Name: アウェイク行動マウスにおける慢性神経録音のためにマイクロドライブアレイの構築 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: 学ぶマイクロドライブアレイの構築法。マウスを用いたアウェイク行動中の慢性神経録音に適し、長期にわたる高品質な神経信号の記録を可能にする。神経科学における行動課題中の神経活動研究に有用である。

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我々は彼の助けを借りて、このプロジェクトへの早期貢献をダニエルカルピに感謝します。また、アートワークやイメージを持つ彼女の援助のためにルクレシアノボアに感謝します。この作品は、NIH / NIAIDプログラム助成5P01AI073693-03によってサポートされていました。

<ol><li>Recce, M. L., O'Keefe, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tetrode%3A+a+new+technique+for+multi-unit+extracellular+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Soc.+Neurosci.+Abstr%22%5BJournal%5D)">The tetrode: a new technique for multi-unit extracellular recording.</a> Soc. Neurosci. Abstr. 15, 1250(1989).</li>
<li>O'Keefe, J., Recce, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3, 317-330 (1993).</li>
<li>Chen, G., Wang, L. P., Tsien, J. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+population-level+memory+traces+in+the+mouse+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Neural population-level memory traces in the mouse hippocampus.</a> PLoS ONE. 4 (12), e8256(2009).</li>
<li>Buzsáki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+origin+of+extracellular+fields+and+currents+--+EEG%2C+ECoG%2C+LFP%2C+and+spikes%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The origin of extracellular fields and currents -- EEG, ECoG, LFP, and spikes.</a> Nat. Rev. Neurosci. 13 (6), 407-420 (2012).</li>
<li>Tort, A. B., Kramer, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+cross-frequency+coupling+of+local+field+potential+oscillations+in+rat+striatum+and+hippocampus+during+performance+of+a+T-maze+task%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Dynamic cross-frequency coupling of local field potential oscillations in rat striatum and hippocampus during performance of a T-maze task.</a> Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 105 (51), 20517-20522 (2008).</li>
<li>Seidenbecher, T., Laxmi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amygdalar+and+hippocampal+theta+rhythm+synchronization+during+fear+memory+retrieval%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Amygdalar and hippocampal theta rhythm synchronization during fear memory retrieval.</a> Science. 301 (5634), 846-850 (2003).</li>
<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>
<li>Harris, K. D., Henze, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+tetrode+spike+separation+as+determined+by+simultaneous+intracellular+and+extracellular+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Accuracy of tetrode spike separation as determined by simultaneous intracellular and extracellular measurements.</a> J. Neurophysiol. 84 (1), 401-414 (2000).</li>
<li>Henze, D. A., Borhegyi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+features+predicted+by+extracellular+recordings+in+the+hippocampus+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Intracellular features predicted by extracellular recordings in the hippocampus in vivo.</a> J. Neurophysiol. 84 (1), 390-400 (2000).</li>
<li>Chang, E. H., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+correlates+of+object+recognition+in+the+dorsal+subiculum%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological correlates of object recognition in the dorsal subiculum.</a> Front. Behav. Neurosci. 6, 46(2012).</li>
<li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tetrodes+markedly+improve+the+reliability+and+yield+of+multiple+single-unit+isolation+from+multi-unit+recordings+in+cat+striate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex.</a> J. Neurosci. Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).</li>
<li>O'Keefe, J., Dostrovsky, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hippocampus+as+a+spatial+map.+Preliminary+evidence+from+unit+activity+in+the+freely-moving+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat.</a> Brain Res. 34 (1), 171-175 (1971).</li>
<li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).</li>
<li>Buzsáki, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuzs%C3%A1ki%2C+G+%22Rhythms+of+the+Brain%22">Rhythms of the Brain</a>. , Oxford University Press. Oxford, U.K. (2006).</li>
<li>McHugh, T. J., Blum, K. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+hippocampal+representation+of+space+in+CA1-specific+NMDAR1+knockout+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Impaired hippocampal representation of space in CA1-specific NMDAR1 knockout mice.</a> Cell. 87 (7), 1339-1349 (1996).</li>
<li>Resnik, E., McFarland, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+GluA1+deletion+on+the+hippocampal+population+code+for+position%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The effects of GluA1 deletion on the hippocampal population code for position.</a> J. Neurosci. 32 (26), 8952-8968 (2012).</li>
<li>Cacucci, F., Yi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Place+cell+firing+correlates+with+memory+deficits+and+amyloid+plaque+burden+in+Tg2576+Alzheimer+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Place cell firing correlates with memory deficits and amyloid plaque burden in Tg2576 Alzheimer mouse model.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (22), 7863-7868 (2008).</li>
<li>Sigurdsson, T., Stark, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impaired+hippocampal-prefrontal+synchrony+in+a+genetic+mouse+model+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Impaired hippocampal-prefrontal synchrony in a genetic mouse model of schizophrenia.</a> Nature. 464 (7289), 763-767 (2010).</li>
<li>Engel, A. K., Moll, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+recordings+from+the+human+brain%3A+clinical+insights+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Invasive recordings from the human brain: clinical insights and beyond.</a> Nat. Rev. Neurosci. 6 (1), 35-47 (2005).</li>
<li>Cash, S. S., Halgren, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+K-complex+represents+an+isolated+cortical+down-state%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The human K-complex represents an isolated cortical down-state.</a> Science. 324 (5930), 1084-1087 (2009).</li>
</ol>

著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

我々は、細胞外部およびマウスの電界電位の活動を記録するための軽量·コンパクトマイクロドライブを構築するための一連の技術が記載されている。アクリルガラス（メチルメタクリレート）から作ら塩基を使用してカスタムマイクロドライブを構築することにより、コアシステムを容易に複数のドライブおよび神経領域の広い配列を標的化するために適合させることができる。我々は成功した複数の脳のターゲットからの録音のため、マウスでのレコーディングのために大きなアレイを使用してシステムを変更しました。さらなる変形例では、モータ式駆動要素は、リモートを可能にするために組み込むことができ、潜在的により正確な、電極配置7。 我々は、これらの記録装置は、単一のマイクロワイヤーあるいはtetrodesなどのワイヤ束、のどちらかを利用の研究者の柔軟性を与えることを強調したいと思います。大径シングルマイクロワイヤーは、より堅牢で脳組織内LFPsのの記録のために適しています。 WHIルのtetrodesもLFPsの記録に使用することができ、それらは単一のユニットの作用の単離電位8,11の...

インビボで細胞外神経信号を記録するための微小技術の使用は、神経1,2に長いと評価された伝統がある。自由に動物を行動で多くの脳領域からの電気的活動を記録する機能は、しかし、神経信号の集録、解析、差別するためのソフトウェアパッケージは3より洗練された、ユーザーフレンドリーになるとますます一般的になりつつある最近の技術であり、 4。ソフトウェア側の技術の進歩はまた、マウスなどの小型哺乳類で記録するために十分にスケールダウンされた植込み型デバイスの重量とバルクの減少を伴ってきた。軽量（主にプラスチック）成分を使用することによって、研究者は5-7脳領域の様々を対象とする電極やtetrodesの独立した位置決めを可能にするマイクロドライブを構築することができる。などであっても深部脳構造、扁桃体6と線条体5は 、日常的に適切に長いドライブねじの選択を対象とすることができます。これらの記録技術は、9研究者は、高忠実度の神経信号を取得できるように、単一のニューロンの電気的活動に登録されている細胞内に8を記録した。移植後10まで2ヶ月のためにマイクロドライブのこれらのタイプを使用して、我々は成功したマウスからのシングルユニットを記録している。また、デバイス（約1.5〜2.0グラム）の軽量な性質は、多くの行動のタスクにおける非移植したマウスに匹敵する行動のパフォーマンスをもたらしました。特に、移植したマウスは、新規な物体認識タスク10とオブジェクトの場所のタスク（未発表データ）の通常性能を示すことを実証した。 複数tetrodesに結合されたマイクロドライブの使用は、研究者がネットワークレベルで神経活動を監視し、分析することができまた、脳内の複数の単一のユニットから記録中。これらtetrodesと録音はユニット識別目的のためのいくつかの主要な利点を有しており、高精度の取得と複数のシングルユニット11の識別を可能にします。私たちは、製造と金プレート四極管バンドル、その後駆動可能電極キャリアにロードする方法について説明します。我々は説明しドライブキャリアのいずれかのタイプが市販されており、他の資源のかなりの投資をすることなく、複数のキャリアおよび4極配置を収容することができ、単純で容易に拡張可能な、ドライブ設計である。

<table><tbody><tr><td>0.0005" (12.5 &mu;M)直径プラチナイリジウムワイヤー</td><td>カリフォルニアファイン</td><td>ワイヤーCFW#100-167</td><td>HML VG絶縁<a href="http://www.calfinewire.com" target="_blank">www.calfinewire.com</a></td></tr><tr><td>0.002"(50 &mu;M)直径Stableohm 675ワイヤー</td><td>カリフォルニアファイン</td><td>ワイヤーCFW#100-188</td><td>HML絶縁Ni-Cr</td></tr><tr><td>ポリアミドチューブ</td><td>Polymicro</td>テクノロジー <td>1068150020</td><td>99ミクロン内径、166ミクロンO.D.<a href="http://www.polymicro.com" target="_blank">www.polymicro.com</a</td></tr><tr><td>>brass</td>は<td>、ワールドプラスチック株式会社</td><td></td><td>3.3 x 6.6ミリメートル</td></tr><tr><td>デルリンブロック</td><td>ワールドをガイドしますプラスチック株式会社</td><td></td><td>3.13 x 2.5 mm</td></tr><tr><td>フィリスターヘッド真鍮ネジ</td><td>J.I. Morris Co.</td><td>00-90 x 1/2</td><td>ドライブ ネジ <a href="http://www.jimorrisco.com" target="_blank" >www.jimorrisco.com</a</td></tr><tr><td>>hex brass nuts</td><td>J.I. Morris Co.</td><td>00-90</td><td></td></tr><tr><td>フィリスターヘッド真鍮ネジ</td><td>J.I.モリス</td><td>000-120 x 3/32</td><td>EIBマウントと接地ネジ</td></tr><tr><td>プレキシガラスアクリル</td><td>Canal Street Plastics</td><td></td><td>厚さ5mm、透明、<a href="http://www.cpcnyc.com" target="_blank"> www.cpcnyc.com</a</td></tr><tr><td>>シアノアクリレート</td><td>Krazy</td><td></td>接着剤<td>2 gチューブ</td></tr><tr><td>電子インターフェースボード</td><td>Neuralynx</td><td>EIB-18</td><td><a href="http://www.neuralynx.com" target="_blank">www.neuralynx.com</a></td></tr><tr><td>非シアン化物金溶液</td><td>SIFCO</td><td>SIFCO 5355</td><td><a href="http://www.sifcoasc.com" target="_blank">www.sifcoasc.com</a</td></tr><tr><td>>VersaDrive 4</td><td>ニューラリンクス</td><td></td><td>4四極管モデル</td></tr><tr><td>四極管組立ステーション</td><td>ニューラリリンクス</td><td></td><td></td></tr><tr><td>電動四極管スピナー</td><td>Neuralynx</td><td>四極管スピナー 2.0</td><td></td></tr><tr><td>VersaDrive ジグ</td><td>Neuralynx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>はんだごて</td><td>ラジオシャック</td><td>64-2802B</td><td><a href="http://www.radioshack.com" target="_blank">www.radioshack.com</a</td></tr><tr><td>>nanoZ</td><td>Neuralynx</td><td></td><td></td></tr><tr><td>スモールビットドリル/ドライバー</td><td>ラム製品</td> フットペダルコントローラー付き<td>ラムパワー35</td><td>、<a href="http://www.ramprodinc.com" target="_blank">www.ramprodinc.com</a></td></tr><tr><td>drill bits</td><td>Small Parts, Inc.</td><td></td><td>3/32" ビット、<a href="http://www.smallpartsinc.com" target="_blank">www.smallpartsinc.com</a></td></tr><tr><td>解剖顕微鏡</td><td>オリンパス</td><td>SZ-60</td><td><a href="http://www.olympusamerica.com" target="_blank">www.olympusamerica.com</a></td></tr><tr><td>ヒートガン</td><td>Alphawire</td><td>Fit ガン 3</td><td>設定「1」のみを使用してください、<a href="http://www.alphawire.com" target="_blank">www.alphawire.com</a></td></tr><tr><td>26 AWG銅線</td> アース線用<td>Arcor Electronics</td><td>F26</td><td>、<a href="http://www.arcorelectronics.com" target="_blank"> www.arcorelectronics.com</a></td></tr><tr><td>soldering flux</td><td>Eagle</td><td>2 oz、#205</td><td></td></tr><tr><td>0.02" 直径はんだ</td><td>Kester</td><td>24-6337-0010</td><td><a href="http://www.kester.com" target="_blank"> www.kester.com</a></td></tr><tr><td>benchtop 万力</td><td>真空バイス</td><td>モデル 300</td><td></td></tr><tr><td>光ファイバー ライト</td><td>ニコン</td><td>MKII</td><td>デュアル ライト アーム、<a href="http://www.nikon.com" target="_blank"> www.nikon.com</a</td></tr><tr><td>>5-min エポキシ</td><td>連合軍電子機器</td><td></td><td>25 ml、<a href="http://www.alliedelec.com" target="_blank"> www.alliedelec.com</a></td></tr><tr><td>fine tweezers</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-4907、RS-5010</td><td>INOX材料、<a href="http://www.roboz.com" target="_blank"> www.roboz.com</a></td></tr><tr><td>micro解剖はさみ</td><td>Roboz Surgical Instrument Co.</td><td>RS-5880</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">表 1.四極管やマイクロドライブの構築に使用される材料と試薬.</td></tr></tbody></table>

アウェイク行動マウスにおける慢性神経録音のためにマイクロドライブアレイの構築

Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

動物実験関連の作業に従事しているように自由に行動する動物の脳から最先端の電気生理学的記録は、研究者が同時に、個々の細胞からニューロン活動電位の集団から局所電場電位を（LF​​Psの）を調べることができます。慢性的に注入されたマイクロドライブは、数週間の期間にわたって持続する脳の録音が可能になります。小型化されたドライブと軽量コンポーネントは、マウスなどの小型哺乳類で発生するために、これらの長期的な録音を可能にします。各ワイヤは、12.5ミクロンの直径を有する4つの電極をしっかりと編組束から成るtetrodesを使用することによって、それは同様に、例えば、大脳皮質、背側海馬、および海馬台などの表面的な脳の領域で生理活性ニューロンを単離することが可能であるこのような線条体と扁桃体などのより深い領域として。動物はバリエで攻撃されているようさらに、この手法は、安定した高忠実度の神経記録を保証する行動タスクのTY。本稿では、マウスの脳から記録するために最適化されているいくつかのテクニックを説明しています。最初KΩレンジにMΩから自分のインピーダンスを低減するために、それらのヒントを、私たちは、tetrodesを作製駆動可能チューブにそれらをロードする方法を示し、金プレート。第二に、我々は、安価な材料を使用することで垂直tetrodesを運ぶし、移動するためのカスタムマイクロドライブアセンブリを構築する方法を示しています。第三に、我々は独立して可動tetrodesを運ぶように設計された市販のマイクロドライブ（Neuralynx VersaDrive）を組み立てるための手順を示しています。最後に、我々は、マウスの背鉤状回で得られた局所電場電位と単体の信号の代表的な結果を提示する。これらの技術は、容易に電極アレイおよびマウスの脳における記録方式の異なるタイプに対応するように変更することができる。

<p class="jove_content"&gt;マイクロドライブを注入し、目的脳のターゲットに電極を下げた後、例えばNeuralynxリンクス-8などの増幅されたデータ収集システムは、神経信号を記録するために必要とされる。マウスの背側の鉤状回からの活動電位（しばしば呼ばれる &quot;スパイク&quot;）に示されている局所電場電位（LFPsの）と単一ユニットの代表的な神経録音<strong&gt;図2</strong&gt;。 LFP信号が3 kHzでサンプリングされ、バンドパス0.1〜500ヘルツ（間に濾過した<strong&gt;図2A</strong&gt;と<strong&gt; 2B</strong&gt;）。<strong&gt;図2A</strong&gt;不十分な接地信号と4連続サンプリングLFPチャネルを示しています。これらの信号は非常に騒々現れ、簡単に与えられた振幅範囲内で飽和します。<strong&gt;図2B</strong&gt;シータ範囲（4-12 Hz）の中ではっきりと見えるネットワーク振動で十分に接地LFP信号から4チャンネル、の例を示しています。 LFP信号はNeuroExplorer（バージョン4.0）データ解析ソフトウェアを使用して、 ...

マウスからの脳信号のin vivoでの電気生理学的記録のためのマイクロドライブの設計およびアセンブリが​​記載されている。頑丈な駆動可能キャリアに微小電極バンドルを取り付けることにより、これらの技術は、長期的かつ安定的な神経の録音を可能にします。軽量設計は、動物以下のドライブ注入による無制限の行動のパフォーマンスを可能にします。

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

この手順の全体的な目標は、マウスが実験チャンバー内を自由に動き回っている間、マウスの脳記録に使用できるマイクロドライブを構築することです。これは、最初に4つのマイクロ電極の束をテデに準備することによって達成されます。2番目のステップは、マイクロドライブのベースを構築し、ドライブコンポーネントを組み立てることです。次に、テトロをドライブに取り付け、金色のピンに接続します。最後のステップは、テトロの先端を金メッキしてインピーダンスを下げ、高い信号対ノイズ録音を確保することです。最終的に、慢性マイクロドライブアレイは、ニューロンの集団の神経活動を記録するために使用されるだけでなく、覚醒している行動動物の単一のニューロンの神経活動を記録するために使用されます。この技術の主な利点は、マウスや他の小型哺乳類の慢性的な脳記録に対して、かなり安価で光波の解決策を提供することです。この技術は、行動タスクの実行中にニューロンが情報をエンコードする方法など、神経科学の分野における主要な問題に対処できます。私たちはこの手法を背側海馬やuluのニューロンから記録するために定期的に採用していますが、扁桃体などのより深い構造を標的にするためにも使用しています。この方法の視覚的なデモンストレーションは、構造と組み立て部分を学ぶのが難しいため、また、テトロの製造を開始するために非常に小さくて繊細な部分を扱っているため、非常に重要です。海馬に直径12.5マイクロメートルの絶縁コアプラチナイリジウムワイヤーを30センチカットする場合は、ワイヤーを2回折りたたんで、長さ7.5センチメートルの4本の平行ワイヤーを形成します。次に、ドレープされたワイヤーの底近くにゴムコーティングされたクリップを取り付け、電動テトロスピナーに取り付けて、ワイヤーがぴんと張っているがぴんと張っているか、ベアリングの重量がこれが原因で破損しないことを確認します。紡績の過程で、時計回りに80回転させてテロを巻き、続いて反時計回りに20回転させて張力を解放します。ワイヤの長さあたりの最終的な回転数は、ミクロンあたり8回転である必要があります。次に、ヒートガンを摂氏400度に設定し、それを使用してワイヤーを溶かします。ヒートガンをワイヤーの長さに沿って5秒間上下に動かし、常にワイヤーから約2センチメートル離してください。ワイヤーのVGボンドコーティングをやさしく溶かすには、テロの上部をカットして4本の別々のワイヤーを形成し、下端をクリップから外します。完成したテロは、ドライブが完了するまでほこりのない保持ボックスに入れて保管します。まず、マイクロドライブのベースを構築するには、厚さ5mmの20mm四方のプレキシガラスアクリルをサンディングして、マウスが頭に埋め込まれた後、ドライブと一緒に自由に動くことができる形状にします。次に、3.3 x 6.3 mm の 2 つの真鍮ガイドを垂直にはんだ付けします。垂直の真鍮ガイドは駆動ネジと電極を保持し、水平部分はアクリルベースに接着されます。次に、フィラーヘッドの胸ネジをガイドの上部に通し、デルリンプラスチックブロックに通すことにより、ドライブ自体の組み立てを開始します。ナットがガイドの底にほぼ触れるまで、六角胸をネジに通さないでください。ただし、完全に締めないでください。代わりに、ナットとネジを接合するために少量のはんだを溶かします。ただし、ガイドに何もはんだ付けしないように注意してください。ネジを回転させると、デルリンブロックを糸に沿って時計回りと反時計回りに垂直に動かす必要があります。ドライブを組み立てたら、アクリルベースに戻り、電極ドライブが配置される幅3mmのスロットを切り取ります。次に、横長のブラガイドをスロットに通し、佐野ACRL接着剤を使用してピースをベースに固定します。次に、ベースの上に電子インターフェースボードを置き、1.5ミリメートルの先端ドリルを使用して2つのネジ穴の位置をマークするために、ベース上部のEIBを所定の位置に保持するネジのマークに慎重に穴を開けます。次に、2本の胸ネジを穴に通します。マイクロ解剖ハサミを使用して、長さ7mmのポリアミドチューブを4本カットします。折りたたんだ実験用テープに並べて並べ、sano ACRLを貼ってつなぎ合わせます。ジョイントチューブが完全に乾くまで十分な時間をかけてください。次に、少量のシアノアクリレートをデルリンの顔に注意深くたたきます。次に、4つのジョイントチューブを接着剤の上に置きます。繰り返しになりますが、ドライブを移動しようとする前に、接着剤が完全に固まるまで十分な時間を確保してください。ポリアミドチューブがしっかりと取り付けられていること、およびアセンブリ全体がガイドに触れたり抵抗に遭遇したりすることなくスムーズに動くことをテストします。次に、アース ネジを準備し、付属のテキスト プロトコルで説明されているようにアース線を EIB に接続します。最初にワイヤーをポリアミドチューブに通すことにより、テトロや単一電極をEIBに接続し、チューブの端から少なくとも2mm伸びるようにします。次に、シアノアクリレートを少量塗布し、ワイヤーをチューブに固定し、ワイヤーの動きを防ぎます。次に、テロまたは他のワイヤの緩い端を金ピンを使用してEIBチャネル穴に接続します。最後に、示されている細いはさみで余分なワイヤーを切り取ります。ここでは、さまざまな脳領域を対象とするように構築できる他のドライブ構成の例を示します。逆に始めるには、アセンブリを駆動します。ポリアミドチューブを10mmにカットし、テトロキャリアの最小の穴に通し、端から0.5mm伸びるまでガイドします。次に、ポリアミドチューブを所定の位置にエポキシ化し、他の3つのチューブとキャリアに対してこれらの手順を繰り返します。エポキシが完全に固まった後。各ポリアミドチューブをVersaドライブベースの4つの穴の1つに通します。次に、昆虫ピンを外側の穴に押し込みます。これにより、テトロキャリアが一列に並び、キャリアが移動するためのレールとして機能します。他の 3 つのキャリアについても、これを繰り返します。次に、キャップを取り、4つの昆虫ピンに並べて、キャップがベースを覆い、テロキャリアがキャップ内に存在するようにします。1 mm x 5 mm の小ネジをキャップの適切な穴に通し、テロキャリアに通します。他の3本のネジについてもこれを繰り返します。テトロキャリアが上部の位置になり、キャップ開口部からポリアミドチューブが見えるまで、すべてのネジを時計回りに回します。微細なマイクロ解剖ハサミを使用して、4本のポリアミドチューブがすべて同じ長さになるように、ベースのすぐ下にチューブをカットします。次に、解剖顕微鏡を使用して、テトロをポリアミドチューブに慎重に通し、少量のアノアテーで所定の位置に固定します。次に、テトロをカットして、チューブから2.0ミリメートルだけ伸びるようにします。テロ線を金のレセプタクルに接続する前。まず、アース線をキャップに接続します。次に、すべての緩いテロワイヤーをキャップのそれぞれのレセプタクル穴に通し、昆虫ピンの穴とベースに圧入を並べてキャップを取り付けます。最後に、キャップの上部から突き出たままの余分なワイヤーを切り取ります。まず、マイクロドライブネジを反時計回りに回して最も低い位置まで回します。次に、マイクロドライブをクランプにしっかりと取り付けて、電極の先端を金メッキ溶液に下げることができます。1つのデルリンタワーにCCO金溶液を充填し、もう一方のタワーに蒸留水を入れ、電極の先端を金溶液に下げます。次に、Nano Zプログラムを開き、DCエレクトロプレートをクリックします。インピーダンスに一致するモードを設定し、めっき電流をマイナス1.0マイクロアンペアに、ターゲットを1004ヘルツで350キロオームに設定します。次に、5 秒間隔で 5 回実行するように設定し、各実行の間に 2 秒の一時停止を空けます。プログラムが設定されたら、[自動プレート]をクリックすると、プログラムは最初に各チャネルのインピーダンスを読み取ります。次に、指定された電流をそのチャネルに印加し、インピーダンスを再テストし、目標インピーダンスまたはそれより低い値に達するまで必要に応じて電流を印加します。インピーダンスが100キロオームを下回った場合は、電流の極性を正の1.0マイクロアンペアに逆にして余分な金粒子を除去し、電気めっきを繰り返します 4本の12.5マイクロメートルワイヤの束の典型的な最終インピーダンス値は150〜325キロオームの範囲です。すべてのチャネルが許容インピーダンスレベルにメッキされたら、Nano Zプログラムを閉じてデバイスを切断します。次に、めっき溶液から電極を持ち上げ、先端を蒸留水デルリンタワーに下げて余分な金粒子を洗い流します マイクロドライブを使用してマウスからの局所電位を測定する代表的な神経記録。背側のウルがここに示されている。パートAに示されている4つのチャンネルは、接地が不十分な信号の例であり、その結果、値が飽和し、信号が非常にノイズが多くなります。ただし、パートBに示す4つのチャンネルは、4〜12ヘルツのシータ範囲ではっきりと見えるネットワーク振動を持つ、十分に接地された信号の良い例です。左側は、貧弱なTeroの録音の例です。4本の電極線は基本的に同一のスパイク波形を登録しているため、テロの各チャネルごとに1,000個以上のスパイク波形が重ね合わされました。このパターンは、テロ製造の絶縁融解ステップ中にワイヤが融合し、ワイヤの束が単一の記録電極として効果的に機能したためであると考えられます。右側は、4本のテデワイヤで振幅が異なると推定されるユニットからのスパイク波形が重ね合わされたことを示す優れたテトロ録音の例です。このタイプのスパイク記録パターンにより、その後のオフラインクラスタリングおよび分離中のユニットの識別を改善できます。このマイクロダイブを構築した後、移植手術に移る前に、各電極チャネルをテストし、それらが適切なインピーダンス範囲内にあることを確認することが重要です。このビデオを見た後、マウスに慢性的に移植するためのテロスおよび微小電極ドライブを快適に構築できるはずです。頑張ってドライブを作り、実験を楽しんでください。

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Research

JoVE Journal

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