Electroencephalographic רכישה בצפיפות גבוהה במודל מכרסם שימוש בעלות נמוכה ומשאבי קוד פתוח

המטרה הכוללת של מתודולוגיה זו היא להדגים פרוטוקול חלופי בעלות נמוכה לבנייה ורישום ממערך אלקטרודות טרנס-גולגולתי כרוני בצפיפות גבוהה. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח במדעי המוח, כגון ארגון בקנה מידה גדול של רשתות עצביות, ומאפיינים מרחביים וזמניים של תגובות חושיות. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם העלות הנמוכה שלה, יכולת השחזור והקלות להתאמה אישית ספציפית לניסוי.

למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה על ניתוחים מורכבים של נתונים אלקטרואנצפלוגרפיים, היישום שלה אידיאלי למחקרים בהרדמה, אפילפסיה ונוירוביולוגיה של שינה. להכנת כיסוי הראש, התחל בבידוד הסיכות של לבנת סיכה בגודל שתיים על חמישים עם מעיל לק קל מאוד. לאחר מכן, בעזרת זוג פינצטה, הסר כל שורה שמינית של סיכות על ידי דחיפת קצה השקע שלהם דרך הלבנה.

לאחר שהלק התייבש לחלוטין, הסר את הציפוי מקצות הסיכות בעזרת מטלית קטנה ואצטון. לאחר מכן, בעזרת סכין גילוח או חותכי תיל, חתוך את הבלוקים ליצירת לבני סיכה שתיים על שבע. שתיים מהלבנים הללו יתפקדו כאלקטרודות EEG טרנס-גולגולתיות.

לאחר מכן, מכל קצה של לבנה בגודל שתיים על חמישים, הכינו שתי לבני סיכה אחת על שתיים כדי להקליט את אות ה- EMG באותו תהליך. כל לבנה אחת על שתיים צריכה לשמור על אחד הצדדים החלקים החיצוניים של הלבנה שתיים על חמישים. כדי להשלים את שני חצאי המערך המלא, יישר את חורי הפינים והפינים של לבנה אחת על שניים עם שורת הפינים האחורית ביותר של לבנה שתיים על שבע.

לאחר מכן, השתמש באפוקסי דו-חלקי כדי לחבר את המשטחים החלקים שלהם ולחזק את החיבור עם אפוקסי נוסף במידת הצורך. תנו לשני החצאים להתרפא למשך הלילה. כדי ליצור שני חוטי EMG של בית החזה, התחל עם חוט כסף מבודד בגודל 3 ס"מ.

הסר 1 ס"מ של בידוד מקצה אחד והוסף שתי לולאות על החוט החשוף על ידי עטיפתו סביב זוג פינצטה. ואז הסר 25 מ"מ של בידוד מהקצה השני. כעת, הכינו את שני חוטי ה-EMG הדומים לצוואר הרחם, החל מחוט בגודל 1.5 ס"מ.

מכל חצי כיסוי ראש, הסר את הסיכה הרוחבית בשורה הקדמית הרחוקה ביותר, מכיוון שסיכה זו לא תיגע ברקמות הרלוונטיות. כדי לחבר את החוטים, חותכים את סיכות הלבנים אחת על שתיים 3 מ"מ מהקצות שלהם. לאחר מכן הלחמו חוט EMG צוואר הרחם לפין הקדמי, וחוט EMG בית החזה לפין האחורי.

לפני שתמשיך, השתמש במולטימטר במצב המשכיות כדי להבטיח שכל סיכה מבודדת חשמלית. חבר את המוליכים לשילובי פינים שונים ואם זוג מחובר חשמלית, המונה יפיק צפצוף נשמע. לאחר הייבוש, כופפו את חוטי ה-EMG עד שהם מקבילים לציר ה-AP עם תזוזה רוחבית מינימלית.

לאחר מכן מכסים את המפרקים המולחמים בלק. כעת, התאימו את אורכי הפינים באמצעות חותכי חוטים ובעזרת אטלס מוח. מצא את הסיכה שמרחק הגחון שלה מהברגמה יהיה הגדול ביותר.

אל תחתוך את הסיכה הזו, אלא חתוך את כל שאר הפינים ביחס לסיכה זו. להשלמת כיסויי הראש, כסו את כל קצות הסיכות בתמיסה כסופה באמצעות עט אפליקטור. כדי להכין מתאם, התחל עם מחבר ננו זכר בעל 36 מצבים בשורה כפולה.

ראשית, סכין גילוח את חוטי המחבר לאורך אחיד של 2 ס"מ. ואז הסר 2.5 מ"מ של חוט מקצה כל חוט. לבסוף, פח יחד את גדילי החוט הדק, וחתוך את הבידוד המופשט מהחוט המשומר.

לאחר מכן, צור מחבר זכר-זכר תואם לכיסוי הראש מבלוק פינים של שניים על חמישים פינים. כמו קודם, הכינו שניים על שבע ושניים על אחד. כעת, הלחמו את אחד מחוטי ההארקה מהמחבר הננו לפין שנמצא 0.6 מ"מ קדמית לברגמה, ו-1 מ"מ לרוחב הברגמה.

סיכה זו מתפקדת כהפניה, וכקרקע בעת שימוש בשבב מגבר RHD 2132. לאחר מכן, הלחמו את חוטי הננו-מחברים המשומרים לאותו צד כמו חיבור פין ההארקה. מכיוון שכל חוט ממפה לערוץ ספציפי, עיין בתרשים מפת ערוצים של ראש המגבר stage ומפה את הערוצים.

לאחר שכל החוטים מולחמים לפין המתאים, חתכו את כל החוטים שאינם בשימוש. לאחר מכן, השתמש במד מתח כדי להבטיח שכל סיכה מבודדת חשמלית מהפינים האחרים. לאחר אישור הבידוד החשמלי, יש למרוח שכבה דקה של לק סביב כל מפרק הלחמה כדי לבודד עוד יותר כל סיכה.

לאחר מכן, באמצעות אפוקסי דו-חלקי, חיזק את מתאם הננו התואם למערכי הפינים הדו-צדדיים על הלבנים הזכריות-זכריות. לא יכול להיות עודף אפוקסי בחלקים המדיאליים של המתאמים, מכיוון שהדבר ימנע את חיבור כיסויי הראש בו זמנית. לעמידות מוגברת, אפוקסי את בסיס הננו-מחבר.

הקפידו לכסות את כל מפרקי ההלחמה באפוקסי. לאחר שהתייבש האפוקסי, אשר את מיפוי הערוץ באמצעות מדידות עכבה. לאחר שהעכבר מוגדר בצורה מאובטחת, וברגמה מוגדרת כמקור מערכת הקואורדינטות הסטריאוטקסית, יישר את הגולגולת בציר הצדדי המדיאלי ובציר האחורי הקדמי.

לאחר מכן, באמצעות מקדח מיקרו בקוטר 0.5 מ"מ, קדחו חורי בור במרחק של 1.3 מ"מ זה מזה, ו-1 מ"מ מקו האמצע, החל מ-3.3 מ"מ קדמית של הברגמה וסיימו 4.5 מ"מ אחורי הברגמה. צור שתי שורות דו צדדיות. לאחר מכן, קדחו חורי בור משני צידי קו האמצע המרוחקים 1.3 מ"מ זה מזה, מתחילים 2 מ"מ קדמית של הברגמה, ומסתיימים 4.5 מ"מ אחורי הברגמה.

כעת, שתלו את כיסויי הראש. בעזרת מלקחיים ישרים, הכינו מנהרות תיל EMG לחוטי EMG של בית החזה. מגב העכבר, מנהרה 2.5 ס"מ מתחת לעור, והנח את חוטי ה-EMG בחלל.

לאחר מכן, תמרן את לבנת ה- EEG בעזרת מלקחיים מעוקלים כך שהפינים יתיישרו עם חורי הקוצים. הפעל לחץ קל ונענע את הסיכות לתוך הגולגולת. ה-EEG יהיה יציב לאחר הכנסתו כהלכה.

לאחר מכן, התאם את חוטי ה- EMG למיקומם הסופי. לאחר ההתקנה, הכינו תערובת אחד לאחד של מתיל מתאקרילט עם תרכובת הקישור הצולבת שלו. לאחר מכן, כסו את הגולגולת החשופה, את החלקים המלוטשים במסמרים של אלקטרודות הסיכה, ואת החלק הפרוקסימלי של חוטי ה-EMG במלט.

אין לכסות את כלי הקיבול הנקביים של כיסוי הראש או להכניס מלט כלשהו לפרוות החיה. לאחר שהמלט מתייבש, הליך ההרכבה הושלם. הסר את העכבר מהמסגרת הסטריאוטקסית ותן לו להתאושש תוך ניטור סימנים חיוניים.

שבועיים לאחר הניתוח, ניתן לקשור עכבר שהחלים לחלוטין לכבל הקלטה דרך המתאם לצורך הרגל. אחרי שהעכברים מתרגלים, אפשר להשתמש בהם בניסויים. לאחר חיבור עכבר ללוח הרכישה באמצעות מתאם, ampחיים וכבל ממשק סטנדרטי, פתח את תוכנת ההקלטה Open E-Fizz.

שם, צור שרשרת אותות של קצב FPGA ומציג LFP על ידי גרירת המודולים לשרשרת האותות. לאחר מכן, השג ערכי עכבת אלקטרודה של 30.0 קילו-דגימות לשנייה. לאחר מכן בחר את קצב הדגימה הרצוי להקלטה.

ניתן גם לגרור מסננים לשרשרת האותות אם תרצה. המשך בבחירת נתיב שמירה עבור הנתונים וקצב הדגימה הרצוי. לאחר מכן לחץ על חלון מציג LFP ולחץ על כפתור ההפעלה.

כעת, באמצעות שיטת הציור כדי להמחיש את ה-EEG, התאם את התצוגה על ידי שינוי משרעת האות, מהירות הטאטא וההגדרות של כל המסננים הנמצאים בשימוש. לאחר שכל ההגדרות הותאמו, התחל לבצע הקלטות. הנתונים נאספו מעכבר שנע בחופשיות והושתל בכיסוי ראש EEG בצפיפות גבוהה.

רישום EMG בית החזה מכיל פעילות חשמלית משובצת, שמקורה בלב. EMG צוואר הרחם מכיל מידע על טונוס השרירים. צורות הגל הבודדות של EEG תואמות את סכימת מיפוי הערוצים.

בעזרת הקלטה זו ניתן לחשב את קצב הלב של העכבר על ידי מדידת הזמן בין קפיצות QRS אלקטרוקרדיוגרפיות. באופן דומה, ניתן למדוד את קצב הנשימה של העכבר על ידי חישוב השונות הפאזית של ספייק ה-QRS כאשר חלל בית החזה מתרחב ומתכווץ עם כל נשימה. לפיכך, הגדרה זו מאפשרת רכישת פוליסומנוגרפיה של עכברים.

מערך זה מאפשר מיפוי קליפת המוח של פוטנציאלים מעוררים חזותיים. כאשר פולס אור של עשר אלפיות השנייה מועבר רק לעין שמאל, תגובות קלאסיות נרשמות בקליפת המוח הראייתית הראשונית הנגדית, ואחריה תגובה מושהית בקליפת המוח הראייתית המשנית הנגדית. ניתן לראות זאת בקלות בפוטנציאלים החשמליים המשתנים בזמן על פני כל פני השטח של קליפת המוח ב-V1 ו-V2 נגדיים. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבנות מערכי מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה עבור מודל מכרסמים, ולהקליט מהמערך המושתל.

לאחר השליטה, ניתן לבצע את חלקי הבנייה וההשתלה של טכניקה זו תוך שעתיים אם מבוצעים כראוי. בזמן ניסיון הליך זה, חשוב לזכור ליצור מגע נכון של אלקטרודות אפידורליות מבלי לחדור לדורה. חיתוך סיכות, ותשומת לב במהלך השתלת כיסויי הראש, ייצרו את הסיכויים הטובים ביותר למגע אלקטרודה מתאים.

בהצלחה!