Vi presentiamo la costruzione di un 3D-stampabile hyperdrive con diciotto tetrodi regolabili in modo indipendente. L'iperguida è progettato per registrare l'attività cerebrale a comportarsi liberamente ratti per un periodo di diverse settimane.
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Articolo metodologico
Costruzione di un Hyperdrive multi-tetrodo migliorata per la registrazione su larga scala neurale nel comportarsi ratti
In questo articolo
Sommario
Abstract
I modelli di attività di una grande popolazione di neuroni per molti giorni in animali svegli il monitoraggio sono una tecnica importante nel campo della neuroscienza sistemiche. Una componente chiave di questa tecnica è costituito dal preciso posizionamento degli elettrodi multipli in regioni cerebrali desiderata e il mantenimento della loro stabilità. Qui, descriviamo un protocollo per la costruzione di un hyperdrive 3D-stampabile, che comprende diciotto tetrodi regolabili in modo indipendente ed è specificamente progettato per in vivo registrazione neurale extracellulare a comportarsi liberamente ratti. I tetrodi collegati i Microdrive singolarmente o possono essere avanzate nelle regioni multiple del cervello lungo la pista, o possono essere utilizzati per inserire una matrice di elettrodi in un'area più piccola. I tetrodi multiple consentono esame simultaneo di action potentials da decine di singoli neuroni, nonché potenziali di campo locale da popolazioni di neuroni nel cervello durante il comportamento attivo. Inoltre, la progettazione prevede 3D più semplice software che può essere facilmente modificato per diverse esigenze sperimentali di disegno.
Introduzione
Nel campo della neuroscienza sistemiche, gli scienziati studiano i correlati neurali alla base di processi cognitivi quali navigazione spaziale, memoria e processi decisionali. Per questi tipi di studi, è fondamentale per monitorare l'attività di molti singoli neuroni durante il comportamento animale. Negli ultimi decenni, due importanti progressi per soddisfare le esigenze sperimentali per la registrazione extracellulare neurale in piccoli animali1,2,3. In primo luogo è stato lo sviluppo del tetrodo, un fascio di quattro microwires utilizzato per registrare l'attività neural....
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Protocollo
1. stereolitografia di modelli 3D
- Utilizzare tecniche stereolithographic per stampare le parti di hyperdrive e accessori. Ogni hyperdrive è composto da diciotto navette, diciotto navetta bulloni e uno ciascuno di tutti gli altri pezzi di plastica (Figura 1).
Nota: Gli accessori non fanno parte dell'iperguida ma sono necessari per la costruzione di iperguida.
2. preparazione degli accessori (Figura 2).
-
Preparazione del rack microdrive (Figura 2).
- Pulire ed espandere i fori più piccoli e i più grandi....
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Risultati
Abbiamo utilizzato un hyperdrive recentemente costruito per ottenere risultati di prova. L'unità era dotata di tetrodi costruiti da ø 17 µm (0,0007"), filo di polyimide-rivestito platino-iridio (90% - 10%). Le punte dei tetrodi erano placcate in platino nero soluzione per ridurre le impedenze elettrodo a tra 100 e 200 kΩ a 1 kHz. L'iperguida è stato impiantato 4,6 mm a sinistra della linea mediana e 0,5 mm anteriore il seno trasversale sul cranio di un 550 g, ratto maschio lungo Evans. Me.......
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Discussione
Qui, descriviamo il processo di costruzione di una nuova concezione hyperdrive composto da diciotto tetrodi indipendentemente mobili. L'unità può essere costruito da conveniente pezzi acquistati presso molti negozi di hardware disponibile, combinati con componenti creati da stereolithographic stampa. L'iperguida possa essere cronicamente impiantato sul cranio di un topo utilizzando le procedure chirurgiche standard ed è in grado di registrare l'attività neurale extracellulare mentre l'animale esegue varie attività compor.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Ringraziamo il laboratorio Moser presso l'Istituto Kavli per neuroscienza sistemiche e centro per calcolo neurale, Università norvegese di scienza e tecnologia, per la cronica neurale procedure di registrazione in ratti. Questo lavoro è stato supportato da grant NIH NS098146 R21 e umano Frontier Science programma Long-Term Fellowship LT000211/2016-L a L. Lu.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Bacchetta per saldatura | Blue Demon | ER308L-035-01T | Acciaio inossidabile, diametro 0,035" |
| Vite | McMaster | 91771A060 | Acciaio inossidabile, testa piatta, 0-80 filo, 5/8" in lunghezza |
| Vite | McMaster | 91772A051 | Acciaio inox, testa bombata, 0-80 filo, 5/32" in lunghezza |
| Vite | McMaster | 92196A056 | Acciaio inox, testa a brugola, 0-80 filo, 5/16" in lunghezza |
| Vite | McMaster | 92196A055 | Acciaio inox, testa a brugola, 0-80 filo, 1/4" in lunghezza |
| Vite | McMaster | 95868A131 | Nylon, testa a brugola, 2-56 filo, 3/16" in lunghezza, nero |
| Dado a vite | McMaster | 90730A001 | Acciaio inossidabile, esagonale stretto, 0-80 filettatura |
| Vite a spallamento | McMaster | 90298A213 | Acciaio inossidabile, filettatura 8-32, 3/16" di diametro, 1/4" di lunghezza |
| Vite a tazza | McMaster | 92313A105 | Acciaio inossidabile, 4-40 filettatura, 3/16" di lunghezza |
| Vite a testa zigrinata | McMaster | 94323A592 | Nylon, 8-32 filo, 3/8" in lunghezza, nero |
| Magnete | Apice | M3X1MMDI | Neodimio, disco da 3 mm X 1 mm |
| Tubo metallico | Piccole parti | B00137QHNS | Acciaio inossidabile, calibro 23, 0,0253" OD, 0,013" ID, 0,006" parete |
| Tubo metallico | New England Small Tube | Acciaio inossidabile su misura | , 30 gauge, 0,012/0,0125" OD, 0,007/0,008" ID, |
| tubo | termorestringente completamente duroMcMaster | 7856K72 | 0,09" ID prima del restringimento, |
| blu Tubo in silicone | A-M Systems | 807300 | 0,040" ID, 0,085" OD |
| Tubo in poliimmide | A-M Systems | 823400 | 0,0045" ID, 0,0005" parete |
| Filo di terra | A-M Systems | 791500 | 0,005" nudo, 0,008" rivestito, semiduro |
| Tetrodo | Filo California Fine | Su misura | 0,0007" di diametro, platino-iridio (90%-10%), rivestimento HML e VG |
| EIB | Neuralynx | EIB-72-QC-Large | |
| Spille d'oro | Neuralynx | grandi perni EIB | |
| Tap | Balax | 01302-000 | Dimensione filettatura M1.2 |
| Tap | McMaster | 2522A811 | Dimensione filettatura 0-80, filettatura inferiore |
| Tap | McMaster | 2522A771 | Filettatura 0-80, tappo |
| Rubinetto | McMaster | 26955A94 | 3/8"-24 dimensione filettatura, |
| fondo Maschio | McMaster | 2522A713 | 2-56 dimensione filettatura |
| Maschio | McMaster | 2522A715 | 4-40 dimensione filettatura |
| Maschio | McMaster | 2522A718 | 8-32 dimensione filettatura |
| Die | McMaster | 2576A457 | 3/8"-24 dimensione filettatura, 1" OD |
| Punta da trapano | McMaster | 30585A82 | Calibro del filo 65, 0,035" di diametro |
| Punta da trapano | McMaster | 30585A83 | Calibro del filo 66, 0,033" di diametro |
| Punta da trapano | McMaster | 30585A87 | Calibro del filo 70, 0,028" di diametro |
| Punta da trapano | McMaster | 30585A88 | Calibro del filo 71, Punta da trapano da 0,026" di diametro |
| McMaster | 30585A91 | Calibro del filo 73, 0,024" di diametro | |
| Punta da trapano | McMaster | 8870A23 | 3/16" di diametro |
| Disco Dremel | Wagner | 31M | Diamantato, 22 mm di diametro, 0,17 mm di spessore |
| Filo d'acciaio | Precision Brand | 21212 | 0,012" di diametro, filo d'acciaio completamente duro |
| Precision Brand | 21007 | 0,007" di diametro, completamente duro | |
| Filo d'acciaio | A-M Systems | 792700 | 0,003" di diametro, mezzo duro |
| Super colla | Loctite | LT-40640 | # 406 |
| Super colla | Loctite | LT-41550 | # 415 |
| Polvere acrilica dentale | Teets | 223-3773 | Corallo |
| Dentale acrilico liquido | Teets | 223-4003 |
Riferimenti
- O'Keefe, J., Recce, M. L. Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm. Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Dynamics of the hippocampal ensemble code for space. Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).
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Ristampe e permessi
