Name: 低コストかつオープンソースのリソースの使用げっ歯類モデルにおける高密度脳波取得 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 39 s
Description: 学ぶ、マウスを用いた低コストかつ高密度の脳波記録法。慢性経頭蓋電極アレイの構築・植込み技術を習得し、神経ネットワークの大規模組織や感覚誘発応答の時空間特性を研究できます。

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この作業は、Foundation for Anesthesia Education and Research Mentored Research Training Grant (ARM)、National Institutes of Health助成金 GM107117 (MBK) と GM088156 (MBK)、そしてペンシルベニア大学ペレルマン医学部の麻酔科および救命救急部門によって支援されました。

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</ol>

著者らは開示するものは何もない。

低コストの構造と適切にマウスにおいて26チャネル、高密度EEGモンタージュを達成するために必要な外科的手順が記載されています。適切な硬膜外電極の接触は、このシステムで品質の脳波信号を取得する上で重要です。プロトコル・アドレス内の二つの手順この問題：脳の輪郭、およびヘッドピース注入前のアクリル強化に一致するようにトリミングピン。建設段階の間に短すぎるピンをカットしないことが重要です。ヘッドピースを注入する場合には、最終的なアクリル補強前にピン配置を確認することが不可欠です。適切な電極接触を確認する一つの方法は、インピーダンステストを介してです。表向きは、5〜10kΩののインピーダンスが適切な硬膜外の配置を示唆している。26 &#160; 電極インピーダンスの値は移植後少なくとも4ヶ月間、本5-10kΩの範囲内で安定しているようなインピーダンス測定は、ヘッドピース」耐久性を実証します。他の必須のステップでは、2×7 EEGレンガの2後部-最も行とEMG端子を整列させることを含みます。ずれるEMGおよびEEGピンがアダプタまたは曲がったアダプタのピンを接続することができないことになりますように、これは、アダプタ接続のために重要です。 この取得システムの主な利点は、様々な実験の必要性を最適化するために、電極アレイの形状を変更することの容易さです。最適特定の実験に適しているカスタマイズされた電極配置を容易に作成することができます。具体的な実験のためのカスタマイズは、潜在的に合わせた薬理学的、脳波、および行動研究のために向けられた薬物送達のためのカニューレで27ヘッドピース、アダプタをEEGを組み合わせることができ、および外科的手技が容易に上記のプロトコルに記載されている方法以下の研究の広い数に合わせました。この収集システムの第二の主な利点は、その低コストです。現時点では、この収集システムは、缶4匹またはより高い密度のグリッドで必要であれば、ラットから同時録画を可能にする、最大4別々のケーブル上のレコード128の入力チャンネル、。このような拡張は、余分なケーブルとアダプタが必要になります。 高密度EEGの取得にこのアプローチは、マウスにおける他の高密度脳波取得方法の欠点に対処します。この作業に記載されているシステムは、手近に単純な材料で構成され、実験中に自由な動きを可能にする、安価で安定しているオープンソースのハードウェアとソフトウェアを使用していますヶ月にわたって同じ動物で繰り返し測定を可能にし、なるようにマウスを必要としませんさ記録のために麻酔。このシステムの制限事項は、それだけで20グラム以上の重量を量る、以前よりも12週であるマウスではこれまでに確認されているということです。小さいまたは若いマウスは、ヘッドピースの移植の難しさを有することができます。この方法の第二の制限は、正確headp後の電極の深さを制御することができないことですIECE製作。正確に皮質表面に対して生前ネジの深さを知ることができませんので、この同じ制限は、従来のネジEEG電極に適用されます。このメソッドのトラブルシューティングは、典型的には、ノイズのない信号を得るためにつながれたときに正しくマウスからの干渉信号を遮断することを含みます。 高密度EEGアレイは、近代的なEEGの解釈で新たな正常であるEEGデータの複雑な時空間分析のために必須です。視覚誘発電位の空間的な分布が示されているが、このシステムを用いて取得されたデータは、電源イメージング技術および神経接続手段を用いて分析することができます。 図4に示すように、従来のスクリューコンタクトと比較して、これらの電極端子間の接触面積の60％〜70％の減少が、より正確な信号の局在化を可能にする。遺伝的に改変されたマウスにおける高密度分析的技術を用いて、以下の薬理学ogical介入、またはそのような発作障害などの内因性の病理を有する動物では、特定の皮質の振動を発生させるメカニズムを識別に役立つのERPとEPSのソースをローカライズし、大規模なネットワークの特性を明らかにすることができます。より良い並列人間システムでは、このアプローチは、ヒトにおける科学的、臨床的妥当性に齧歯類モデルで行われた発見の移行が容易を提供し、人間の神経生理学と神経病理学の小動物モデルを改善します。

ニューロンの活動は、巨視的（脳波）へのメゾスコピックする顕微鏡（個々の活動電位）から粒度（局所電場電位）の様々なレベルで細胞外に記録することができます。これらの脳波のトレースは、古典的行動、神経生理学的、または電気生理学的状態を特徴付けるために、周波数領域で分析されます。これは、単一の生体電位、4で行うことができますが、疎な密度のEEG記録は、神経活動の空間的なコンポーネントを解決することはできません。現代の脳波分析は、特定の心理状態や生理学的プロセスとその活動を相関させるために皮質活動の時空間分布の詳細な地図を生成するために複数の電極に依存している。分析のより一般的に使用されるカテゴリの5-7つを高密度EEGのモンタージュを必要としています電源イメージングとニューラルネットワーク接続の措置。8-11 。12月15日の脳波は、高時間分解能を有しているため、脳波の研究では、事象関連電位とEPSのリアルタイム評価を可能にするだけでなく、時間的に正確な事後解析。3,11 、12 脳波に見られる振動の相互作用と認知の状態と機能を関連付けると、ニューラルネットワーク接続のさまざまな施策の究極の目標です。多くの研究は、同期や覚醒、注意、およびアクションの特定の状態に関連付けられている異なる脳領域間の振動の位相ロックを示している。6,13,14,16-19 </sup&gt;脳の領域の中で、このような信号の関連を実証することは、ネットワーク接続の評価を可能にする高密度アレイを必要とします。 音源定位とネットワークは、ヒトでの研究が起源EEG信号の解析が、それらは、ヒトにおいてそうでなければ不可能な侵襲的技術を必要とするこれらのシグナルの神経基盤の調査は、必ずしも、動物モデルを伴います。げっ歯類モデルにおけるこれらの分析を複製するために、齧歯類の脳における高密度EEG信号を捕捉するための方法が必要とされています。他のグループは、マウスで使用するための高密度微小電極アレイを構築しているが、そのようなアプローチは、ナノ加工設備にアクセスすることなく研究に限ら利用可能である、長期間にわたって繰り返し実験のために十分に堅牢ではない、または麻酔の使用に限定されていますマウス。1-3,7慢性高密度を構築するための低コストの代替プロトコルを、経頭蓋電極ARRAyがここに示されています。 ここで説明する信号取得アプローチは、EEGに限定されるものではなく、筋電（EMG）信号を含むものです。 EMG信号の取得は、動作状態を定義するための補完的なアプローチであると睡眠研究のために特に有用であることができます。このアプローチは、高価な、超高密度頭蓋グリッド間の中間体を提供し、高度な分析手法には不十分である伝統的なネジ電極を有する可能な限られたリード数。ヘッドピースの設計が容易に構築し、高スループットの研究のための手頃な価格です。皮質振動発生のメカニズムを明らかにすることができます齧歯類モデル内の各種遺伝的または薬理学的整体技術と共にこの取得システムの利用、真の遺伝子型のERPとのEPの違い、音源定位、および大規模なネットワーク通信からの行動の相違。

<table><tbody><tr><td>32チャンネルRHD2132アンプヘッドステージ</td><td>Intan Technologies</td><td>C3314</td><td></td></tr><tr><td>Aquistion Board</td><td>Open Ephys</td><td>v2.2</td><td></td></tr><tr><td>100 Position Receptable Connector</td><td>Digi-Key</td><td>ED85100-ND</td><td>ヘッドピース</td></tr><tr><td>アセトン (1 L)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>179973-1L</td><td></td></tr><tr><td>カミソリブレード (100パック)</td><td>McMaster Carr</td><td>3962A4</td><td></td></tr><tr><td>ワイヤーカットプライヤー</td><td>MSC インダストリアル</td><td>321786</td><td></td></tr><tr><td>2 液型エポキシ</td><td>McMaster Carr</td><td>7605A18</td><td></td></tr><tr><td>PFA コーティング シルバー ワイヤー (25 フィート)</td> <td>AMシステム</td><td>787000</td><td>EMG ワイヤー</td></tr><tr><td>CircuitWriter ペン</td><td>MCM エレクトロニクス</td><td>200-175</td><td>電極チップ用シルバー アプリケーター</td></tr><tr><td>36 ポジション 2 列オス ナノミニチュア コネクタ</td><td>オムネティクス コネクタ株式会社</td><td>A79028-001</td><td>ヘッドピース - アンプアダプター</td></tr><tr><td>Conn ストリップヘッダー 2 x 50</td><td>Digi-Key</td><td>ED83100-ND</td><td>ヘッドピース - アンプアダプター</td></tr><tr><td>Clidox Base & Acitvator</td><td>Pharmacal</td><td>95120F & 96120F</td><td>滅菌剤</td></tr><tr><td>イソフルラン</td><td>Priamal Enterprises Ltd</td><td>66794-019-10</td><td></td></tr><tr><td>酸素</td><td>エアガス</td><td>OX USP300</td><td></td></tr><tr><td>クローズドループ温度コントローラー</td><td>CWE Inc.&nbsp;</td><td>08-130000</td><td></td></tr><tr><td>湾曲ハサミ</td><td>FST</td><td>14085-09</td><td></td></tr><tr><td>0.25% ブピビカイン 塩酸塩</td><td>ホスピーラ</td><td>0409-1159-02</td><td>局所麻酔薬</td></tr><tr><td>メロキシカム 5mg/ml</td><td>ヘンリー・シャイン</td><td>6451602845</td><td>痛み/炎症の緩和</td></tr><tr><td>0.9% 塩化ナトリウム</td><td>ホスピーラ</td><td>0409-4888-20</td><td>液体</td></tr><tr><td>セファゾリン</td><td>ホスピーラ</td><td>0409-0806-01</td><td>抗菌</td></tr><tr><td>剤 No.11 ディスポーザブルスケーペル (20 個入り)</td><td>フェザー</td><td>2975#11</td><td></td></tr><tr><td>マイクロ セリファイン</td><td>FST</td><td>18052-3</td><td></td></tr><tr><td>綿棒 (1,000 個入り)</td><td>MSC 工業用</td><td>8749574</td><td></td></tr><tr><td>0.5 mm マイクロ ドリル</td><td>FST</td><td>19007-05</td><td></td></tr><tr><td>脳定位固定装置用ドリル</td><td>Kopf</td><td>モデル 1471</td><td></td></tr><tr><td>湾曲鉗子</td><td>Roboz</td><td>RS-5136</td><td></td></tr><tr><td>メタクリル酸メチルAM</td><td>システム</td><td>525000</td><td>ヘッドピース用セメント</td></tr><tr><td>メタクリレートメチル架橋化合物</td><td>AMシステム</td><td>526000</td><td></td></tr><tr><td>湾曲止血剤</td><td>FST</td><td>13003-10</td>アダプター<td>接続</td></tr><tr><td>RHD2000標準SPIインターフェースケーブル(3フィート)</td><td>Intan Technologies</td><td>C3203</td><td></td></tr><tr><td>カンチレバーアーム</td><td>Instech</td><td>MCLA</td><td></td></tr><tr><td>マイクロスパチュラ (12 個入り)</td><td>Fischer Scientific</td><td>S50822</td><td></td></tr><tr><td>デジタルはんだ付けステーション</td><td>MCM Electronics</td><td>21-10115</td><td></td></tr><tr><td>ロジンコアはんだ 60/40 錫/鉛</td><td>MCM Electronics</td><td>21-1045</td><td></td></tr><tr><td>カラークレイズ マニキュア 硬化剤付き (ニトロセルロースベース)</td><td>LA カラー</td><td>CNP508</td><td></td></tr><tr><td>デジタルディスプレイコンソール付き小動物定位固定装置</td><td>Kopf</td><td>Model 940</td><td></td></tr></tbody></table>

低コストかつオープンソースのリソースの使用げっ歯類モデルにおける高密度脳波取得

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

電源イメージングおよびネットワーク接続の措置を含む高空間分解能を必要とする高度な脳波解析技術は、神経科学の質問拡大多様に適用可能です。齧歯類モデルでの分析のこれらの種類を実行すると、従来のネジ電極が達成できるよりも高い電極密度を必要とします。げっ歯類用の高密度脳波モンタージュが存在するが、それらは、大部分の研究者に制限アベイラビリティである、長期間にわたって繰り返し実験のために十分に堅牢ではない、または麻酔げっ歯類での使用に限定されている。1-3提案低コスト両側移植可能なヘッドピースからなる、耐久性、高カウント、経頭蓋電極アレイを構築するための方法は、高度な脳波がマウスまたはラットで分析を実行する手段として検討されています。 ヘッドピースの製作及び外科的移植nの手順ノイズに対する高いシグナルを生成するecessary、低インピーダンス脳波と筋電信号が示されています。方法論は、ラットとマウスの両方で有用であるが、この原稿が小さいマウスの頭蓋骨のためのより挑戦的な実装に焦点を当てています。自由に動くマウスは、記録中のみ共通アダプタを介してケーブルにつながれています。 26脳波チャンネルと4電チャネルを含み、この電極システムの一バージョンは、以下に記載されています。

高密度EEGヘッドピースを移植自由に動くマウスで記録されたサンプルデータは、 図3に示されている。個々のEEG波形は、 図2に示すチャンネルマッピング方式に対応する。子宮頸部および胸部EMGの例としては、 図3に表示されています。胸部EMG記録は、2つの胸部EMG線間の差動信号（T）が計算されたときには容易に明らかになり、マウスの心臓由来の埋め込まれた電気的活動が含まれていることに注意してください。胸腔を拡大するように、この記録では同様に、QRSスパイクの相の変動を計算することにより、マウスの呼吸数を測定することができる心電図QRSスパイク間の時間を測定することにより、マウスの心拍数を計算することも可能である。23-24及び各呼吸との契約。O獲得のための25したがって、このセットアップは許可Fマウス睡眠ポリグラフ。また、セットアップは、視覚誘発電位（ 図4）の皮質マッピングを可能にします。光の10ミリ秒パルスは、マウスの左眼にのみ配信されている場合、クラシックな応答は反対側の二次視覚野における応答遅れが続いている対側（ただし、同側の）一次視覚野に記録されています。 図4に埋め込まれたムービーは、反対側のV1とV2の活動のグラフと一緒に全体の皮質表面を横切って電位を変化させる時間を示しています。 <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> AP </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3.3 </td><td></td><td></td><td> 0 </td><td> 0 </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2 </td><td></td><td> 0.4 </td><td> 0.6 </td><td> 0.6 </td><td> 0.4 </td><td></tD&gt; </tr><tr><td> 0.7 </td><td></td><td> 0.6 </td><td> 0.9 </td><td> 0.9 </td><td> 0.6 </td><td></td></tr><tr><td> -0.6 </td><td></td><td> 0.9 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 0.9 </td><td></td></tr><tr><td> -1.9 </td><td></td><td> 1 </td><td> 1.1 </td><td> 1.1 </td><td> 1 </td><td></td></tr><tr><td> -3.2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 1 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> -4.5 </td><td> 3 </td><td> 0.7 </td><td> 0.7 </td><td> 0.7 </td><td> 0.7 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> ML </td><td></td><td> -2.3 </td><td> -1 </td><td> 1 </td><td> 2.3 </td><td></td></tr></tbody></table> 表1：ピントリミング長さは、この図は、ヘッドピースのピンごとに、ミリメートルで、必要なトリミング長さを示しています。トリミングピンの長さは、マウスの脳アトラスから取得しました。 Afトリミングピンterを、ヘッドピースは、脳の表面形状に一致する。EMG信号を記録するために使用されるワイヤはピンスタブにハンダ付けされているとして20 EMGピンが完全に遮断されています。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig1.jpg" /> 図1： ヘッドピースコンポーネント、中級建設手順、および録音のための正しい接続この図は、ヘッドピースを作成するために使用される原料を示しています。 100ピンレセプタクルコネクタから始めて、小さい2×7と2×1のコンポーネントが作成されます。一貫性のあるヘッドピースの構築を可能にし、多くの移植したマウスに接続するためのアダプタを可能にする、2×1コンポーネントで、2×50の元のエッジが完全であることに注意してください。 図1B及び1Cは 、アダプタを作成するために必要な原材料を提示アンプのヘッドピースから1（b）は、ヘッドピースの終わりを提示します同様にヘッドピースに接続するために伐採されたアダプタ。その2×1が再びアダプタとヘッドピースとの間の適切な接続を確保し、生の部品から元のエッジを持っていることに注意してください。 図1Cは、アンプに接続するアダプタの終わりを示している。 図1Dは、エポキシ樹脂で接着を示し、2×7と2信号記録用に準備EMGワイヤと一緒に×1の構成要素は図1Eは、完成したヘッドピースを示している。 図1Fは、完成したアダプタが表示されます。 図1Gは、ヘッドピースとアダプタとの間の適切な接続を示しています。最後に、 図1Hは、接続されたアダプタとアンプを移植したマウスを示します。アンプチップを収集ボード（図示せず）に実行されるインターフェイスケーブルが接続されている。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54908/54908fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <pキープtogether.withinページ= &quot;1&quot;&gt;：FOクラス= &quot;jove_content&quot; <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig2.jpg" /> 図2： 電極モンタージュと完全に構築かぶとこの図は、マウスの脳に対する電極配置を示しています。電極位置はブレグマからの定位座標に基づいています。各電極の座標は、プロトコルのステップ4.8に記載されています。電極の色は、各電極の基礎となる脳の領域に相当します。ホワイト=前頭連合野（FRA）、オレンジ=一次運動野（M1）、ピンク=二次運動野（M2）、ダークグリーン=一次体性感覚野、前肢地域（S1FL）、グリーン=一次体性感覚野、dysgranularゾーン（S1DZ ）、ライトグリーン=一次体性感覚野、バレルフィールド（S1BF）、黄=内側頭頂連合野（MPTA）、ダークブルー=一次視覚野（V1）、ライトブルー=二次視覚野、mediomedialエリア（V2MM）、ブラック= retrosplenial DYsgranular皮質（RSD）。20共通の基準/グラウンドも同様に示されています。この参照方式は、生の信号内の呼吸アーチファクトを最小限に抑えることができます。各個別電極に関連付けられた数字は、アレイ全体のためのチャネルマップを提供しています。アレンマウス脳アトラス。21,22 図2Bから修正された画像は、ダイムに関してスケーリングする完全に構築かぶとを示している。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54908/54908fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig3.jpg" /> 図3： サンプルEEGとEMGは、電極モンタージュからトレース電極波形は、図1（a）に示すチャネルマッピングに対応します。子宮頸EMG（C）項部筋緊張（+）を決定する機能を提供します。 EMG信号は、心臓QRS電気インパルスが含まれています（*）。トレース振幅およびトレース期間の間、1秒間200μVのスケールバーが示されている。 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54908/54908fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/54908/54908fig4.jpg" /> 図4：視覚誘発電位の空間分布のみ、左眼に投与一方的な光フラッシュの誘発電位以下のアプリケーションの空間分布。上図は、電極を表し、各円の高密度EEGモンタージュを示します。時間をかけて色の変化は、それぞれの電極のための経時変化を電圧に対応します。時間= 0ミリ秒で、10ミリ秒の光パルスが送出され、中央の図に示しました。ボトムグラフィックは反対側のV1とV2 EEG電極（N = 108 EP試験）のための誘発電位のトレースを意味示しています。ライトPULseが0ミリ秒で起こります。対応する誘発電位応答は、長い待ち時間が続き、対側V1（黒のトレース）で観察された反対側のV2（赤トレース）の潜在的な応答を誘発していることに注意してください。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54908/Figure_4.mov" target="_blank">（右クリックしてダウンロード）。</a>

慢性経頭蓋高密度脳波モンタージュの低コストな構築と外科的移植のための指示書が提供されています。信号の記録、抽出、および処理技術についても説明します。

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

本手法の全体的な目的は、慢性的かつ高密度の経頭蓋電極アレイを構築し、そこから記録を行うための低コストな代替プロトコルを提示することです。この手法は、神経ネットワークの大規模な構成や、感覚誘発反応の空間的・時間的特徴など、神経科学における重要な疑問の解明に役立ちます。本技術の主な利点は、低コストであること、再現性があること、そして実験固有のカスタマイズが容易であることです。この手法は脳波データの複雑な解析に知見を提供できますが、特に麻酔科学、てんかん、および睡眠神経生物学の研究への適用に最適です。ヘッドピースを作成するには、まず2×50ピンのピンブリックのピンに、ネイルポリッシュを極薄く塗布して絶縁します。次に、ピンセットを用いて、レセプタクル端をブリック側に押し込むことで、8行ごとにピンを取り除きます。ポリッシュが完全に乾燥したら、小さな布とアセトンを使用して、ピンの先端からコーティングを取り除きます。次に、カミソリの刃またはニッパーを使用して、2×7ピンのブリックになるようにブロックをトリミングします。これらのブリックのうち2つを、経頭蓋EEG電極として使用します。次に、2×50のブリックの両端から、同様の手順を用いてEMG信号を記録するための1×2のピンブリックを2つ作成します。各1×2ブリックには、2×50ブリックの外側の滑らかな面が1つ残るようにしてください。アレイ全体の2つの半分を完成させるには、一方のブリックの1×2のピン穴とピンを、2×7ブリックの最も後方のピン列に合わせて配置します。次に、2液性エポキシ樹脂を用いて滑らかな表面同士を接着し、必要に応じてさらにエポキシ樹脂を追加して接続部を補強します。2つの半分を一夜かけて硬化させます。2本の胸部EMG電極線を作成するには、3cmの絶縁銀線を用意します。一方の端から1cmの絶縁材を取り除き、ピンセットに巻き付けて裸線に2つのループを作成します。次に、もう一方の端から25mmの絶縁材を取り除きます。同様の手順で、1.5cmのワイヤーを用いて、2本の同様の頚部EMG電極線を作成します。各ヘッドピースの半分から、最も前方にある列の側方ピンを取り除きます。このピンは関連組織に接触しないためです。ワイヤーを取り付けるには、1×2ブリックのピンの先端から3mmのところでカットします。次に、前方のピンに頸部EMGワイヤーを、後方のピンに胸部EMGワイヤーをはんだ付けします。次に進む前に、マルチメーターを導通モードで使用し、各ピンが電気的に絶縁されていることを確認してください。リード線を異なるピンの組み合わせに接続し、ペアが電気的に結合している場合は、メーターからビープ音が鳴ります。乾燥後、EMGワイヤーを、側方への変位を最小限に抑えながら、AP軸と平行になるまで曲げます。次に、はんだ付けした接合部をマニキュアで覆います。その後、ワイヤーカッターと脳アトラスを用いて、ピンの長さを調整します。ブレグマからの腹側距離が最大となるピンを確認してください。このピンはカットせず、他のすべてのピンをこのピンに合わせてカットしてください。ヘッドピースを完成させるには、アプリケーターペンを使用して、すべてのピンの先端を銀溶液でコーティングします。アダプターを準備するには、36ポジションの2列オス型ナノコネクタを用意します。まず、コネクタワイヤを2cmの均一な長さにカッターで切り揃えます。次に、各ワイヤの先端から2.5mmの被覆を剥きます。最後に、細いワイヤのストランドをまとめて錫メッキし、錫メッキした部分から剥離した絶縁体を切り落とします。次に、2×50ピンのコネクタストリップヘッダーから、ヘッドピースに適合するオス-オスコネクタを作成します。前述と同様に、2×7ピンを2つと2×1ピンを2つ準備します。ここで、ナノコネクタからの接地線の1本を、ブレグマから前方0.6mm、外側1mmの位置にあるピンにハンダ付けします。このピンはリファレンスとして機能し、RHD 2132アンプチップを使用する場合はグランドとして機能します。次に、錫メッキを施したナノコネクタ線をグランドピンの接続と同じ側に半田付けします。各ワイヤは特定のチャンネルに対応しているため、アンプヘッドステージのチャンネルマップ図を確認し、チャンネルの割り当てを行ってください。すべての配線をそれぞれのピンにハンダ付けしたら、不要な配線を切り落とします。次に、電圧計を使用して、各ピンが他のピンから電気的に絶縁されていることを確認します。電気的絶縁が確認されたら、各ハンダ付け箇所にネイルポリッシュを薄く塗り、各ピンをさらに絶縁します。次に、2液性エポキシ樹脂を用いて、適合するナノアダプターをオス-オスブリック上の両側ピンアレイに固定します。アダプターの内側にエポキシが過剰に付着していると、ヘッドピースを同時に差し込むことができなくなるため、注意してください。耐久性を高めるために、ナノコネクタの底部にもエポキシを塗布します。すべてのはんだ付け接合部をエポキシで確実に覆ってください。エポキシが乾燥した後、インピーダンス測定を用いてチャンネルマッピングを確認します。マウスがしっかりと固定され、ブレグマが脳定位座標系の原点として定義されたら、正中側方軸および前後軸に沿って頭蓋骨を水平に調整します。次に、直径0.5mmのマイクロドリルビットを使用し、ブレグマから前方3.3mmで開始し、後方4.5mmで終わるように、正中線から1mm離れた位置に1.3mm間隔でバーホールを開けます。これを両側に2列ずつ作成します。続いて、ブレグマから前方2mmで開始し、後方4.5mmで終わるように、正中線の両側に1.3mm間隔でバーホールを開けます。次に、ヘッドピースを埋植します。ストレート鉗子を用いて、胸部EMG電極用のワイヤータンネルを作成します。マウスの背面から皮膚下2.5cmまでトンネルを作成し、そこにEMG電極を配置します。次に、曲がったピンセットを用いてEEGブリックを操作し、ピンがバーホール（穿孔部）に合うように配置します。軽く圧力をかけながら、ピンを頭蓋骨に差し込みます。適切に挿入されると、EEGは固定されます。次に、EMG電極線を最終的な位置に調整します。位置が固定されたら、メタクリル酸メチルとその架橋剤を1対1の割合で混合して準備します。その後、露出している頭蓋骨、ピン電極のネイルポリッシュを塗布した部分、およびEMG電極線の近位端をセメントで覆います。ヘッドピースの雌側レセプタクルを覆ったり、動物の被毛にセメントが付着したりしないようにしてください。セメントが乾燥すれば、装着手順は完了です。マウスを脳定位固定装置から取り出し、バイタルサインをモニタリングしながら回復させてください。術後2週間が経過し、完全に回復したマウスを、順化のためにアダプターを介して記録ケーブルに接続します。順化したマウスを実験に使用できます。アダプター、アンプ、および標準インターフェースケーブルを通じてマウスをデータ収集ボードに接続した後、Open E-Fizz記録ソフトウェアを開きます。そこで、モジュールをシグナルチェーンにドラッグして、rhythm FPGAとLFP viewerのシグナルチェーンを作成します。次に、30.0 kilo-samples per secondの電極インピーダンス値を取得します。その後、記録に使用するサンプリングレートを選択してください。必要に応じて、フィルターをシグナルチェーンにドラッグすることもできます。続けて、データの保存パスと希望するサンプリングレートを選択してください。その後、LFPビューアウィンドウをクリックし、再生ボタンを押します。次に、drawメソッドを使用してEEGを可視化し、信号振幅、スイープ速度、および使用中のフィルター設定を変更してビューを調整します。すべての設定が完了したら、記録を開始してください。データは、高密度EEGヘッドピースを植え込んだ自由行動マウスから収集されました。胸部EMG記録には、心臓由来の電気活動が混入しています。頚部EMGには筋緊張に関する情報が含まれています。個々のEEG波形は、チャンネルマッピングスキームに対応しています。この記録を用いて、心電図のQRSスパイク間の時間を測定することで、マウスの心拍数を算出することが可能です。同様に、呼吸ごとの胸腔の拡張および収縮に伴うQRSスパイクの位相変動を算出することで、マウスの呼吸数を測定できます。したがって、このセットアップにより、マウスのポリソムノグラフィー（睡眠多項検査）の取得が可能となります。このセットアップにより、視覚誘発電位の皮質マッピングが可能になります。左眼のみに10ミリ秒の光パルスを照射すると、対側の一次視覚野に典型的反応が記録され、続いて対側の二次視覚野に遅延反応が現れます。これは、対側のV1およびV2の皮質表面全体における時間的に変化する電位によって容易に確認できます。このビデオを視聴することで、げっ歯類モデル用の高密度マイクロ電極アレイの構築方法と、植え込み済みアレイからの記録方法について十分に理解できるはずです。この手法に習熟すれば、適切に実施することで作製および植込みの工程を2時間で完了させることができます。この処置を行う際は、硬膜を貫通させることなく、適切な硬膜外電極接触を形成することが重要です。ピンのトリミングを行い、ヘッドピースの植込み時に細心の注意を払うことで、適切な電極接触を得られる可能性が最も高くなります。ご健闘をお祈りします！

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神経科学

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