Name: ラットの行動で大規模な神経細胞記録向上のマルチ ・ テトロード ハイパー ドライブの構築 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 4 s
Description: 学ぶマルチ・テトロード・ハイパードライブの構築法。自由に行動するラットの脳活動を長期間記録し、空間認知や意思決定などの神経メカニズムを解明する。18本の独立調整可能な電極を用いた信頼性の高い電気生理学的アプローチである。

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ありがとうモーザー ラボ カブリ研究所システム神経科学センター神経計算のため、ラットのノルウェー大学の科学と技術、慢性的な神経の記録のプロシージャ。この作品は、NIH グラント R21 NS098146 と人間フロンティア科学プログラム長期フェローシップ LT000211/2016-L を l. Lu によって支えられました。

<ol><li>O'Keefe, J., Recce, M. L. <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 (3), 317-330 (1993).</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>Gothard, K. M., Skaggs, W. E., Moore, K. M., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Binding+of+hippocampal+CA1+neural+activity+to+multiple+reference+frames+in+a+landmark-based+navigation+task%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Binding of hippocampal CA1 neural activity to multiple reference frames in a landmark-based navigation task.</a> J Neurosci. 16 (2), 823-835 (1996).</li>
<li>Gray, C. M., Maldonado, P. E., Wilson, M., McNaughton, B. <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>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neuronal ensembles.</a> Nat Neurosci. 7 (5), 446-451 (2004).</li>
<li>Fyhn, M., Hafting, T., Witter, M. P., Moser, E. I., Moser, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Grid+cells+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Grid cells in mice.</a> Hippocampus. 18 (12), 1230-1238 (2008).</li>
<li>Skaggs, W. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+sharp+waves+and+sparse+ensemble+unit+activity+in+the+macaque+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">EEG sharp waves and sparse ensemble unit activity in the macaque hippocampus.</a> J Neurophysiol. 98 (2), 898-910 (2007).</li>
<li>Guo, P., Pollack, A. J., Varga, A. G., Martin, J. P., Ritzmann, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+wire+tetrode+recording+in+brain+of+freely+walking+insects%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Extracellular wire tetrode recording in brain of freely walking insects.</a> J Vis Exp. (86), (2014).</li>
<li>Knierim, J. J., McNaughton, B. L., Poe, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+spatial+selectivity+of+hippocampal+neurons+during+space+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional spatial selectivity of hippocampal neurons during space flight.</a> Nat Neurosci. 3 (3), 209-210 (2000).</li>
<li>Leutgeb, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independent+codes+for+spatial+and+episodic+memory+in+hippocampal+neuronal+ensembles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Independent codes for spatial and episodic memory in hippocampal neuronal ensembles.</a> Science. 309 (5734), 619-623 (2005).</li>
<li>Lansink, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+split+microdrive+for+simultaneous+multi-electrode+recordings+from+two+brain+areas+in+awake+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A split microdrive for simultaneous multi-electrode recordings from two brain areas in awake small animals.</a> J Neurosci Methods. 162 (1-2), 129-138 (2007).</li>
<li>Kloosterman, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+drive+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: drive fabrication.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li>
<li>McNaughton, B. L. Google Patents. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.google.com/patents/US5928143">https://www.google.com/patents/US5928143</a> (1999).</li>
<li>Redish, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Independence+of+firing+correlates+of+anatomically+proximate+hippocampal+pyramidal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Independence of firing correlates of anatomically proximate hippocampal pyramidal cells.</a> J Neurosci. 21 (5), RC134(2001).</li>
<li>Schmitzer-Torbert, N., Redish, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+activity+in+the+rodent+dorsal+striatum+in+sequential+navigation%3A+separation+of+spatial+and+reward+responses+on+the+multiple+T+task%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Neuronal activity in the rodent dorsal striatum in sequential navigation: separation of spatial and reward responses on the multiple T task.</a> J Neurophysiol. 91 (5), 2259-2272 (2004).</li>
<li>Nguyen, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro-drive+array+for+chronic+in+vivo+recording%3A+tetrode+assembly%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly.</a> J Vis Exp. (26), (2009).</li>
<li>Chang, E. H., Frattini, S. A., Robbiati, S., Huerta, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Construction+of+microdrive+arrays+for+chronic+neural+recordings+in+awake+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Construction of microdrive arrays for chronic neural recordings in awake behaving mice.</a> J Vis Exp. (77), e50470(2013).</li>
<li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> J Vis Exp. (61), e3568(2012).</li>
<li>Siegle, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronically+implanted+hyperdrive+for+cortical+recording+and+optogenetic+control+in+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Chronically implanted hyperdrive for cortical recording and optogenetic control in behaving mice.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011, 7529-7532 (2011).</li>
<li>Brunetti, P. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+fabrication+of+ultralight+weight%2C+adjustable+multi-electrode+probes+for+electrophysiological+recordings+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Design and fabrication of ultralight weight, adjustable multi-electrode probes for electrophysiological recordings in mice.</a> J Vis Exp. (91), e51675(2014).</li>
<li>Hull, C. W. Google Patents. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.google.com/patents/US4575330">https://www.google.com/patents/US4575330</a> (1986).</li>
<li>Ludvig, N., Potter, P. E., Fox, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+single-cell+recording+and+microdialysis+within+the+same+brain+site+in+freely+behaving+rats%3A+a+novel+neurobiological+method%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Simultaneous single-cell recording and microdialysis within the same brain site in freely behaving rats: a novel neurobiological method.</a> J Neurosci Methods. 55 (1), 31-40 (1994).</li>
</ol>

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ここでは、我々 は 18 独立可動管四極管から成る新開発のハイパー ドライブを構築するプロセスを説明します。ドライブは、stereolithographic 印刷によって作成されたコンポーネントと組み合わせて、多くの利用可能なハードウェアの店で購入した手頃な価格の部分から構築できます。ハイパー ドライブの故障は慢性的な標準的な外科プロシージャを使用してラットの頭蓋骨の上に埋め込むことができるし、動物行動のさまざまなタスクを実行している間に細胞の神経活動を記録することが可能です。
ハイパー ドライブの故障は、外側を管の四極管は、信頼性の高いサポート、ドライブ センター13から 30 ° の向きが三脚のマイクロ ドライブを含む、元のマクノートン ハイパー ドライブの望ましい機能の多くを保持します。一度注入、ハイパー ドライブの故障はかなりの精度で目がさめている動物の脳内管四極管の小さな動きの実行を与えます。ねじ切りロッドにシャトルの 1 回転は、317.5 μ m の変位に対応します。適切な訓練は、実験者は 1/16 ターンの手順 (20...

システム神経科学の分野では、科学者たちは、空間的ナビゲーション、記憶、意思決定などの認知プロセスの基礎となる神経機構を学ぶ。この種の研究では、動物の行動の中に多くの個々 のニューロンの活動を監視する重要です。過去十年にわたって小動物1,2,3細胞外神経記録の実験的ニーズを満たすための 2 つの重要な進歩がなされました。・ テトロード、ニューロンの神経活動を同時に記録するために使用 4 マイクロワイヤーのバンドルの開発を初めて1,2,4。差動信号振幅、熱の 4 つのチャネルの活動の多くの同時記録セル5から個々 のニューロン活動を分離できます。さらに、マイクロワイヤーの柔軟な性質は、熱とターゲット細胞集団間の相対変位を最小化・ テトロードのより高い安定性をことができます。管四極管は今様々 な種、齧歯動物1,2,6、霊長類7昆虫8など多くの脳研究の単一電極の代わりに広く使用されます。第二に、ハイパー ドライブの開発を運んでいた複数独立可動管四極管、複数記録場所3,からニューロンのより大きい人口からの神経活動の同時モニタリングが可能9,,1011,12。
小動物用の信頼性と手頃なマルチ ・ テトロードの記録装置の可用性は制限されています。自由行動下ラット、過去二十年9,10,14,の多くの演習で神経録音当初ブルース · マクノートン13、によって開発された、古典的なハイパー ドライブを正常に使用されています15. ただし、技術的な理由から、入手は非常に困難です今マクノートン ドライブを構築に必要な元のコンポーネントと最近改良されたデータ集録インタ フェースと互換性がありません。ハイパー ドライブの他のよく受け入れられている設計個別に手作りするのにマイクロ ドライブの矛盾した結果をもたらすことができるとかなりの時間12を消費する必要があります。行動中のラットのさまざまな脳領域から神経活動を記録するために、stereolithographic 技術を使用して新しいハイパー ドライブを開発しました。我々 は次の要件を満たすために求められている: (1) 脳内管四極管の正確な変位および複数ターゲット地域から安定した記録を提供する必要があります新しいハイパー ドライブ(2) の新しいハイパー ドライブは簡単な接続を許可するように最近開発された磁気 quickclip システムと互換性があります。(3) 新しいハイパー ドライブは容易に利用できる材料を正確に再現できます。ここでは、18 独立可動の管四極管をマクノートン設計に基づくを含む 3 D 印刷のハイパー ドライブを構築するための手法を提供します。プロトコルでは、我々 は使用した正常にレコードの単一ニューロンの活動電位、局所電界電位 postrhinal と内側嗅皮質からの数週間にわたって新しいハイパー ドライブの製造プロセスの詳細を説明する、自由に自然採餌タスク中にラットを動作しています。

<table><tbody><tr><td>溶接棒</td><td>ブルーデーモン</td><td>ER308L-035-01T</td><td>ステンレス鋼、直径0.035インチ</td></tr><tr><td>スクリュー</td><td>マク</td><td>マスター91771A060</td><td>ステンレス鋼、フラットヘッド、0-80&nbsp;スレッド,&nbsp;5/8"&nbsp;長さ:</td></tr><tr><td></td><td>スクリューマク</td><td>マスター91772A051</td><td>ステンレス鋼、なべ頭、0-80&nbsp;スレッド,&nbsp;5月32日"&nbsp;長さ</td></tr><tr><td>:スクリュー</td><td>マク</td><td>マスター92196A056</td><td>ステンレス鋼、ソケットヘッド、0-80&nbsp;スレッド,&nbsp;5/16"&nbsp;長さ</td></tr><tr><td>:スクリュー</td><td>マク</td><td>マスター92196A055</td><td>ステンレス鋼、ソケットヘッド、0-80&nbsp;スレッド,&nbsp;1/4"&nbsp;長さ:</td></tr><tr><td>スクリュー</td><td>マク</td><td>マスター95868A131</td><td>ナイロン、&nbsp;ソケットヘッド、2-56&nbsp;スレッド,&nbsp;3月16日"&nbsp;長さ、黒</td></tr><tr><td>ネジナット</td><td>マクマスター</td><td>90730A001</td><td>ステンレス鋼、狭い六角、&nbsp; 0-80&nbsp;ねじ</td></tr><tr><td>ショルダースクリュー</td><td>マクマスター</td><td>90298A213</td><td>ステンレス鋼、8-32 ねじ、直径 3/16 インチ、長さ 1/4 インチ</td></tr><tr><td>カップねじ マク</td><td>マスター</td><td>92313A105</td><td>ステンレス鋼、4-40 ねじ、長さ 3/16 インチ</td></tr><tr><td>つまみねじ</td><td>マクマスター</td><td>94323A592</td><td>ナイロン、8-32&nbsp;スレッド,&nbsp;3/8"&nbsp;長さ、黒</td></tr>色 <tr><td>マグネット</td><td>アペックス</td><td>M3X1MMDI</td><td>ネオジム、3 mm X 1 mm ディスク</td></tr><tr><td>金属チューブ</td><td>小型部品</td><td>B00137QHNS</td><td>ステンレス鋼、23 ゲージ、0.0253 インチ OD、0.013 インチ ID、0.006 インチ ウォール</td></tr><tr><td>金属チューブ</td><td>ニューイングランド スモール チューブ</td><td>カスタムメイド</td><td>ステンレス鋼、30 ゲージ、0.012/0.0125 インチ OD、0.007/0.008 インチ ID、フル ハード</td></tr><tr><td>熱収縮チューブ</td><td>McMaster</td><td>7856K72</td><td>0.09" ID 収縮前、青色</td></tr><tr><td>シリコンチューブ AM</td><td>システム</td><td>807300</td><td>0.040インチ ID、0.085インチ</td></tr><tr><td>ODポリイミドチューブ</td><td>AMシステム</td><td>823400</td><td>0.0045インチ ID、0.0005インチ 壁</td></tr><tr><td>アース線 AM</td><td>システム</td><td>791500</td><td>0.005インチ 裸、0.008インチ コーティング、半硬質</td></tr><tr><td>テロード線</td><td>カリフォルニアファインワイヤー</td><td>カスタムメイド</td><td>直径 0.0007 インチ、プラチナイリジウム (90%-10%)、HML および VG コーティング</td></tr><tr><td>EIB</td><td>ニューラリンクス</td><td></td><td>EIB-72-QC-ラージ</td></tr><tr><td>ゴールドピン</td><td>ニューラリンクス</td><td></td><td>ラージ EIB ピン</td></tr><tr><td>タップ</td><td>バラックス</td><td>01302-000</td><td>M1.2 ねじサイズ</td></tr><tr><td>タップ</td><td>マクマスター</td><td>2522A811</td><td>0-80 ねじサイズ、ボトミング</td></tr><tr><td>タップ</td><td>マクマスター</td><td>2522A771</td><td>0-80スレッドサイズ、プラグ</td></tr><tr><td>タップ</td><td>McMaster</td><td>26955A94</td><td>3/8"-24&nbsp;ねじサイズ、ボトミング</td></tr><tr><td>タップ</td><td>McMaster</td><td>2522A713</td><td>2-56&nbsp;ねじサイズ</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A715</td><td>4-40&nbsp;ねじサイズ</td></tr><tr><td>タップ</td><td>マクマスター</td><td>2522A718</td><td>8-32&nbsp;ねじサイズ</td></tr><tr><td>ダイマク</td><td>マスター2576A457</td><td></td><td>3/8"-24&nbsp;ねじサイズ、1インチOD</td></tr><tr><td>ドリルビットマク</td><td></td><td>マスター30585A82</td><td>ワイヤーゲージ&nbsp;65,&nbsp;直径0.035インチ</td></tr><tr><td>ドリルビット</td><td>マクマスター</td><td>30585A83</td><td>ワイヤーゲージ&nbsp;66,&nbsp;直径0.033インチ</td></tr><tr><td>ドリルビット</td><td>マクマスター</td><td>30585A87</td><td>ワイヤーゲージ&nbsp;70,&nbsp;直径0.028インチ</td></tr><tr><td>ドリルビット</td><td>マクマスター</td><td>30585A88</td><td>ワイヤーゲージ&nbsp;71,&nbsp;直径0.026インチ</td></tr><tr><td>ドリルビット</td><td>マクマスター</td><td>30585A91</td><td>ワイヤーゲージ&nbsp;73,&nbsp;直径0.024インチ</td></tr><tr><td>ドリルビット</td><td>マクマスター</td><td>8870A23</td><td>3/16"&nbsp;直径ド</td></tr><tr><td>レメルディスク</td><td>ワーグナー</td><td>31M</td><td>ダイヤモンドコーティング、直径22mm、厚さ0.17mm</td></tr><tr><td>スチールワイヤー</td><td>プレシジョンブランド</td><td>21212</td><td>0.012インチ 直径0.012インチ、フルハード</td></tr><tr><td>スチールワイヤー</td><td>プレシジョンブランド</td><td>21007</td><td>0.007インチ 直径、フルハード</td></tr><tr><td>スチールワイヤー</td><td>AMシステム</td><td>792700</td><td>0.003インチ 直径、ハーフハード</td></tr><tr><td>スーパー接着剤</td><td>ロックタイト</td><td>LT-40640</td><td>#406</td></tr>瞬間<tr><td>接着剤</td><td>ロックタイト</td><td>LT-41550</td><td>#415</td></tr>歯科<tr><td>用アクリルパウダー&nbsp;</td><td>Teets</td><td>223-3773</td><td>コーラル</td></tr><tr><td>デンタルアクリルリキッド</td><td>Teets</td><td>223-4003</td><td></td></tr></tbody></table>

ラットの行動で大規模な神経細胞記録向上のマルチ ・ テトロード ハイパー ドライブの構築

Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

数日間目がさめている動物のニューロンの大規模な人口の活動パターンの監視は、システム神経科学の分野で貴重な技術です。この手法の 1 つ主要なコンポーネントは、正確に必要な脳の領域に複数の電極の配置とその安定性の維持で構成されます。ここでは、18 個別調節可能な管四極管が含まれていますし、自由行動下ラットの神経細胞外記録生体内では、3 D 印刷可能なハイパー ドライブの建設のためのプロトコルについて述べる。管四極管、マイクロ ドライブに接続されているトラックに沿って複数の脳領域に個別に進めることがいずれかまたは小さい領域に電極の配列を配置する使用ことができます。複数管四極管のアクティブな動作の中に脳の神経細胞の集団から局所電界電位と同様、個々 のニューロンの数十から action potentials の同時試験を可能にします。また、デザインは原案作成ソフトウェア異なる実験的ニーズに合わせて簡単に変更できる単純な 3 D のため提供します。

試験の結果を取得するのに新築のハイパー ドライブを使用しました。ドライブは、ø 17 μ m (0.0007")、プラチナ イリジウム (90%-10%) ポリイミド被覆ワイヤー製管四極管が装備されていた。管の四極管の先端は、白金黒電極インピー ダンスを 1 kHz で 100 と 200 の kΩ 間を削減するソリューションでメッキされました。ハイパー ドライブの故障は、4.6 mm 550 g、ロング ・ ラット頭蓋の前方横静脈洞正中線と 0.5 mm を左に移植されました。追加アース線は、小脳に頭蓋骨ネジに接続されました。すべてのプロシージャとして機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) の薬の Baylor の大学によって承認を行ったし、それらの前述の18に類似していた。外科的移植直後、管の四極管は脳の中に 1 mm を進められました。その後は、以上 80 μ m のより小さい高度な単位が使用されました。管の四極管は神経の録音が行われた前に、少なくとも 20 h のそれぞれの進歩の後安定する許されました。...

18 個別調節可能な管四極管と 3 D 印刷可能なハイパー ドライブの建設を提案します。ハイパー ドライブの故障は、ラットを数週間の期間にわたって自由に行動で脳の活動を記録するために設計されています。

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

この手順の全体的な目標は、自由に行動するラットの脳活動を調べるための複数の独立して調整可能な電極を備えた記録デバイスを構築することです。したがって、この方法は、特別なナビゲーション、意思決定、およびその他の認知プロセスに関連するいくつかの質問に答えるのに役立つため、非常にエキサイティングです。このハイパードライブの主な利点は、入手しやすい材料を使用して、脳内で信頼性の高い神経記録を提供することです。この方法は、特にラットに使用するように設計されていますが、ヒト以外の霊長類など、頭のサイズが類似または大きい任意の種に使用できるため、多くの種の調査が可能になります。この方法に不慣れな人は、ステップの準備に含まれるニュアンスに苦労するかもしれません。なぜなら、ドライブを成功させるためのこれらのトリックを開発するには、ある程度の経験と精度が必要だからです。まず、3Dプリントされたコアの穴を、さまざまなサイズのドリルビットを使用して広げます。0.61のアース線の貫通穴には12ミリメートルの直径を使用します。18 四極管スルーホールの場合、最初に 0.66 ミリメートル ビットを使用し、次に 0.71 ミリメートル ビットで幅を広げます。18本のガイドロッド止まり穴には直径0.84mmのビットが使用されています。次に、コアの上部にある2つの貫通穴と残りの8つの止まり穴を0.80タップでねじ込みます。止まり穴にはボトミングタップを使用します。3/8-24ダイを使用して、コアのベースに外部スレッドを作成します。ハイパードライブナットが新しいスレッドにフィットするように、ダイを適切に調整します。必要なアース線の数に応じて、23ゲージの金属チューブの6ミリメートルの長さのセグメントをコアのアース線穴に複数挿入し、必要に応じて接着します。アース線カニューレの外側の端を、コアと同じ高さになるまでヤスリで削り、直径0.30mmの鋼線でカニューレを清掃します。次に、長さ 18 08015.88 mm の皿ネジをコアのスロットに完全に挿入します。このプロセス中にネジを曲げたり、ねじ山を損傷したりしないでください。コアステーションにロッドポジショニングコンプレックスを使用して、直径0.89ミリメートルの溶接ロッドの18 17ミリメートルセグメントをコアのガイドロッド穴の上に配置し、ネジでフラッシュされるまで約5ミリメートルを打ち込みます。必要に応じて溶接棒とねじの位置を修正し、ロッド位置決めコンプレックスの中央のショルダーねじと周囲の6本のねじを締めて、ロッドの外向きをコアに固定します。ロッドポジショニングコンプレックスでナットをコアにねじ込み、コアをハイパードライブホルダーに取り付けて、ステレオスコープ下での位置決めを容易にします。スロットに希釈した歯科用セメントを充填して、ネジをコアに固定します。歯科用セメントが厚くなりすぎる前に、一度に2〜3つのスロットを埋めます。コアの余分な歯科用セメントをこすり落とし、シールドとの適切なフィット感を維持し、15分間自然乾燥させます。次に、ネジとロッドを薄い瞬間接着剤でコアに接着し、15分間乾燥させます。3Dプリントされたシャトルの外側の2つの穴をドリルビットで清掃して拡張します。小さい穴には直径 0.61 mm のビットを使用し、大きい穴には 0.89 mm のビットを使用します。シャトルボルトをボルトホルダーベースに挿入し、適切な向きを確保します。次に、ボルトホルダーの蓋を閉じます。ボルトホルダーをしっかりと保持し、0.80タップで蓋の穴にゆっくりと通します。滑らかになるまで2〜3回タップします。次に、開口部が小さい側からシャトルボルトをシャトルに挿入します。シャトルシャトルボルトコンプレックスを逆さまにしてマイクロドライブ組立ステーションベースに置きます。次に、23ゲージの金属チューブの15mmセグメントの両端を滑らかにし、ステーションの蓋のスロットによって導かれる直径0.61mmの穴の上にチューブを配置します。上端がステーションの蓋と同じ高さになるまで、カニューレを穴に打ち込みます。カニューレの上部先端の外側半分をサンディングホイールで取り外します。カニューレを直径0.30mmの金属線で清掃します。次に、シャトルボルトをシャトルに接着しないように、薄い瞬間接着剤を使用してカニューレをシャトルに接着します。少なくとも 18 台のマイクロドライブを準備します。マイクロドライブ・ラックでマイクロドライブをテストします。シャトルボルトがシャトル内でスムーズに回転できること、およびマイクロドライブ全体がネジ付きロッドの長さに沿って自由に動くことを確認してください。ガイドカニューレをハイパードライブコアに挿入するには、まず熱収縮チューブを取り外し、シリコンチューブの4mmセグメントをバンドルに沿ってはんだ付け済みと未はんだ付けの境界までスライドさせます。ハイパードライブスペーサーのスリットをくさびで留めて中央の穴を広げ、スペーサーがシリコンチューブの周りを滑るようにします。スペーサーがシリコンチューブの中央にあるときに、くさびを取り外します。次に、直径0.18mmの金属ワイヤーの10センチメートルの長さのセグメントを各カニューレを通してハイパードライブコアの特定の四極管穴に配置し、プロセス中のワイヤーまたはカニューレの交差を防ぐことにより、バンドル内のガイドカニューレの位置を整理します。ワイヤーの端を曲げて所定の位置に保持します。カニューレをコアのそれぞれの穴に押し込み、各カニューレの自由端が四極管の穴の上端から少なくとも2ミリメートル外側になるまで、カニューレが曲がったり交差したりしないように注意します。スペーサーが回転しないように注意しながら、ナットをコアにねじ込んでスペーサーを固定します。コアの上部からカニューレの接合部に非常に希薄な歯科用セメントを一滴垂らして、カニューレの相対的な位置を固定します。バンドルのはんだ付けされた端からガイドワイヤーを切断し、自由端から引っ込めてカニューレから取り外します。マイクロドライブをコアの各ネジ付きロッドにゆっくりと慎重にロードします。23ゲージのマイクロドライブカニューレが四極管の穴にスムーズに入り、30ゲージのガイドカニューレが23ゲージのマイクロドライブカニューレにスムーズに入り、シャトルボルトがネジ付きロッドに沿ってスムーズに回転することを確認します。マイクロドライブをネジ付きロッドの下端から1〜1.5ミリメートル上までねじ込みます。次に、18個のポリアミドチューブを、ガイドカニューレ束の長さに7mmを加えた長さの43mmセグメントにカットします。各チューブを直径0.8mmの鋼線で清掃します。コアを反転させ、ポリアミドチューブをはんだ付けされた端からガイドカニューレに慎重に挿入し、完全に押し込みます。次に、コアを直立させ、ポリアミドチューブの上端を厚い瞬間接着剤でマイクロドライブカニューレに接着します。芯を逆さまに置き、接着剤を15分間乾かします。乾燥後、マイクロドライブカニューレの外側に0.5〜1ミリメートル残して、上端で余分なポリアミドチューブを切断します。アース線を組み立てるには、まず被覆鋼線から25〜30ミリメートルの長さを切断します。次に、ワイヤの両側からプラスチック絶縁体を2ミリメートル剥がし、それぞれの端を長さ6〜8ミリメートルの30ゲージカニューレの両側に挿入します。各カニューレのこの端を平らにして、それぞれのワイヤーへの接続を固定します。最後に、30ゲージカニューレの丸い端をコアのアース線カニューレの上端に挿入し、押して挿入をきつくします。次に、書かれたプロトコルの指示に従って、マルチ四極管ハイパードライブの組み立てを完了します。この散布図は、鼻後皮質に位置する四極管の2つの電極から記録されたスパイクのピーク間振幅の関係を示しています。各ドットは 1 つのスパイクに対応します。スパイクのクラスターは、同じ細胞から発生している可能性があります。4 つのクラスターは、次に示すように色分けされています。ここでは、前の散布図に示した色分けされたセルの 4 つの四極管チャネルすべてからの平均スパイク波形を示しています。ここでは、ラットが自由に採餌していたときに内側嗅内皮質に位置する4つの異なる四極管から同時に記録されたシータ周波数範囲の局所電界電位の痕跡が見られます。この手順を試行する際は、すべてのパーツが適切に組み合わされていることを確認するために、手順全体を通して正確に作業することが重要です。また、デモツールを使用するときは、怪我を防ぐために注意して適切なPPEを着用してください。このビデオを見れば、行動するラットの慢性神経記録のために、複数の四極管を運ぶこれらの改良されたハイパードライブを構築する方法についてよく理解できるはずです。

construction-an-improved-multi-tetrode-hyperdrive-for-large-scale

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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