y verifique que el archivo de procedimiento esté configurado para utilizar el método de pasos y barridos. Aplique un voltaje de 1,5 voltios durante intervalos de cuatro segundos. A continuación, abra y edite el archivo de proyecto, que utiliza el archivo de procedimiento para recorrer cada canal y guardar el resultado.Conecte el sujeto animal con una etapa pasiva en la cabeza y realice las grabaciones del archivo del proyecto desde cada canal. Espere aproximadamente 10 segundos, luego recoja los datos de EIS, CV y grabaciones e interprete los resultados en un flujo de trabajo típico. Las grabaciones y el EIS se recopilan diariamente o semanalmente en todos los canales, mientras que el CV y la regeneración pueden utilizarse.Si la actividad de picos ya no es detectable, los cambios en la EIS ocurren durante días a semanas después de que se implanta un electrodo. Los datos azules se recopilaron inmediatamente después del implante y los datos verdes cuatro meses después. Cuando los datos de EIS se muestran como un gráfico de Nyquist, un semicírculo a frecuencias más altas cerca del origen indica la respuesta del tejido en el sitio del electrodo.El análisis de CV produce una curva de corriente-voltaje que muestra algo de histéresis. La estadística de CV más relevante es la capacidad de transporte de carga, el área dentro de la curva IV normalizada por el área del sitio del electrodo. Se prefieren los electrodos con alta capacidad de carga para la estimulación microscópica.Durante la rejuvenación, se aplica un impulso de voltaje. Esto generalmente resulta en un aumento de la capacidad de carga y una disminución de las magnitudes de impedancia; asimismo, los picos pueden restaurarse en canales que previamente presentaban picos. Aunque la rejuvenación tiene solo efectos a corto plazo sobre la impedancia y la relación señal-ruido, esta técnica puede aplicarse diariamente.En datos recopilados diariamente de un conejillo de indias implantado con una matriz de 16 canales, la rejuvenecimiento tuvo un efecto robusto al reducir la magnitud de la impedancia a un kilohercio en un orden de magnitud tras cada aplicación. Como resultado de la recuperación de las señales y la menor impedancia, la relación señal-ruido aumentó tras cada sesión de rejuvenecimiento. En última instancia, todas las señales se perdieron tras 160 días de implantación y el rejuvenecimiento ya no fue efectivo.Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en aproximadamente una hora. Al intentar este procedimiento, es importante asegurarse de que se realicen las conexiones adecuadas y de que los resultados de la espectroscopía de impedancia indiquen una respuesta tisular significativa antes de los tratamientos bioeléctricos con voltaje.

voltage-biasing-cyclic-voltammetry-electrical-impedance-spectroscopy

Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

Aquí presentamos un método histológico para captar, etiquetar, limpiar óptica y las imágenes de la interfaz cerebro intacto el tejido alrededor de microdispositivos crónicamente implantados en el tejido cerebral de roedor. Los resultados de las técnicas que comprenden este método son útiles para comprender el impacto de diversos penetrantes del cerebro-implantes en su tejido circundante.

Caracterización histológica de avería Microdevices Brain-implantado y el tejido circundante

Diferentes recubrimientos de electrodos afectan al rendimiento de grabación neural a través de cambios en las propiedades electroquímicas, químicas y mecánicas. Comparación de los electrodos in vitro es relativamente simple, sin embargo la comparación de la respuesta in vivo típicamente se complica por las variaciones en la distancia de los electrodos / neurona y entre animales. Este artículo proporciona un método robusto para comparar electrodos de grabación neural.

Un método para Sistemática Electroquímica y electrofisiológico Evaluación de Neuronales Grabación Electrodos

Los protocolos de bucle cerrado están cada vez más extendidos en la electrofisiología moderna. Presentamos una forma sencilla, versátil y económica de realizar protocolos electrofisiológicos complejos en neuronas piramidales corticales in vitro, utilizando un ordenador de sobremesa y una placa de adquisición digital.

En tiempo real Electrofisiología: Usando protocolos de bucle cerrado para sondear neuronales Dinámica y allá

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

Aquí se presenta un protocolo para analizar los cambios nanoestructurales durante el sesgo in situ con microscopía electrónica de transmisión (TEM) para una estructura apilada de metal-aislante-metal. Tiene aplicaciones significativas en travesaños de conmutación resistiva para la próxima generación de circuitos lógicos programables y hardware de neuromimicking, para revelar sus mecanismos de operación subyacentes y aplicabilidad práctica.

Microscopía electrónica de transmisión in situ con sesgo y fabricación de travesaños asimétricos basados en fase mixta a-VOx

Este protocolo describe el uso de nanohilos de silicio para la biomodulación óptica intracelular de la célula en un método simple y fácil de realizar. La técnica es altamente adaptable a diversos tipos de células y se puede utilizar para aplicaciones in vitro e in vivo.

Nanohilos de silicio y estimulación óptica para investigaciones de acoplamiento eléctrico intra e intercelular

Este protocolo describe la fabricación avanzada de materiales y los métodos ex vivo de corazón de rata para la biointerfaz bidireccional óptica y eléctrica, lo que permite una estimulación cardíaca precisa, registro y modelado de infartos para la investigación bioelectrónica.

Interfaces eléctricas y optoelectrónicas bidireccionales en corazones de rata ex vivo sanos e isquémicos

La electrofisiología de pinza dinámica puede establecer vínculos causales entre los déficits de activación neuronal y la disfunción del canal iónico. Describimos los métodos y protocolos de pinzamiento dinámico en neuronas de Purkinje cerebelosas de ratón, señalando recursos útiles y consideraciones técnicas. En un estudio representativo, agregamos conductancia de sodio modelada a las neuronas de Purkinje Tsc1-/- para rescatar disparos repetitivos.

Métodos de pinza dinámica para investigar la alteración de la excitabilidad neuronal asociada con el autismo

El procedimiento descrito en este protocolo muestra que la administración de testosterona y las creencias populares acerca de la testosterona puede estar asociada con opone directamente a las conductas sociales.

La combinación del comportamiento de Endocrinología Experimental y Economía: Decisión de la testosterona y sociales que

El uso rápido de exploración voltametría cíclica para medir la dinámica evocada eléctricamente presináptica de dopamina estriatal en rodajas de cerebro.

Dinámica presináptica de dopamina estriatal en rodajas de cerebro de voltametría cíclica rápida de exploración

Aprende a mejorar la interfaz electrodo-tejido en sistemas de registro neural mediante espectroscopia de impedancia eléctrica, voltametría cíclica y polarización de voltaje. Esta técnica reduce la impedancia y restaura la actividad neuronal.

Tensión de polarización, voltametría cíclica, y Espectroscopia de Impedancia Eléctrica para las interfaces neuronales

Explorar más videos