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Toutes les procédures impliquant des modèles animaux ont été examinées par le comité institutionnel local de protection des animaux et le comité d’examen vétérinaire JoVE.
1. Préparation de la matrice de micro-variateurs intégrative
- Créez un réseau de micro-disques pour les enregistrements de potentiel de champ local cortical (LFP), comme décrit ailleurs. Laissez au moins 6 trous métalliques ouverts sur une carte d’interface d’électrode (EIB) pour une utilisation comme canaux d’électrocardiographie/électromyographie/fréquence respiratoire (ECG/EMG/BR) connectés à des fils bioflex comme décrit en 1.2.
- Coupez un fil bioflex en 6 morceaux d’une longueur de 5,0 cm. Décollez le revêtement en polytétrafluoroéthylène (PTFE) des deux extrémités de tous les morceaux de fil d’une longueur de ~5,0 mm. Connectez une extrémité de chacun des morceaux de fil à l’un des trous métalliques ouverts (canaux ECG/EMG/BR) sur l’EIB avec une broche dorée.
- Coupez un fil d’émail en deux morceaux de 5,0 cm. Soudez une extrémité de chacun de ces fils aux canaux terre/référence (g/r) de l’EIB (Figure 1).
- Pour la préparation des électrodes ECG, coupez un fil bioflex en deux morceaux de 16 cm. Décollez le revêtement PTFE des extrémités de ces morceaux de fil à des longueurs de ~5,0 mm à une extrémité (extrémité courte) et de ~15 mm à l’autre extrémité (extrémité longue).
- Formez un anneau de fil d’un diamètre de 2,0 mm en pliant l’extrémité longue du fil et en fixant la forme de l’anneau par soudure.
- Pour la préparation des électrodes EMG, coupez un fil bioflex en 2 morceaux d’une longueur de 8 cm. Décollez le revêtement PTFE des deux extrémités de ces morceaux de fil d’une longueur de ~5,0 mm.
- Pour la préparation des électrodes BR, coupez un fil bioflex en 2 morceaux d’une longueur de 6,0 cm. Décollez le revêtement émaillé des deux extrémités de ces morceaux de fil d’une longueur de ~5,0 mm. Soudez une extrémité de chacun de ces morceaux de fil à la tête d’une vis en acier inoxydable (diamètre de la tige : 1,0 mm, longueur de la tige : 4,0 mm).
- Pour la préparation des électrodes de terre/de référence (gr), coupez un fil d’émail en 2 morceaux d’une longueur de 6,0 cm. Décollez le revêtement émaillé des deux extrémités de ces morceaux de fil d’une longueur de ~5,0 mm. Soudez une extrémité de chacun de ces morceaux de fil à la tête d’une vis en acier inoxydable (diamètre de la tige : 1,4 mm, longueur de la tige : 3,0 mm).
- Le gaz stérilise toutes les électrodes et les vis en acier inoxydable et les maintient dans un espace propre.
2. Implantation du réseau de micro-entraînement intégratif et des électrodes BR
- Fixez le rat sur un appareil stéréotaxique. Faites une incision de ~3,0 cm sur la tête le long de la ligne médiane à partir du point entre les yeux et la région du cou. Exposez le crâne.
- Faites deux craniotomies circulaires d’un diamètre de 0,7 à 1,0 mm au-dessus du bulbe olfactif, de 11,0 mm en avant et de 1 mm bilatérales à l’aide d’une perceuse à grande vitesse. Implantez deux électrodes BR dans le crâne jusqu’à ce que les extrémités des tiges de vis soient fixées à la surface du cerveau.
- Faites deux craniotomies circulaires d’un diamètre de 0,7 à 1,0 mm au-dessus du cortex frontal, de 2,7 mm en avant et de 2,7 mm bilatérales au bregma. Implantez deux électrodes g/r dans le crâne jusqu’à ce que la pointe de la tige de la vis soit fixée à la surface du cerveau.
- Faites six à huit trous d’un diamètre de 1,0 mm dans la zone entourant la grande craniotomie. Vis d’ancrage de l’implant (diamètre de la tige : 1,4 mm, longueur de la tige : 3,0 mm) dans le crâne.
- Faites une grande craniotomie circulaire d’un diamètre de ~2,0 mm au-dessus de l’hippocampe, 3,8 mm postérieur et 2,5 mm bilatérale à la bregma. Placez le micro-réseau d’entraînement intégratif de manière à ce que l’extrémité de la canule du réseau d’entraînement soit située au-dessus de la grande craniotomie
- Remplissez l’espace entre l’extrémité de la canule et la surface du cerveau avec ~100 μL de deux solutions, c’est-à-dire 0,5 % (en masse) d’alginate de sodium et 10 % (en masse) de chlorure de calcium.
note: Ce processus forme un gel transparent en ~5 min, après que les deux solutions aient été mélangées sur le crâne.
- Couvrez la canule, les électrodes BR, les électrodes g/r et les vis d’ancrage avec du ciment dentaire d’une épaisseur de 0,5 cm. Veillez à NE PAS couvrir les extrémités ouvertes des électrodes BR et g/r avec le ciment à cette étape.
- Soudez les extrémités ouvertes des électrodes ECG, EMG, BR et g/r aux extrémités individuelles des fils précédemment connectées à l’EIB (voir les étapes 1.2 et 1.3).
- Couvrez la partie inférieure du réseau de micro-entraînement intégratif et tous les fils d’électrodes avec du ciment dentaire. Assurez-vous que tous les fils d’électrodes sont complètement recouverts afin que le rat ne puisse pas les gratter après l’implantation.
- Après avoir repris une conscience suffisante pour maintenir la décubitus sternal, retournez l’animal dans sa cage domestique en plexiglas transparent et gardez-le seul avec un accès libre à l’eau et à la nourriture. Après la chirurgie, traitez l’animal avec des antibiotiques (gentamicine).
3. Enregistrements in vivo
REMARQUE : Tous les signaux sont amplifiés, échantillonnés à 2 kHz et filtrés passe-bande (0,1 - 500 Hz) sauf pour les activités unitaires (échantillonnés à 30 kHz et filtrés passe-bande (500 - 6 kHz)).
- Connectez l’EIB de la matrice de micro-entraînement intégrée à la tête d’un appareil d’enregistrement.
- Faites avancer les tétrodes en tournant les vis pendant quelques semaines après l’opération. Une fois que les tétrodes sont adjacentes aux zones cérébrales cibles, installez-les dans les zones sur une période de plusieurs jours pour des enregistrements stables.
- Surveillez les signaux électriques pendant que l’animal se déplace librement dans une chambre d’enregistrement.
