Name: Micro-drive array per la cronica In vivo: Drive Fabrication (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-04-20T00:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 3 s
Description: Impara a fabbricare un array micro-drive leggero con 21 micro-drive regolabili per registrazioni elettrofisiologiche croniche nel ratto. Questo metodo consente posizionamento preciso degli elettrodi durante il movimento animale.

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Vorremmo ringraziare Linus D. Sun e Jeenah Jung, che ha avuto origine l&#39;uso del computer progettato, 3-D unità stampato nel nostro laboratorio per la registrazione da topi. Inoltre, vorremmo ringraziare tutti i membri passati e presenti Lab Wilson per il loro contributo a micro-drive e la tecnologia di sviluppo tetrodo in laboratorio.

<ol><li> Micro-drive array panoramica Un completo micro-drive array è costituito da diversi componenti principali (Fig. 1): <ol><li> Un computer progettato base in plastica che contiene 21 indipendentemente mobili micro-unità. </li><li> Una cannula sul fondo della base in cui sono raccolte una serie di tubi fissi guida tetrodo. </li><li> 21 micro-unità che entrambi portatori di un tetrodo e che possono essere azionati singolarmente con una vite. </li><li> Una scheda di interfaccia di elettrodi per l&#39;interconnessione tra tetrodi e pre-amplificatori. </li><li> Un cono di protezione (non mostrato in Fig. 1). </li><li> In una completamente assemblato micro-drive array, la base in plastica contiene tutte le micro-unità. Ogni micro-drive porta un tetrodo singolo. Il tetrodo è elettricamente collegato alla scheda di interfaccia elettrodo nella parte superiore del micro-drive array, e passa attraverso il tubo di guida stazionario per uscire verso il cervello nella parte inferiore del micro-drive array. Ruotando la vite su ogni micro-drive avanza o si ritrae il tetrodo. </li></ol></li> <li> Progettazione di base in plastica Progettiamo la base di montaggio del micro-drive in un 3-D pacchetto di software CAD (SolidWorks). Il vantaggio di questo in-house processo di progettazione è rapido turnover e la flessibilità del design. Nel laboratorio di Wilson abbiamo progettato molte varianti di questa parte, orientata verso le esigenze specifiche di ogni esperimento. Il 3-D di file modello viene inviato a un ufficio di servizio dove è stampato da un laser-curabile resina liquida tramite stereolitografia. Il tempo di consegna è di soli 2 giorni. La parte che ne risulta è leggero, riutilizzabile e può essere lavorato per tenere un filo. In questo protocollo useremo una base di unità che è stato progettato con un sito di registrazione singolo e che contiene 21 micro-unità. Il file di progettazione SolidWorks è reso disponibile su richiesta. </li> <li> Preparazione di base in plastica La base in plastica è trasformato per ospitare il micro-drive e le viti per fissare la scheda di interfaccia elettrodo e il cono di protezione. Non è possibile stampare affidabile liscia attraverso i fori nella base di plastica, in modo da progettare fori sottodimensionate, quindi espandere loro da foratura. Allineare con cura la punta con l&#39;asse del foro esistente prima di forare a velocità molto bassa. Una variabile di velocità / coppia trapano a mano funziona bene per questo compito. <ol><li> Praticare i fori di 21 per la micro-drive viti (l&#39;anello esterno) con un po &#39;# 61. </li><li> Praticare i 21 fori per il micro-drive tubi di supporto (l&#39;anello interno) con un po &#39;# 65. </li><li> Praticare i fori che verranno utilizzati per collegare la scheda di interfaccia elettrodo e il cono di protezione con un po &#39;1,55 mm. </li><li> Stampa montare un manicotto (5 mm di lunghezza 20 Ga parete sottile tubo di acciaio inox) in ogni dell&#39;anello interno di fori con un paio di pinzette o un paio di pinze in modo che sia a filo con la base in plastica. Le maniche assicurare la facilità del micro-drive tubi di sostegno. Successivamente, tutti i fori che conterrà le viti sono sotto controllo. In plastica stampata, fili che formano risultato rubinetti in più thread durevoli rispetto tipica filettatura rubinetti. Questo stile di rubinetto richiede fori più grandi. Usando un portatile morsa pin per tenere il rubinetto: </li> <li> Toccare i fori per il micro-drive viti utilizzando un rubinetto che corrisponde alla dimensione della vite in uso (M1.2x0.25) e un lubrificante secco. Per allineare il rubinetto con il foro pilota, inserire una lunghezza di 23 tubi Ga nel manicotto accanto ad essa. </li><li> Il nostro progetto base in plastica è dotato di un antipasto rubinetto per ogni micro-drive foro della vite per assicurarsi che i fili iniziali non vengano danneggiati durante il processo di threading. Dopo che tutti i fori sono filettati, questi antipasti rubinetto può essere facilmente spense con una lama di rasoio. </li><li> Toccare i fori che conterrà le viti per la scheda di interfaccia elettrodo e il cono di protezione con un 1-72 rubinetto. </li></ol></li> <li> Inserimento di tubi guida elettrodo <ol> <li> Per rendere la cannula che contiene tutti i fissi tubi guida elettrodo, tagliare un pezzo di 1,5 centimetri di lunghezza di 13 tubi di acciaio inox e Ga irruvidire la superficie con una ruota Dremel rettifica per migliorare l&#39;adesione dal acrilico dentale. </li><li> Inserire questo cannula nel foro sul fondo della base di plastica, verificare che sia co-lineare con l&#39;asse verticale del disco, e fissarlo con acrilico dentale o epossidica. Lasciare 5 a 7 mm della cannula esposti per facilitare l&#39;impianto chirurgico. </li><li> Tagliare 21 stazionarie tubi guida elettrodi (tubi flessibili in poliammide, diametro interno: 0,0071 &quot;, diametro esterno: 0,0116&quot;) con una lama di rasoio per una lunghezza di 6 cm. </li><li> Alimentare i tubi di guida, uno alla volta nelle maniche al vertice della base dell&#39;unità e tutto il percorso attraverso la cannula collettore in basso. Controllare visivamente per pieghe o eccessiva curvatura tubi e sostituirli se necessario. Per facilitare l&#39;inserimento e l&#39;allineamento parallelo di tubi guida del tetrodo, si può iniziare con il primo che alimentano il pacco intero di 21 tubi guida fino alcannula collettore dal basso. Poi, uno alla volta, rimuovere un tubo di guida dal fascio e dei mangimi che dalla parte superiore della base in plastica attraverso il foro che ha lasciato alle spalle nel bundle. </li><li> Spingere il tubo guida fino a quando si estendono solo 1-2 mm dalla parte superiore della base di plastica. Applicare una piccola quantità di colla cianoacrilato sottile ai tubi che fuoriescono dalla cannula collettore, facendo attenzione a non lasciare che il flusso di colla fino alla fine dei tubi guida. </li><li> Utilizzare una lama nuova rasoio per tagliare l&#39;eccesso dal fascio di tubi guida alla base della cannula collettore. </li> </ol></li><li> Fabbricazione di micro-unità Ogni micro-drive è composto da una custom-lavorati a vite e un tubo di supporto vuoto (Fig. 2). La vite e il tubo di supporto sono legati insieme in modo tale che un labbro sulla vite è incorporato in acrilico, lasciando la vite di ruotare liberamente (Fig. 2B). La vite viene infilato nella base di plastica, e il tubo di supporto è poi spinto verso l&#39;alto o verso il basso quando la vite è acceso, avanzando o ritraendo il tetrodo che essa porta. Per la facilità di regolazione del comportamento animale, la testa della vite è a forma di mezzo cilindro. Fare un cacciavite personalizzato per questo vite: <ol><li> Tagliare 5 cm di 15 tubi di acciaio inox Ga. </li><li> Prendete una delle viti personalizzati e macinare fuori dal labbro sporgente. </li><li> Inserire la vite nel tubo fino alla cima della vite è a filo con l&#39;estremità del tubo. </li><li> Schiacciare il tubo intorno al filettature ripetutamente con un paio di pinze di bloccaggio in modo che la vite non può ruotare rispetto alla cannula. </li><li> Utilizzare una morsa perno per tenere il driver personalizzato vite. Per fabbricare il micro-drive usiamo un 3-D stampo stampato in plastica con piccoli pozzi (3 mm x 5 mm, 2 mm di profondità). Ognuno ha ben due fori nella superficie inferiore, distanziate 2 millimetri a parte, per il tubo di supporto e la vite. In alternativa, gli stampi possono essere realizzati da un tecnopolimero come Delrin, usando un trapano a colonna per creare il bene e buchi. </li> <li> Preparare lo stampo eliminando il foro per la cannula di supporto utilizzando un ago di 23 Ga e toccando il foro per la vite come descritto per la base in plastica, di cui sopra. </li><li> Linea all&#39;interno del pozzo con lubrificante teflon o un sottile strato di vaselina per consentire il rilascio di acrilico dentale curato dallo stampo .. </li><li> Applicare lubrificante teflon per una vite e inserirla nello stampo con il cacciavite su misura fino i fili sono appena sotto il fondo del pozzo. </li><li> Irruvidire la parte superiore di 2-3 mm di una 14 mm di lunghezza tubo di supporto (23 Ga tubi di acciaio inossidabile), con una mola per migliorare l&#39;adesione della acrilico dentale. Inserirla nello stampo fino alla cima della cannula è a metà strada tra la parte superiore del pozzo e la parte superiore della vite. </li><li> Versare acrilico dentale nel pozzo. Movimento agitazione è utilizzato per garantire che l&#39;acrilico dentale scorre in tutti gli spazi intorno alla vite e tubo di sostegno. Eliminare eventuali bolle d&#39;aria con un piccolo ago. </li><li> Attendere che la acrilico dentale è completamente guarito (15-30 minuti) e quindi rimuovere il micro-drive dallo stampo girando la vite antiorario. </li><li> E &#39;importante fare un controllo di qualità del micro-unità. Ispezionare la acrilico curato dentale per crepe e / o bolle d&#39;aria, che di solito sono causate da acrilico dentali che era troppo spessa o troppo sottile. Inoltre, assicurarsi che la vite e il tubo di supporto sono paralleli tra loro e che la vite gira senza problemi. Viti e tubi di sostegno delle micro-unità che non soddisfano questi criteri possono essere craccate gratuitamente dal acrilico dentale e riciclati. </li><li> Ripetere i passaggi attraverso 5,6 5,11 fino ad avere 21 micro-unità. </li></ol></li> <li> L&#39;assemblaggio finale di micro-array di unità <ol> <li> Inferiore di ogni micro-drive nella base disco di plastica. Ogni micro-drive tubo di supporto dovrebbe muoversi senza problemi sia all&#39;interno della manica e sul suo tubo di guida stazionaria. Verificare che i tubi guida non deformarne il micro-drive viene abbassato. </li><li> Con il micro-drive completamente abbassato, aggiungere un sottile strato di acrilico dentale verso l&#39;interno della base del disco per fissare i tubi guida elettrodo in posizione. </li><li> Si noti che il mancato abbassare i dischi micro tutta la strada prima di aggiungere l&#39;acrilico dentale si tradurrà in wicking della acrilico tutta la strada le maniche e ostruzione di micro-drive movimento. </li><li> Etichettare il micro-drive 1-21. </li><li> Girare l&#39;array di unità a testa in giù e scatta una foto del fascio di tubi guida. Questo quadro sarà utilizzato per mappare la posizione del tubo di guida corrispondente a ciascun micro-drive. </li><li> Alzare tutte le micro-drive da alcuni mm. </li><li> Inserire un poliimmide tubo portante (0.005 &quot;) in ciascun tubo di guida dalla parte inferiore della base dell&#39;unità. Lasciate che il tubo portante estendere 1-2 mm dalla parte superiore del disco completamente abbassata micro-drive e sulla fotografia e l&#39;identità del corrispondente micro-drive. </li><li> Incollare ilvettore tubo al tubo di micro-drive supporta l&#39;utilizzo di 5 minuti o colla epossidica cianoacrilato. Si noti che la colla epossidica o troppo sottile scorrerà lungo la cannula sostegno e ostacolare il movimento libero del micro-unità o, peggio, fissare alla cannula guida. Se questo accade, quel particolare micro-drive unità non può essere utilizzato. </li><li> Abbassare completamente tutti i micro-unità. Tagliare tutti i tubi di supporto via filo alla base della cannula collettore utilizzando una lama di rasoio fresca. </li><li> Infine, montare la Neuralynx scheda di interfaccia elettrodo a base di guidare con due viti (dimensioni: 1-72, lunghezza: 3 / 16 &quot;). </li></ol></li></ol> A questo punto l&#39;array di unità è pronto per essere caricato con tetrodi. Fabbricazione di tetrodi, come caricarli nel micro-unità, e come preparare l&#39;array di unità per l&#39;impianto chirurgico sono oggetto di un articolo il video successivo. <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure1.png" alt="Figura 1" /> Figura 1. Modello di finito micro-drive array. Un micro-drive array è costituito da diversi componenti principali: una base di plastica drive; una cannula collezionista da cui il tetrodi entrare nel cervello, 21 micro-unità che ogni unità di un singolo tetrodo; una scheda di interfaccia elettrodo che si connette alla pre-amplificatori. <img src="/files/ftp_upload/1094/Figure2.png" alt="Figura 2" /> Figura 2. Personalizzati micro-drive viti. A. disegni tecnici di progettazione della vite personalizzata. La vite presenta una parte filettata (M1.2x0.25; 1,2 mm di diametro, 0,25 mm / giro)., Una mezza testata che corrisponda al nostro driver personalizzato vite fatte e una parte liscia con le labbra (vedi dettaglio) Modello B. completa di micro-unità. Il tubo di supporto e la vite personalizzati sono collegati con del cemento dentale. Il labbro sulla vite è incorporato nel cemento dentale e consente la rotazione libera durante la guida del tubo di supporto su o giù. File aggiuntivi Abbiamo progettato la base disco stampato, il cono di protezione e lo stampo per la costruzione del micro-drive in SolidWorks 2008 software CAD 3D: <ul style="list-style-type:none;"><li> Scarica il file: <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.SLDPRT">DriveBase.sldprt</a> che contiene i modelli della base dell&#39;unità e cono protettivo e cappello. </li><li> Scarica il file: <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.SLDPRT">MicroDriveMold.sldprt</a> che contiene il modello del micro-drive stampo </li></ul> Il servizio di stampa 3D ufficio non può gestire file nativi di SolidWorks direttamente, ma richiede piuttosto il file di progetto in formato CAD stereolitografia (STL). Per le persone che non hanno accesso al software Solidworks, ma ancora desidera utilizzare le parti stampate usata nell&#39;articolo video che includono disegni in formato STL anche: <ul style="list-style-type:none;"><li> Scarica il file: <a href="/files/ftp_upload/1094/DriveBase.STL">DriveBase.stl</a> che contiene il modello di base di guidare </li><li> Scarica il file: <a href="/files/ftp_upload/1094/MicroDriveMold.STL">MicroDriveMold.stl</a> che contiene il modello di micro-drive stampo </li><li> Scarica il file: <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCap.STL">ProtectionCap.stl</a> che contiene il modello di cap per cono protettivo </li><li> Scarica il file: <a href="/files/ftp_upload/1094/ProtectionCone.STL">ProtectionCone.stl</a> che contiene il modello di cono protettivo </li></ul>

<ol><li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li>
</ol>

Questo protocollo descrive le caratteristiche generali del micro-drive processo di costruzione. E &#39;stato modificato con successo per la produzione di array di unità di registrazione con obiettivi più o meno gli array per le registrazioni nei topi. Oltre a registrare dalla ippocampo, molti ricercatori utilizzano queste unità per indirizzare le strutture corticali e sub-corticali. L&#39;uso di viti più lunghe può essere richiesto al fine di registrare da strutture cerebrali profonde. Con una sostanziale modifica alla ...

<table><tbody><tr><td>Parti in plastica stampate in 3D</td><td>Materiale</td><td>American Precision Prototyping (www.approto.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Tubazioni in acciaio inossidabile</td><td>Materiale</td><td>Small Parts (www.smallparts.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Polvere per cemento dentale</td><td>Materiale</td><td>A-M Systems (www.a-msystems.com)</td><td>525000</td></tr><tr><td>Solvente per cemento dentale</td><td>Materiale</td><td>A-M Systems</td><td>526000</td></tr><tr><td>Scheda di interfaccia per elettrodi</td><td>Materiale</td><td>Neuralynx (www.neuralynx.com)</td><td>EIB-81</td></tr><tr><td>Viti per micro-drive</td><td>Materiale</td><td>Advanced Machining and Tooling (www.amtmfg.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Lubrificante per filettatura &amp;rsquo;Tap-Ease&amp;rsquo;</td><td>Strumento</td><td>AGS Company</td><td>TA-2</td></tr><tr><td>Tubazione in poliimide</td><td>Materiale</td><td>IWG High Performance Conductors (www.iwghpc.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Trapano avvitatore senza fili</td><td>Strumento</td><td>DeWalt (www.dewalt.com)</td><td>DC750KA</td></tr><tr><td>Kit utensile rotante a velocità variabile con albero flessibile</td><td>Strumento</td><td>Dremel (www.dremel.com)</td><td>3956-02</td></tr><tr><td>Lame da rasoio</td><td>Strumento</td><td>VWR (www.vwr.com)</td><td>55411-050</td></tr><tr><td>Piastra di vetro</td><td>Strumento</td><td>VWR</td><td>66112-107</td></tr><tr><td>Fresa per viti personalizzate</td><td>Strumento</td><td>Balax</td><td>01302</td></tr><tr><td>Fresi</td><td>Strumento</td><td>Small Parts</td><td>HSBT-0172, HSBT-0080</td></tr><tr><td>Morsetto per punte</td><td>Strumento</td><td>Vargus</td><td>3SHC1--I</td></tr><tr><td>Punte da trapano</td><td>Strumento</td><td>Small Parts</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Morsetto da banco</td><td>Strumento</td><td>Panavise</td><td>301</td></tr><tr><td>Pinzette Dumont n.2</td><td>Strumento</td><td>Stoelting (www.stoeltingco.com)</td><td>52100-27</td></tr><tr><td>Epossidico a presa rapida (5 minuti)</td><td>Strumento</td><td>Allied Electronics (www.alliedelec.com)</td><td>&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Pinzette con punta in Carbofib Accu-Tek</td><td>Strumento</td><td>Aven (www.aveninc.com)</td><td>18768 (Modello 304)</td></tr><tr><td>Forbici da dissezione microchirurgiche</td><td>Strumento</td><td>Biomedical Research Instruments (www.biomedinstr.com)</td><td>25-1000</td></tr><tr><td>Pinzette Xcelite 378M</td><td>Strumento</td><td>Newark</td><td>96F8903</td></tr><tr><td>Morsetto per punte miniaturizzato</td><td>Strumento</td><td>MSC Industrial Supply (www.mscdirect.com)</td><td>00920314</td></tr></tbody></table>

micro-drive array per la cronica in vivo</emregistrazione>: drive fabrication

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

Registrazione cronica di grandi popolazioni di neuroni è una tecnica utile per studiare la funzione dei circuiti neuronali in ratti svegli comportarsi. Dispositivi di registrazione leggero portando una serie ad alta densità di tetrodi consentire il monitoraggio simultaneo dell&#39;attività di decine o centinaia di singoli neuroni. Qui si descrive un protocollo per la realizzazione di un micro-drive array con 21 indipendentemente mobile micro-unità. Questo dispositivo è stato usato con successo per registrare da neuroni corticali e dell&#39;ippocampo nel nostro laboratorio. Mostriamo come preparare un costume disegnato, 3-D di base stampata in plastica che si terrà il micro-drive. Dimostriamo come costruire le singole micro-unità e come assemblare l&#39;intero micro-drive array. Ulteriore preparazione del array di unità per l&#39;impianto chirurgico, come ad esempio la fabbricazione di tetrodi, carico di tetrodi in array di unità e di doratura, è coperto in un articolo il video successivo.

In questo protocollo dimostriamo come fabbricare un micro-drive array per registrazioni elettrofisiologiche cronica nei ratti.

Micro-drive array per la cronica In vivo</emRegistrazione>: Drive Fabrication

La registrazione cronica di ampie popolazioni di neuroni è una tecnica preziosa per studiare la funzione dei circuiti neuronali in ratti svegli e in fase di comportamento. ...

Questo video illustrerà il montaggio di un array di microdrive leggero composto da 21 microdrive indipendenti regolabili mediante vite. Ogni microdrive controlla la posizione di registrazione di un singolo elettrodo. I microdrive sono montati su una base in plastica progettata al computer che li stabilizza rispetto al cranio dell'animale in movimento e raccoglie gli elettrodi in un pattern densamente compatto, in grado di passare attraverso una piccola craniotomia ed entrare nel cervello.La base supporta inoltre una scheda interfaccia per gli elettrodi, che consente di collegare e scollegare facilmente l'animale dagli strumenti di registrazione all'inizio e alla fine di un esperimento. Un cono di plastica fissato alla base protegge le micromotrici e gli elettrodi dagli agenti presenti nella gabbia del ratto. Ciao, sono Faia Postman del laboratorio di Matt Wilson presso l'Istituto PIKA per l'Apprendimento e la Memoria del Massachusetts Institute of Technology.Oggi vi mostreremo un protocollo per la fabbricazione di una di quelle matrici micro dive. Nel nostro laboratorio, utilizziamo queste matrici micro dive per registrare l'attività di una vasta popolazione di neuroni nel cervello di ratti, ad esempio dalla corteccia o dall'ippocampo. Prima di tutto, vi mostreremo come abbiamo progettato la nostra matrice micro dive.Quindi ci recheremo nel laboratorio, dove Steve e Stewart ci mostreranno come lavorare le materie prime e come assemblarle in un dispositivo completamente funzionale. Cominciamo subito. La base in plastica è progettata utilizzando un software di progettazione assistita da computer ed è realizzata mediante un processo di stampa 3D economico.Modelliamo anche tutti gli altri componenti dell'array del microdrive. Ciò ci consente di controllare con precisione le dimensioni e il peso del microdrive finito. Nella parte superiore della base in plastica sono presenti due anelli di fori che accoglieranno i singoli microdrive.Il modello 3D viene inviato a un centro di servizio che realizza il progetto utilizzando resina indurente al laser mediante stereolitografia. Ciò richiede solo pochi giorni e il pezzo risultante è leggero e riutilizzabile. Una volta ricevuto il pezzo dal centro di servizio, dobbiamo prepararlo per l'uso.Andiamo ora al laboratorio. Il processo di stampa 3D non consente di produrre fori piccoli in modo affidabile, quindi specifichiamo fori di diametro ridotto nei nostri modelli. Successivamente, si procede a forare e a filettare i fori alle dimensioni richieste nel laboratorio.Per preparare la base di plastica, si utilizzano tre punte di trapano di dimensioni diverse: una punta numero 61, una punta numero 65 e una punta da 1,55 millimetri nell'anello esterno della base. Utilizzare un trapano manuale con una punta numero 61 a velocità molto basse per preparare i fori guida dove successivamente verranno inserite le viti del microdrive. Successivamente, preparare i fori per i tubi di supporto del microdrive che entrano nella base, allargando questi fori con una punta numero 65.Utilizzando la punta più grande da 1,55 millimetri, eseguire la foratura dei fori che serviranno ad attaccare la base alla scheda dell'interfaccia degli elettrodi e al cono protettivo. Per garantire un movimento regolare nel microdrive, inserire un manicotto in acciaio inossidabile nell'anello interno dei fori. Ogni manicotto deve essere inserito a pressione con una pinza fino a quando risulti perfettamente a filo con la parte superiore della base.Ora è necessario filettare i fori pilota per le viti. Utilizzare una pinza morsetto per tenere lo scarpello e applicare un lubrificante secco prima della filettatura. Allineare lo scarpello assicurandosi che sia parallelo a un tubo da 23 gauge inserito temporaneamente nel manicotto adiacente.I fori che alloggiano la scheda di interfaccia e il cono protettivo devono essere filettati. Filettare manualmente questi fori nello stesso modo. La progettazione in plastica presenta un avviatore di filettatura per ciascun foro guida della vite, per garantire che i filetti iniziali non vengano danneggiati durante il processo di filettatura.Dopo che tutti i fori pilota sono stati filettati, questi avviatori del maschio possono essere facilmente rimossi con una lametta. Le elettrodi sono indirizzati verso un singolo sito nella parte inferiore del dispositivo da un certo numero di tubi guida elettrici.Per prima cosa, è necessario realizzare la cannula di raccolta che dovrà contenere tutti i tubi guida elettrici. La cannula di raccolta è costituita da un pezzo lungo 1,5 centimetri di tubo in acciaio inossidabile. La cannula di raccolta verrà fissata con cemento dentale.Per migliorare l'adesione, scalfire attentamente il tubo utilizzando una mola Dremel, quindi inserire questa cannula nella parte inferiore della base di plastica. Posizionarla in modo che rimangano fuori dall'array del microdrive cinque o sette millimetri della cannula. Per facilitare l'implantazione chirurgica, fissare la cannula raccoglitrice alla base inferiore della base di plastica.Con l'acrilico dentale, lasciarlo polimerizzare per almeno 15 minuti. Preparare ora i tubicini guida tagliando 21 pezzi di poliammide con una lametta. Iniziare questo passaggio inserendo tutti e 21 i tubicini guida nella cannula raccoglitrice situata nella parte inferiore della base del drive.Questo garantirà che i tubi siano tutti paralleli tra loro. Se i tubi nel fascio sono troppo lenti o troppo stretti, è possibile iniziare con un numero minore di tubi o aggiungere tubi aggiuntivi secondo necessità. Ora, rimuovere ogni tubo guida uno alla volta e inserirlo in una delle maniche nella parte superiore dell'unità di trascinamento.Fare passare il tubo attraverso l'apertura lasciata libera nel fascio di tubi. Controllare i tubi guida per verificare la presenza di pieghe o curve strette e sostituirli se necessario. Regolare la posizione di ciascun tubo guida in modo che sporga di uno o due millimetri rispetto alla sommità della guaina.Ora aggiungere una piccola goccia di colla sano acro lake sottile alla base della cannula di raccolta. Fare molta attenzione a non far penetrare la colla nei tubi guida. Successivamente, utilizzare una lametta nuova per tagliare il fascio di tubicini in eccesso alla base della cannula di raccolta.Verificare al microscopio stereoscopico che i tubi siano tagliati in modo preciso e siano a filo con la cannula. Ogni elettrodo viene avanzato tramite un microdrive indipendente, pertanto dobbiamo realizzare 21 microdrive e quindi inserirli nella base di plastica. Ciascun microdrive è composto da una vite personalizzata e da un tubo di supporto cavo, che sono fissati l'uno all'altro.Con l'acrilico dentale, l'elettrodo passerà attraverso il tubo di supporto. La vite presenta una parte non filettata con un piccolo risalto che viene incorporato nell'acrilico dentale e permette alla vite di ruotare liberamente in questo modo. Ruotando la vite nella base di plastica, si fa avanzare o ritrarre l'elettrodo.La testa della vite ha la forma di un semicilindro. Prima di poter realizzare i microdispositivi, dobbiamo costruire un cacciavite per ruotare le nostre viti personalizzate. Il nostro cacciavite provvisorio viene realizzato prendendo una vite personalizzata e limando completamente il bordo che circonda la testa a semicilindro.Inserire la testa della vite all'esterno di un tubo lungo cinque centimetri e di calibro 15 fino a quando non sia completamente incapsulata. Ora, schiacciare il tubo attorno alle filettature della vite, fissandola saldamente all'interno del tubo e impedendole di ruotare. Fissare una pinza miniatura per agire da manico ed ecco pronto un cacciavite.Il microdrive viene realizzato modellando acrilico dentale intorno alla vite e al tubo di supporto. Gli stampi che utilizziamo sono in plastica stampata in 3D, proprio come la base di plastica, e presentano dei fori nella parte inferiore che mantengono allineati la vite e il perno di supporto mentre versiamo l'acrilico nello stampo. Per prima cosa, dobbiamo preparare lo stampo: pulire il foro del tubo di supporto utilizzando un ago da 23 gauge, pulire il foro della vite e creare filettature utilizzando un maschio filettatore.Questa è la stessa procedura che abbiamo appena utilizzato sulla base di plastica. Ora lo stampo è pronto per essere utilizzato nella fabbricazione di microdrive. Rivestire lo stampo con un lubrificante a base di teflon per impedire che l'acrilico dentale aderisca allo stampo.Carteggiare i due-tre millimetri superiori di un supporto in acciaio inossidibile lungo 14 millimetri e di calibro 23 con una mola in modo che possa essere saldamente fissato in profondità nell'acrilico. Inserire il supporto nel foro più piccolo dello stampo in modo che la parte superiore del supporto si trovi al di sopra della parte superiore del pozzetto. Applicare un sottile strato di lubrificante a base di Teflon su una vite e inserirla nel foro filettato fino a quando i filetti si trovino appena al di sotto del fondo del pozzetto.Ora mescolare un po' di acrilico dentale e versarlo nello stampo. Assicurarsi che penetri in tutti gli anfratti. Un ago può aiutare a rimuovere le bolle d'aria una volta che l'acrilico si è indurito.È possibile rimuovere il microdrive svitando la vite. Eseguire un controllo rigoroso della qualità. L'acrilico non deve presentare crepe o bolle.Il perno e le viti devono essere paralleli e non devono poter scorrere lateralmente. Le viti devono ruotare in modo uniforme, senza gioco; tutti i microdischi difettosi devono essere smontati e le parti riutilizzate. Ripetere questo processo fino a ottenere 21 microdischi funzionanti.Se lo stampo presenta più pozzetti, è possibile realizzare le micropompe e i lotti contemporaneamente per risparmiare tempo. Allineare con attenzione ciascuna micropompa con una coppia di fori nella base di plastica. Inserire il tubo di supporto della micropompa sopra il tubo guida in polimero e all'interno della guaina metallica, utilizzando il cacciavite per avanzare la vite della micropompa.Questo passaggio può essere delicato. Tenere d'occhio il centro della base per assicurarsi che il tubo guida non si incastrì in una piega mentre il microdrive viene abbassato. Una volta che tutti i microdrive sono al loro posto e completamente abbassati, una piccola quantità di acrilico viene depositata al centro del drive per fissare il mazzo di tubi guida in posizione.Lasciare polimerizzare l'acrilico per 15 minuti. Una volta che l'acrilico è asciutto, ritrarre ciascun microdrive di circa tre millimetri, creare uno schema della vista dall'alto dei microdrive e assegnare a ciascun microdrive un nome o un numero univoco. Ora, osservando al microscopio stereoscopico, capovolgere il microdrive e scattare una fotografia della parte inferiore della cannula raccoglitrice e dei tubi guida.Stampare una copia dell'immagine che potrà essere utilizzata come riferimento nei passaggi successivi. Successivamente, con l'unità di avanzamento rivolta verso il basso, inserire un tubo guida in poliammide stretto in ciascun tubo guida fino a farlo uscire dalla parte superiore di un microdrive. Indicare sulla fotografia a quale tubo guida corrisponde ciascun microdrive.Il tubo portante in seguito proteggerà e sosterrà i delicati fili dell'elettrodo. Esso passa attraverso la micromotrice. Estendere ciascun tubo portante fino a quando si trova un centimetro al di sopra della sommità del tubo di sostegno della micromotrice, quindi incollare il tubo portante al tubo di sostegno con colla epossidica a presa rapida (cinque minuti) o con colla acrilica spessa Sano Acro Lake.Siate molto attenti in questo passaggio. Se la colla cola lungo l'interno del tubo di supporto, può incollare il tubo di supporto al tubo guida fisso, rovinando quel microdrive. Questa è la ragione per cui solleviamo i microdrive prima di inserire i tubi portanti.Dopo aver incollato tutti i tubi portanti al loro posto, abbassare completamente i microdrive e recidere tutti i tubi portanti in modo uniforme al livello inferiore del drive utilizzando una lama di rasoio nuova. Successivamente, tagliare i tubi portanti da uno a due millimetri sopra la parte superiore del microdrive usando forbici affilate. Infine, posizionare la scheda di interfaccia degli elettrodi sulla base del drive e fissarla con due viti.A questo punto, l'array di drive è pronto per essere caricato con gli elettrodi e i nostri esperimenti. Utilizziamo tipicamente elettrodi a microwire a quattro canali chiamati tetroidi, ma può essere usato qualsiasi tipo di elettrodo. La fabbricazione dei tetroidi, il modo in cui vanno inseriti nei microdrive e la preparazione dell'array di drive per l'implantazione chirurgica sono trattate in altri video di JoVE.Questo protocollo può essere seguito così com'è o modificato in base alle proprie esigenze. Ad esempio, alcuni ricercatori potrebbero aver bisogno di viti più lunghe per registrare da strutture cerebrali più profonde. Altri potrebbero voler progettare un dispositivo in grado di bersagliare più di una localizzazione cerebrale.Il design può anche essere miniaturizzato per l'uso in animali più piccoli come i topi, con modifiche leggermente più complesse; in tal caso possono essere utilizzati microdrive motorizzati, che consentono la regolazione a distanza delle posizioni degli elettrodi. Abbiamo appena mostrato come progettare e realizzare un array di microdrive che può essere impiantato sulla testa di un ratto e che permette di registrare da ampie popolazioni di neuroni mentre l'animale si muove effettivamente. Durante questa procedura, è importante ricordare di filettare con attenzione i fori nella base di plastica in modo che le viti del microdrive non slittino.Eseguire un controllo rigoroso della qualità dei microdispositivi realizzati. Assicurarsi che la vite e il tubo di supporto siano paralleli e che la vite ruoti agevolmente senza giochi. Prestare attenzione durante l'uso di colla o acrilico dentale per non ostruire accidentalmente nessuno dei tubi.Infine, ricordate che per completare l'array MyDrive e prima di eseguire l'intervento chirurgico, dovrete fabbricare i tetri e la bassa dose all'interno del drive. Questo argomento è trattato in un altro articolo video di JoVE. Ecco tutto.Grazie per aver guardato e buona fortuna con i vostri esperimenti.

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In questo protocollo dimostriamo come fabbricare e tetrodi condizione per l'utilizzo con un micro-drive array, che è stato progettato per registrazioni elettrofisiologiche cronica nei ratti. Inoltre, illustrare le fasi finali della costruzione di micro-drive array, che include l'installazione di cavi di terra e un cono protettivo.

Micro-drive array per la cronica In vivo</emRegistrazione>: tetrodo Assemblea

L', fabbricazione progettazione e montaggio di un ultraleggero motorizzato microdrive è descritto. Il dispositivo offre una soluzione economica e facile da usare per le registrazioni croniche di singole unità in piccoli animali che si comportano.

Progettazione e assemblaggio di un ultraleggero motorizzato per Microdrive croniche Recordings neurali in animali di piccola taglia

Il video mostra la registrazione elettrofisiologica simultanea da più regioni cerebrali in un ratto utilizzando un array di micro-drive integrativo. Gli elettrodi di registrazione sono posizionati nel bulbo olfattivo, gli elettrodi di riferimento nella corteccia frontale e gli elettrodi array di micro-drive nell'ippocampo. Il ratto può foraggiare liberamente e la registrazione simultanea da tutti gli elettrodi impiantati viene registrata utilizzando l'array.

Un metodo di array di micro-drive per la registrazione elettrofisiologica da più regioni cerebrali

La progettazione e l'assemblaggio di microdrive per registrazioni elettrofisiologiche in vivo di segnali cerebrali dal mouse è descritto. Allegando fasci microelettrodi a vettori guidabili robuste, queste tecniche consentono registrazioni neuronali a lungo termine e stabile. Il design leggero permette illimitato prestazioni comportamentali da parte dell'animale dopo l'impianto in auto.

Costruzione di matrici Microdrive per cronici Recordings neurali in topi Comportarsi Awake

Comprendere i substrati neurali del comportamento richiede la registrazione di un ensemble di circuiti cerebrali. A causa della sua trattabilità genetica, il topo offre un modello per la dissezione del circuito e il mimetismo della malattia. Qui, viene descritto un metodo di progettazione e fabbricazione di sonde miniaturizzate adatto per mirare alla struttura cerebrale profonda del topo.

Progettazione e fabbricazione di Ultralight Peso, regolabili sonde multi-elettrodo per elettrofisiologiche Registrazioni nei topi

Di seguito è descritto un metodo per l'impianto di più array di elettrodi polimerici attraverso regioni cerebrali anatomicamente distanti per la registrazione elettrofisiologica cronica in ratti liberamente in movimento. La preparazione e l'impianto chirurgico sono descritti in dettaglio, con particolare attenzione ai principi di progettazione per guidare l'adattamento di questi metodi per l'uso in altre specie.

Impianto cronico di più array di elettrodi polimerici flessibili

Questo protocollo descrive la costruzione di un array ibrido di microdrive che consente l'impianto di nove tetrodi regolabili in modo indipendente e una sonda opto-silicone regolabile in due regioni cerebrali in topi in movimento libero. Di dimostrato è anche un metodo per recuperare e riutilizzare in modo sicuro la sonda opto-silicone per molteplici scopi.

Sistema microdrive ibrido con sonda Opto-Silicon recuperabile e tetrode per la registrazione ad alta densità a doppio sito in mouse in movimento libero

Descriviamo qui un metodo per fabbricare array di microelettrodi Ti3C2 MXene e utilizzarli per la registrazione neurale in vivo.

Fabbricazione di array di microelettrodi Ti3C2 MXene per la registrazione neurale In Vivo

Questo protocollo descrive una procedura per la costruzione di array di microelettrodi in fibra di carbonio per registrazioni elettrofisiologiche croniche e acute in vivo nel topo (Mus musculus) e nel furetto (Mustela putorius furo ) da più regioni del cervello. Ogni passaggio, dopo l'acquisto di fibre di carbonio grezze per l'impianto di array di microelettrodi, è descritto in dettaglio, con particolare attenzione alla costruzione di array di microelettrodi.

Costruzione e implementazione di array di microelettrodi in fibra di carbonio per registrazioni in vivo croniche e acute

Qui, descriviamo un progetto di micro-drive, una procedura di impianto chirurgico e una strategia di recupero post-operatorio che consentono registrazioni croniche sul campo e singole unità da più regioni del cervello contemporaneamente in topi giovani e adolescenti attraverso una finestra di sviluppo critica dal giorno postnatale 20 (p20) al giorno postnatale 60 (p60) e oltre.

Un impianto di azionamento leggero per registrazioni croniche di tetrodi in topi giovani

Qui presentiamo un sistema di impianto di sonde leggero ed economico per l'elettrofisiologia cronica nei roditori, ottimizzato per la facilità d'uso, il recupero della sonda, la versatilità sperimentale e la compatibilità con il comportamento.

L'impianto DREAM: un sistema implantare leggero, modulare ed economico per l'elettrofisiologia cronica in topi con testa fissa e a comportamento libero

Impara a fabbricare un array micro-drive leggero con 21 micro-drive regolabili per registrazioni elettrofisiologiche croniche nel ratto. Questo metodo consente posizionamento preciso degli elettrodi durante il movimento animale.

Micro-drive array per la cronica In vivo: Drive Fabrication

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