העבודה הנוכחית מאושרת על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת וירג’יניה. עכברי C57Bl/6 משני המינים (7-12 שבועות) שימשו לניסויים. בעלי החיים נשמרו על מחזור חשוך של 12 שעות/12 שעות והייתה להם גישה אד-ליביטום למזון ולמים. 1. בניית מיקרואלקטרודה כדי לבנות את המיקרו-אלקטרוניקה, השתמש בחוט ניקל-כרום מצופה דיאמל באורך 50 מיקרומטר (קוטר) המצופה בדיאמל (ראו טבלת חומרים). הדביקו קצה אחד של החוט בחלק האחורי של הרציף ועטפו את החוט שלוש פעמים סביב הידית הקרובה ביותר על הרציף (איור 1A,C).הערה: פלטפורמה אקרילית עם שתי ידיות (2 x 5 אינץ ‘) שימשה כאן, אך ניתן להשתמש בכל פלטפורמה. מתחו את החוט סביב הידית השנייה הרחוקה ביותר כדי ליצור שתי לולאות בין הידיות. עטוף את החוט שלוש פעמים נוספות סביב הידית הראשונה כדי לתקן את החוט במקומו ולהדביק את הקצה שוב בחלק האחורי של הפלטפורמה.הערה: לאחר הפרדת החוטים (שלבים 1.2-1.3.1), חייבים להיות שני חוטים בכל צד (ארבעה חוטים בסך הכל, איור 1B). הניחו את פסי המתח מתחת לחוטים כשהסרט עטוף סביבם (צד דביק כלפי מעלה) (איור 1C).הערה: חתיכות אקריליות משולשות שימשו למוטות המתח, עם סרט עטוף סביבם (צד דביק בחוץ כדי לחבר את החוטים). הצד הדביק של הקלטת מחוץ למוטות המתח ישמור על החוטים במקומם כדי להתאים את המרחק ביניהם. מוטות המתח חייבים להיות במרחק של כ-2.5 ס”מ מהידיות, ואסור שהחוטים יהיו רופפים. באמצעות מיקרוסקופ ומלקחיים עדינים, יוצרים מרווח של 3 מ”מ או 4.5 מ”מ בין החוטים (מרווח של 3 מ”מ בין החוטים כדי ליצור מיקרו-אלקטרוניקה של גרעין תלמי גחוני (Ctx) – גרעין תלמי גחוני (VL); מרווח של 4.5 מ”מ כדי ליצור מיקרו-אלקטרוניקה סטריאלית (Str) – nigral (SNR) (איור 1B). אם נעשה שימוש בהגדלה במיקרוסקופ, הקפד לחשב ולהתאים את ההבדל בהגדלה ואת המרחק בפועל בין החוטים.הערה: אם מיקרו-אלקטרוניקה בנויה עבור מבנים אחרים מאלה המשמשים כאן, יש להתאים את המרחק בין החוטים למרחק הסטריאוטקסי בין המבנים. איור 2B מספק דוגמה לאופן שבו החוטים יתארגנו; לפיכך, הקואורדינטות הסטריאוטקסיות עבור מבנים אחרים חייבות להיות מותאמות. חותכים ארבע חתיכות פלסטיק קטנות (בעובי 0.5 מ”מ) כ-6 מ”מ (רוחב) x 3 מ”מ (גובה) (איור 1C).הערה: ניתן להשתמש בכל חתיכות הפלסטיק כל עוד הן בעובי של 0.5 מ”מ; כאן נעשה שימוש בצינורות מרובעים שבהם נמכרו הפינים (סיכות, ראו טבלת חומרים). אם נעשה שימוש בעובי שונה, אנא הוסף יותר או פחות חתיכות פלסטיק שיתאימו לקואורדינטות הסטריאוטקסיות הנדרשות. מרחו דבק (ראו טבלת חומרים) על הפלסטיק והניחו אותם על החוטים (איור 1C). מניחים חתיכות פלסטיק במרחק של כ-1.0 ס”מ מאמצע החוט, המרוחק 1.0 ס”מ ממוט המתח. הסר את עודף הסופרגלו עם צמר גפן. לאחר שהסופרגלו מתייבש, חותכים את החוטים באמצעות מספריים עדינים, לפי הסדר המצוין באיור 1C. חותכים ארבעה צינורות זכוכית בקוטר 7 מ”מ באמצעות ערכה זמינה מסחרית (ראו טבלת חומרים) ומחדירים את חוטי האלקטרודה לצינורות הזכוכית כפי שמצוין באיור 2A. הכנס זוגות אלקטרודות VL ו- SNR לצינורות הזכוכית.הערה: יש להחדיר רק את החוטים למבנים עמוקים לצינורות הזכוכית כדי לתמוך בהשתלה כירורגית. הקפידו לא להחדיר אלקטרודות קליפת המוח לצינור הזכוכית. שים את הדבק בבסיס צינורות הזכוכית כדי לחבר אותם לפלסטיק. יש להמתין זמן מה עד שהדבק יתייבש. חותכים את צינורות הזכוכית והחוטים באמצעות אזמל כפי שמצוין בטבלה 1; ודא שאורכי המיקרו-אלקטרוניקה נכונים. אם המיקרו-אלקטרוניקה מכוונת למבנים שונים, התאם את מרחק החיתוך בהתאם לקואורדינטות הסטריאוטקסיות הנדרשות. איור 1: סכמטית של מבנה המיקרו-אלקטרוניקה. (ב) הפער בין החוטים. (C) ארבע חתיכות פלסטיק מודבקות לחוטים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה. Ctx סטר VL SNR AP (קדמי/אחורי) 2.2 1.2 -1.3 -3.3 ML (מדיאלי/לרוחב) 1.8 1.5 1 1.5 DV (גב/גחון) 0.5 3.5 4 4.75 אורך אלקטרודה 4 4.75 5.25 6 טבלה 1: קואורדינטות וממדים של השתלה סטריאוטקסית של המיקרו-אלקטרוניקה. 2. הרכבה של מערך מיקרואלקטרודה השתמשו בדבק כדי לחבר פלסטיק בסדר הרצוי של אזורי המטרה. דוגמה לאלקטרודות קליפת המוח, התלמיות, הסטריטאליות והניגרליות מוצגת באיור 2B,C. מניחים את זוג האלקטרודות Ctx-VL עם הפנים כלפי מטה (בצד עם חוטי האלקטרודה צריכים לפנות כלפי מטה) ומחברים שתי חתיכות פלסטיק ריקות בגודל 6 מ”מ על 3 מ”מ מלמעלה עם דבק. על גבי שלוש פיסות הפלסטיק, הניחו את זוג האלקטרודות השני Ctx-VL כאשר האלקטרודות פונות כלפי מעלה (השתמשו במיקרוסקופ וודאו שאלקטרודות ה-VL מיושרות).הערה: יישור של אלקטרודות דו-צדדיות (כאן, יישור אלקטרודות VL שמאל וימין) חיוני כדי להתמקד במבנים דו-צדדיים רצויים כראוי. השתמשו בדבק כדי לחבר את אלקטרודות ה-SNR למעלה עם אלקטרודות ה-SNR במרחק של 2.0 מ”מ מאלקטרודות ה-VL ובמרחק של כ-5.0 מ”מ מהאלקטרודות בקליפת המוח (חוטי האלקטרודה של SNR צריכים לפנות כלפי מעלה). חזור על שלב 2.1.3. עבור הצד השני (חוטי האלקטרודה SNR צריכים להתמודד מחוץ למערך המיקרו-אלקטרוניקה). מרחו שרף אפוקסי סביב הפלסטיק כדי לקשור את האלקטרודות זו לזו. הימנעו מהנחת שרף אפוקסי על האלקטרודות. קח חוט עבה ועשה לולאה בקצה אחד. טבלו את הלולאה בתמיסת האפוקסי והניחו אותה על הפלסטיק, כדי לוודא שהחוט העבה שוכב שטוח (איור 2D) כך שבשלבים הבאים, חוט זה יוכל לשמש כידית. המתן עד שהאלקטרודות יתייבשו במלואן. חתכו את החוטים ל-2 ס”מ, כפי שמוצג באיור 2E. איור 2: בנייה וממדים של מיקרואלקטרודות. (A) ארבעה זוגות של אלקטרודות שנוצרו לאחר שהחוטים נחתכו במספריים, כפי שמצוין באיור 1C (2 זוגות של אלקטרודות Ctx-VL ו-2 זוגות של אלקטרודות Str-SNR). החדירו אלקטרודות מבנה עמוק (VL ו-SNR) לתוך צינורות הזכוכית והדביקו את בסיסיהם לפלסטיק (נקודות אדומות). (B) מבט עליון: זוגות האלקטרודות מ-(A) מודבקים בערימה כדי ליצור את ליבת המיקרו-אלקטרוניקה. קווים אדומים מציינים קווי דבק. (C) מבט מהצד הקדמי של (B). (ד) החוט העבה היה מחובר למיקרו-אלקטרוניקה. (E) החוטים מקובצים כמפורט, והקצוות המבודדים נשרטים וחותכים ל-2 ס”מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה. 3. חיבור מיקרואלקטרודה לאוזניות קבץ את החוטים כפי שמצוין באיור 2E וגרד 1 מ”מ של הקצוות המבודדים עם אזמל. כופפו את האלקטרודות בקליפת המוח כפי שמוצג באיור 3A. הפרד את החוטים כפי שמוצג באיור 3B. באמצעות מלקחיים עדינים, צור לולאה בקצה של כל חוט (איור 3B). החזיקו אוזניות עם 10 פינים עם המוסטאט (ראו טבלת חומרים) והשתמשו בקצה העץ של צמר גפן כדי למרוח כמויות מינימליות של שטף על הפינים (איור 3C). הקפידו לא לשים שטף מחוץ לפינים כדי למנוע קצר חשמלי בין הפינים. באמצעות קצה העץ של ספוגית כותנה, להחיל שטף על לולאות החוט. הלחימו את לולאות החוטים לאוזניות בנות 10 הפינים, כפי שמוצג באיור 3C. לאחר ההלחמה, ייבשו את האוזניות כדי למנוע קצר חשמלי בין הפינים. קח חוט דק (0.005-0.008 אינץ ‘) עבור חוטי הייחוס וההארקה ופשט את הפלסטיק מקצה אחד. צור לולאה בקצה השני של החוט. הלחימו את הצד המופשט של חוטי הייחוס וההארקה לפינים המתאימים להם (איור 3A,C). כשהם אוחזים בחוט העבה (איור 2D), מורחים מלט קרניופלסטי סביב המיקרו-אלקטרוניקה, במיוחד במקום שבו החוטים מתחברים לפינים. הימנעו מלגעת בקצוות האלקטרודה הממשיים עם המלט. לאחר שהמלט מתייבש, שים שרף אפוקסי בבסיס צינורות הזכוכית, חוטי מיקרו-אלקטרוניקה סטריאליים וכל האלקטרודה. הימנעו מלגעת באלקטרודה הממשית המסתיימת בשרף אפוקסי. המתן עד שהאלקטרודות יתייבשו במלואן. האלקטרודות מוכנות. קודחים חורים בגולגולתו של העכבר (בהתאם לקואורדינטות הסטריאוטקסיות הנדרשות) באמצעות מקדחה דנטלית ומשתילים את האוזניות כפי שמוצג באיור 3D על ידי הורדת האוזניות עם מיקרו-אלקטרוניקה עם מיקרו-אלקטרוניקה הפונה אל הגולגולת והחורים המתאימים. ניתן לחבר את האוזנייה לזרוע הסטריאוטקסית לתמיכה במהלך ההשתלה. איור 3: השתלת מיקרואלקטרודה. (A) האלקטרודות בקליפת המוח כפופות כפי שצוין. (B) החוטים מופרדים כדי ליצור לולאות בקצוות. (C) השטף (בנקודות האדומות) והחוטים הלולאתיים מולחמים לאוזניות של 10 פינים, ומבטיחים שכל חוט יעבור לפין המתאים לו. (D) האוזניות מושתלות להקלטת LFPs. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה. 4. סימון מיקום האלקטרודה לאחר הקלטות בסוף הקלטות ה- LFP, אשר את המיקום הנכון של האלקטרודות באזור המטרה על ידי הפעלת זרם בקצות האלקטרודה כדי ליצור נגע והמתנה של 30 דקות לפני ההדבקה של העכבר.הערה: הגדרות נגעים כדי לאשר את המיקום של קצות האלקטרודה: פרץ יחיד, 40 μA, 0.75 ms פולס גל מרובע מונופסי, 50 הרץ, 30 שניות. מרדימים את העכברים עם איזופלורן (עד שהעכבר נרדם) ומכניסים10 באופן טרנסקרדיאלי עם 4% פרפורמלדהיד (PFA) ב-0.1 M חיץ נתרן פוספט. חתכו את המוחות (בעובי של 40 מיקרומטר) על קריוסטאט (ראו טבלת חומרים) והכתימו ב-DAPI (0.02% ב-PBS). אשר את המיקום הנכון של האלקטרודות על ידי נוכחותם של נגעי קצה האלקטרודה כפי שמוצג באיור 4B,C.הערה: יש ליישם את אחוז האיזופלורן בהתאם להנחיות המוסד הבודד. 5. מדידת התנגדות האלקטרודה מדוד את ההתנגדות של האלקטרודות ובדוק את המעגל הקצר בין האלקטרודות באמצעות אומטר רב טווח (ראה טבלת חומרים). הגדר את סולם ההתנגדות ב- R x 10,000, וציין כי סטיית יחידה במצביע מתאימה להתנגדות של 1 kΩ. אלקטרודות באורך 2 ס”מ צריכות להיות בעלות התנגדות של 60-70 kΩ. התאם אישית את האוזניות על-ידי לקיחת עשרה סיכות בודדות (ראה טבלת חומרים). הלחמה כל סיכה עם חוט נחושת דק ורב גדילי בכבל. לחץ על פינים המולחמים עם זנבות הכבל המתאימים להם לתוך שקע הזיווג הכפול בעל 10 פינים (שקעים תואמים). לחץ על התאם את הפינים הפתוחים של שקע ההזדווגות לאוזניות LFP. בדרך זו, לכל אלקטרודה LFP יש חוט כבל ייעודי בהרכבה. טבלו את הקצה של כל אלקטרודה LFP (שאת עמידותה יש למדוד) בתמיסת מלח NaCl של 0.9% (ריכוז NaCl בדם). חבר את קצה חוט הכבל המתאים לאלקטרודת LFP למסוף החיובי של האומטר. השתמש בחוט התנגדות נמוכה (̴100 Ω) עם צד אחד במים המלוחים ובצד השני כקצה הפתוח. חבר את הקצה הפתוח של החוט בעל ההתנגדות הנמוכה לקרקע של מצביע האומטר.הערה: סידור זה משלים את המעגל ומבקש סטייה של מצביע ה-ohmmeter. ודא שאין חיבור חשמלי בין שתי אלקטרודות כלשהן באוזניות. בדוק את הבידוד החשמלי של אלקטרודות LFP זוגיות (הארקה: כבל אחד מתאים לאלקטרודה אחת; חיובי: כבל אחר מתאים לאלקטרודה אחרת). השליכו את האלקטרודות אם נצפתה סטייה כלשהי במקרה זה.