Un metodo per la sistematica elettrochimici ed elettrofisiologiche di valutazione dei neurali registrazione elettrodi

L'obiettivo generale di questa procedura è determinare in modo affidabile l'elettrodo migliore per la registrazione neurale acuta. Ciò si ottiene modificando prima gli elettrodi nudi, in questo caso attraverso la deposizione di polimeri conduttori organici. Il secondo passo consiste nel testare le proprietà in vitro dei rivestimenti.

Successivamente, gli elettrodi vengono inseriti in un modello animale di ratto per la registrazione neurale acuta. Il passaggio finale consiste nel ritestare gli elettrodi in vitro per determinarne la biostabilità. In definitiva, un confronto di diversi elettrodi mediante una serie di tecniche analitiche, tra cui l'elettrofisiologia e l'elettrochimica, viene utilizzato per determinare le proprietà chimiche e fisiche chiave degli impianti neurali.

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nello sviluppo di nuove interfacce cervello-macchina, come ad esempio quali proprietà chiave degli elettrodi possono migliorare il rapporto tra rumore del segnale e l'inq rispetto alla biostabilità. Sime e Morgan mi assisteranno in questa procedura. Inizia questa procedura anestetizzando un ratto mediante iniezione IP di uretano.

Garantire l'inizio dell'anestesia testando un riflesso di astinenza del pizzicamento delle dita dei piedi. Se l'anestesia non è sufficiente, devono essere somministrate dosi supplementari di uretano. Quindi, rasa la testa del topo.

Posizionarlo in posizione prona su una piastra omeotemica. Inserire quindi una sonda rettale per mantenere la placca omeoremica a 37,5 gradi Celsius. Successivamente, posizionare una barra auricolare nella posizione finale approssimativamente prevista all'interno del telaio stereotassico e regolare l'animale in modo da posizionare la barra auricolare nell'acustica acustica esterna.

Quindi allineare la seconda barra auricolare e posizionarla nella mitoscopia acustica esterna controlaterale. Successivamente, posizionare l'animale in modo da allineare le barre auricolari con il supporto dei denti. Apri la mascella dell'animale con un paio di pinze per denti di ratto.

Agganciare gli incisivi superiori al supporto del dente e bloccare il naso in posizione. Quindi praticare un'incisione nella pelle della testa a circa un millimetro a destra della linea mediana e da 10 millimetri rostrale a 10 millimetri. Coddle di Lambda ritrarre la pelle e il muscolo lateralmente dall'incisione.

Per esporre le ossa parietali e interparietali, strofinare la superficie dell'osso esposto con una soluzione di perossido di idrogeno al 20% e una garza al microscopio. Praticare un foro di circa tre millimetri quadrati nell'osso interparietale il più vicino possibile a Lambda e alla linea mediana. Sciacquare il foro con soluzione fisiologica sterile per rimuovere osso, polvere o frammenti che potrebbero danneggiare l'elettrodo.

Dopodiché, seziona sotto la collottola con le forbici smussate e smussate. Per creare una cavità, avvolgere un filo d'argento, cloruro d'argento con un batuffolo di cotone e saturarlo con soluzione salina. Quindi inserire l'elettrodo di riferimento nella cavità.

Successivamente, praticare un'incisione nella dura madre sul piano sagittale. Usando la punta di un ago, collegare l'array di elettrodi al manipolatore di elettrodi. Quindi regolare la sua posizione sopra l'apertura con un angolo di coccola Ros di 19 gradi.

Inserire manualmente l'elettrodo di circa due millimetri nel cervello verso il colon inferiore. Quindi collegare l'altoparlante alla barra auricolare cava sinistra. Assicurarsi che il amplifier è acceso.

Successivamente, chiudere lo sportello della camera di registrazione. Ora eroga raffiche di rumore bianco. La velocità massima con cui devono essere erogate le raffiche è di una raffica ogni 200 millisecondi.

Allo stesso tempo, monitorare l'attività su ciascun elettrodo utilizzando il microazionamento motorizzato. Inserire lentamente l'array di elettrodi fino a quando non viene registrata un'attività acustica sui tre elettrodi più distali su ciascun gambo. Quindi eseguire il protocollo di stimolazione acustica utilizzando 300 ripetizioni di esplosioni di rumore bianco da 50 millisecondi con una frequenza di ripetizione di un secondo a 70 decibel e registrare l'attività multi-unità su ciascun elettrodo a una frequenza di campionamento di 24,4 kilohertz.

Inserire lentamente l'array di elettrodi per altri 200 micron nel collicolo inferiore per posizionare ciascun elettrodo all'incirca nella stessa posizione dell'elettrodo più distale dalla posizione di registrazione iniziale. Quindi ripetere il protocollo di stimolazione acustica e registrazione neurale. Continuare a inserire l'array di elettrodi in incrementi di cento micron ed eseguire la stimolazione acustica e il protocollo di registrazione neurale fino a quando tutti gli elettrodi non hanno registrato l'attività acustica da almeno tre posizioni.

Successivamente, ritrarre l'array di elettrodi a passi di 200 micron e continuare a eseguire la stimolazione acustica e il protocollo di registrazione neurale fino a raggiungere la posizione iniziale dell'array di elettrodi. Quindi ritrarre con cautela manualmente l'array di elettrodi. In questa procedura, sciacquare delicatamente l'array di elettrodi con acqua distillata per rimuovere eventuali contaminazioni.

Quindi collegare l'array di elettrodi a uno statista di potenziale. Posizionare con cautela l'array di elettrodi nella soluzione di test e bloccarlo in posizione. Quindi, collegare il contatore e gli elettrodi di riferimento alla statistica potenziale utilizzando la statistica potenziale.

Eseguire la spettroscopia di impedenza elettrochimica sequenziale e la telemetria vol ciclica su tutti gli elettrodi. Tra un test e l'altro viene utilizzato un tempo di silenzio di un secondo. Tutti i 32 elettrodi sono a contatto con la soluzione per l'intera sessione di test di un'ora.

Successivamente, rimuovere l'array di elettrodi dalla soluzione di test e risciacquare delicatamente con acqua deionizzata. Immergere l'array di elettrodi in una soluzione detergente enzimatica per 24 ore. Quindi ripetere nuovamente le procedure prima di riporre la sonda in un contenitore protettivo asciutto per evitare danni e degrado della superficie dell'elettrodo.

Questa figura mostra l'istogramma del tempo di peristimolo misurato a ciascun elettrodo in media su 300 ripetizioni a 70 decibel, il rumore bianco a zero micron e le profondità di inserimento di 800 micron nel collicolo inferiore. Gli elettrodi rivestiti sono indicati da un asterisco e questa figura mostra i dati di flusso misurati su ciascun elettrodo con esplosioni di rumore bianco di 70 decibel a zero micron e profondità di inserimento di 800 micron nel collicolo inferiore. Gli elettrodi codificati sono indicati da un asterisco.

Il rapporto segnale/rumore durante l'inserimento e la retrazione dell'array di elettrodi nel collicolo inferiore è mostrato qui. 70 decibel. Il rumore bianco sull'elettrodo rappresentativo non rivestito è indicato dalla linea tratteggiata e l'elettrodo rivestito in polimero conduttore è indicato dalla linea continua mostrata qui sono diversi livelli di pressione sonora da 40 a 70 decibel su un polimero conduttore rivestito Seguendo questo protocollo.

Altri metodi, come la fotospettroscopia elettronica a raggi X e la spettrometria di massa, possono essere applicati per comprendere i diversi tipi di proteine che vengono assorbite sulla superficie di un elettrodo e il modo in cui i diversi materiali potrebbero influenzarle.