$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. הזרקה סטריאוטקסית של אלקטרוניקה Mesh לתוך מוח עכבר חי
הערה: עכברים הורדמו על ידי הזרקה intraperitoneal עם תערובת של 75 מ"ג / ק"ג קטמין ו 1 מ"ג / ק"ג dexdomitor. מידת ההרדמה אומתה בשיטת צביטת הבוהן לפני תחילת הניתוח. טמפרטורת הגוף נשמרה על ידי הנחת העכבר על שמיכה הומאורמית 37 מעלות צלזיוס בזמן הרדמה. טכניקה סטרילית נכונה יושמה עבור הניתוח, כולל אך לא מוגבל autoclaving כל כלי ניתוח מתכת במשך 1 שעה לפני השימוש, באמצעות כפפות מעוקרות, באמצעות מעקר חרוזים חם לאורך כל הניתוח, שמירה על שדה סטרילי סביב אתר הניתוח, חיטוי של מכשירים פלסטיים עם 70% אתנול, ואת העור הקרקפת depilated היה מוכן עם יודופור לפני החתך. לניתוחי הישרדות, לאחר סיום הניתוח נמרחה משחה אנטיביוטית סביב הפצע, והעכבר הוחזר לכלוב מצויד בכרית חימום בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. עכברים לא נותרו ללא השגחה עד שחזרו להכרה מספקת כדי לשמור על עצם החזה. עכברים קיבלו שיכוך כאבים buprenorphine באמצעות הזרקה intraperitoneal במינון של 0.05 מ"ג / ק"ג משקל גוף כל 12 שעות עד 72 שעות לאחר הניתוח. עכברים בודדו מבעלי חיים אחרים לאחר ניתוח. עכברים הומתו באמצעות הזרקה תוך-צפקית של פנטוברביטל במינון של 270 מ"ג/ק"ג משקל גוף או באמצעות זילוח טרנסקרדיאלי.
- להרדים את העכבר ולתקן אותו במסגרת סטריאוטקסית.
- יש למרוח חומר סיכה עיני על עיני העכבר כדי למנוע יובש בזמן הרדמה.
- השתמש מקדחה שיניים מסגרת סטריאוטקסית כדי לפתוח craniotomy ב הקואורדינטות הרצויות על הגולגולת. פתח קרניוטומיה שנייה הרחק מאתר ההזרקה להחדרת בורג הארקה או חוט נירוסטה.
- תקן מצע הידוק לגולגולת עם מלט שיניים. חתכו רווח ברוחב של כ-1 מ"מ במצע כדי לשפר את אמינות שלב הקיפול בהמשך ההליך.
הערה: כבל גמיש שטוח (FFC) החתוך לצורת "L" עובד היטב (איור 4A), אף על פי שחומרים רבים יעבדו כל עוד הם בעובי הנכון עבור מחבר 32 ערוצים של כוח הכנסה אפס (ZIF) (המיועד לכבלים בעובי 0.18 ± 0.05 מ"מ).
- הרכיבו את מחזיק הפיפטה עם המחט המכילה אלקטרוניקה של רשת על המסגרת הסטריאוטקסית באמצעות מהדק קצה ישר זווית (איור 2C ואיור 3A).
- חברו את השקע הצדדי של מחזיק הפיפט למזרק בנפח 5 מ"ל המהודק במשאבת מזרק (איור 3D) באמצעות צינור נימי באורך של 0.5–1 מ' בקירוב.
הערה: ודא שאין בועות בצינורות הנימים לפני חיבורו למחזיק הפיפטה. בועות יכולות להפריע לזרימה במהלך ההזרקה ולמנוע העברה חלקה ומבוקרת של אלקטרוניקה רשתית.
- השתמש במסגרת הסטריאוטקסית כדי למקם את קצה המחט במיקום ההתחלתי הרצוי בתוך המוח.
הערה: גשושיות האלקטרוניקה Mesh המשמשות כאן מתוכננות עם אלקטרודות הקלטה המפוזרות לאורך של כ-2 מ"מ והאלקטרודה הראשונה ממוקמת כ-0.5 מ"מ מקצה ההתחלה של אלקטרוניקה של רשת (הקצה השמאלי ביותר באיור 1A). מסיבה זו, יש לבחור את הקואורדינטות הסטריאוטקסיות כך שמיקום ההתחלה יהיה 0.5 מ"מ עמוק יותר מאזור העניין במוח. ניתן לבחור באופן חופשי את הפיזור והמיקום של אלקטרודות ההקלטה בתוך אלקטרוניקה של רשת במהלך תהליך תכנון המסכה, ויש לבחור אותן כך שהאלקטרודות המקליטות ישתרעו על פני אזורי המוח המעניינים אותן בזמן שהן מוזרקות לאורך מסלולן הסטריאוטקסי.
- מקמו את המצלמה (איור 3B) כדי להציג את החלק העליון של הגשושית האלקטרונית בתוך מחט הזכוכית. תוכנות מסוימות מאפשרות למשתמש לצייר קו על המסך כדי לסמן את המיקום המקורי של אלקטרוניקה רשת.
- התחל את הזרימה על ידי הגדרת משאבת המזרק למהירות נמוכה ולחיצה על התחל. 10 מ"ל/שעה הוא קצב זרימה התחלתי טיפוסי עבור מחט נימי בקוטר פנימי של 400 מיקרומטר. הגדל לאט את קצב הזרימה אם הגשושית האלקטרונית של הרשת אינה נעה בתוך המחט.
הערה: חשוב למזער את נפח הנוזל המוזרק למוח מכיוון שהדבר עלול לפגוע ברקמה המקיפה את אתר ההזרקה. התוצאות הטובות ביותר מושגות עם נפחי הזרקה הנמוכים מ-25 מיקרוליטר לכל 1 מ"מ של אורך רשת מוזרקת. ערכים אידיאליים הם פחות ממחצית נפח זה; במעבדה שלנו, אנו בדרך כלל מזריקים 10-50 μL לכל אורך רשת מוזרק 4 מ"מ.
- כאשר הגשושית האלקטרונית של רשת מתחילה לנוע בתוך המחט, השתמש במסגרת הסטריאוטקסית כדי למשוך את המחט באותו קצב שבו מזריקים את הגשושית האלקטרונית של הרשת, תוך שימוש במיקום המקורי המסומן של אלקטרוניקה רשת כמדריך.
הערה: הליך זה, המכונה שיטת הזרקת שדה הראייה (FoV), מאפשר העברה מדויקת של אלקטרוניקה ברשת לאזור ממוקד במוח ללא קימוט או נקע. לעתים קרובות ניתן להפחית את קצב הזרימה ברגע שהגשושית האלקטרונית מתחילה לנוע בתוך המחט. במעבדה שלנו, קצבי זרימה של 20-30 מ"ל/שעה נדרשים לעתים קרובות כדי להתגבר על החיכוך הסטטי בין הרשת לדפנות המחט הנימית, אך לאחר מכן ניתן להפחית את הקצב ל-10 מ"ל/שעה לאחר תחילת תהליך ההזרקה. קצבי הזרימה ונפחי ההזרקה הם בדרך כלל קטנים יותר עבור מחטים נימיות בקוטר קטן יותר.
- ממשיכים להזרים מי מלח ולמשוך את המחט עד שהמחט יוצאת מהגולגולת. עצור את הזרימה ממשאבת המזרק.
2. התממשקות קלט/פלט
הערה: בשלב זה, הגשושית האלקטרונית Mesh הוזרק מנקודת ההתחלה הרצויה במוח לאורך המסלול שנבחר. המחט נסוגה והיא נמצאת ממש מעל הקרניוטומיה, כאשר חיבורי האלקטרוניקה של הרשת משתרעים מהמוח אל המחט ורפידות הקלט/פלט (I/O) עדיין בתוך המחט (איור 4B). סעיף זה משתמש בלוח מעגלים מודפסים (PCB; איור 4, איור 5) כדי להתממשק עם הגשושית האלקטרונית Mesh. ה- PCB מחבר ZIF למחבר מגבר סטנדרטי של 32 ערוצים דרך מצע מבודד שהופך לראש הבמה לניסויי הקלטה עצבית. לוח המעגלים המודפסים ניתן להתאמה אישית כדי להתאים לתצורות שונות של במת ראש. קבצי התכנון שלנו זמינים לפי בקשה או מאתר המשאבים, meshelectronics.org, וניתן להשתמש בהם לרכישת מעגלים מודפסים בזול מספקים של שירותי ייצור והרכבה של מעגלים מודפסים.
- השתמשו במסגרת הסטריאוטקסית כדי להנחות בזהירות את המחט אל מצע הידוק ה-FFC ולרוחב הרווח, תוך הזרמת התמיסה עם משאבת המזרק כדי ליצור רפיון בחיבורי האלקטרוניקה של הרשת (איור 4C).
- ברגע שהמחט נמצאת מעל מצע ההידוק ולרוחב הרווח, חדשו את הזרימה בקצב מהיר כדי להוציא את רפידות הקלט/פלט של רשת החשמל אל מצע ההידוק (איור 4D).
- בעזרת פינצטה ופיפטה של מים נטולי יונים, כופפו את רפידות הקלט/פלט לזווית של כ-90° קרוב ככל האפשר לכרית הקלט/פלט הראשונה.
הערה: הכיפוף נחוץ כדי לאפשר להכניס את הרפידות למחבר ZIF במעגל מודפס בשלב הבא. רוחבו של מחבר ZIF זהה לחלוטין לרוחב של 32 רפידות הקלט/פלט של הגשושית האלקטרונית Mesh, כך שכיפוף לא מושלם של 90°, או כיפוף שאינו מתרחש ממש לפני כרית הקלט/פלט הראשונה, יגרום לכך שיהיה צורך לחתוך את רפידות הקלט/פלט (הרפידות השמאליות ביותר באיור 4E).
- לאחר שרפידות הקלט/פלט מיושרות, פתוחות ובזווית של 90° לגבעול הרשת, יבשו אותן במקומן באוויר דחוס הזורם בעדינות.
הערה: ניתן להתממשק לבדיקות אלקטרוניקה Mesh עם פחות מ- 32 ערוצים עם אותו לוח ממשק של 32 ערוצים. לדוגמה, המעבדה שלנו משתמשת בדרך כלל בבדיקות אלקטרוניקה Mesh של 16 ערוצים עם PCB של 32 ערוצים. זה מספק מקום נוסף בתוך מחבר ZIF, מה שהופך את ההתממשקות לקלה יותר, והערוצים הנוספים ללא מגע מזוהים בקלות כמעגלים פתוחים באמצעות בדיקת עכבה במהלך סשנים של הקלטה.
- חותכים את מצע ההידוק בקצה ישר במרחק של כ-0.5-1 מ"מ מקצה רפידות הקלט/פלט. כמו כן, חתכו חלקים חיצוניים של מצע ההידוק שיפריעו להכנסה למחבר ZIF בן 32 ערוצים המותקן על PCB (איור 4F).
- הכנס את רפידות הקלט/פלט למחבר ZIF במעגל המעגלים המודפסים וסגור את התפס (איור 4G). השתמש באלקטרוניקה מדידה כדי למדוד את העכבה בין התעלות לבין בורג הקרקע כדי לאשר אינטראקציה מוצלחת. אם ערכי העכבה גבוהים מדי, בטל את נעילת מחבר ZIF, כוונן את ההכנסה ובדוק שוב עד לאישור החיבור המוצלח.
- כסו את מחבר ZIF ואת חיבורי האלקטרוניקה של רשת חשופה עם מלט דנטלי להגנה. הפוך את ה- PCB ברווח במצע, וקבע את ה- PCB עם מלט על גולגולת העכבר (איור 4H).
הערה: כיפוף ה-FFC ברווח מפחית את המאמץ המכני שיכול לפעמים לשבור את חיבורי האלקטרוניקה של הרשת.
- אפשרו לצמנט להתקשות, והפכו את לוח המעגלים המודפסים לבמת ראש חזקה וקומפקטית להתממשקות במהלך סבבי ההקלטה הבאים (איור 4I).
3. ניסויי הקלטה עצבית
- הנח את העכבר בווריד זנב או מרסן אחר. הכנס את לוח המעגלים המודפסים המקדים למחבר המגבר הסטנדרטי בלוח המעגלים המודפסים של שלב הראש. השתמש בכבל נפרד כדי להאריק את בורג הייחוס.
- עבור הקלטות מאופקות, השאר את העכבר במעצור. תעד את הנתונים באמצעות מערכת איסוף הנתונים לתקופה הרצויה (איור 5A).
- להקלטות הנעות בחופשיות, שחררו את העכבר מהרסן לאחר הכנסת לוח המעגלים המודפסים המקדים והארקת בורג הייחוס. רשום את משך הזמן הרצוי באמצעות מערכת איסוף הנתונים בזמן שהעכבר מתנהג בחופשיות (איור 5B)
