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Summary

우리 18 독립적으로 조정 가능한 tetrodes와 3D 인쇄 하이퍼 드라이브의 건설을 제시. 하이퍼 드라이브는 자유롭게 행동 하는 쥐의 몇 주 동안에 두뇌 활동을 기록 하기 위해 설계 되었습니다.

Abstract

깨어 있는 동물에 많은 일 동안 신경 세포의 큰 인구를의 활동 패턴을 모니터링 시스템 신경 과학 분야에서 중요 한 기술입니다. 이 기술의 한 핵심 구성 요소는 원하는 두뇌 영역으로 여러 개의 전극의 정확한 배치 및 그들의 안정성의 유지 보수로 이루어져 있다. 여기, 우리는 18 독립적으로 조정 가능한 tetrodes를 포함 하 고 vivo에서 세포 외 신경에 기록 하는 자유롭게 행동 하는 쥐에 대 한 특별히 설계 된 3D 인쇄 하이퍼 드라이브의 건설에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. Tetrodes는 microdrives에 연결 하거나 개별적으로, 트랙을 따라 여러 개의 두뇌 영역으로 고급 수 있습니다 또는 작은 영역으로 다양 한 전극 배치를 사용할 수 있습니다. 여러 tetrodes 활성 동작 중 뇌에 뉴런의 인구에서 로컬 필드 전위로 서 개별 뉴런의 수십에서 action potentials의 동시 검사를 위해 수 있습니다. 또한, 디자인 간단한 3d 도면 다른 실험적인 요구에 쉽게 수정할 수 있는 소프트웨어 제공.

Introduction

시스템 신경 과학 분야에서 과학자 들은 신경 상호 공간 탐색, 메모리, 및 의사 결정 등의 인지 프로세스 기본 연구. 이러한 유형의 연구에 대 한 동물의 행동 중 많은 개별 뉴런의 활동을 모니터링 하는 데 중요 하다. 지난 수 십년 동안 두 가지 중요 한 진보를 작은 동물^1,2,3extracellular 신경 기록에 대 한 실험적인 요구에 맞게 되었습니다. 먼저 tetrode, 뉴런의 신경 활동을 동시에 기록 하는 데 사용 하는 4 개의 microwires의 번들의 개발 했다^,12,4. tetrode의 4 채널에서 활동의 차동 신호 진폭 많은 동시에 기록 된 셀⁵에서 개별 뉴런 활동의 격리 수 있습니다. 또한,는 microwires의 유연한 특성은 tetrode와 타깃 셀 사이의 상대 변위를 최소화 하는 tetrode의 더 중대 한 안정성을 수 있습니다. Tetrodes 지금 널리 이용 된다 단일 전극 대신 설치류^1,,26,⁷, 영장류, 곤충⁸등 다양 한 종에서 많은 뇌 연구에 대 한. 두 번째는 하이퍼 드라이브의 개발 운반 여러 독립적으로 움직이는 tetrodes, 여러 기록 위치^3, 에서 신경 세포의 큰 인구에서 신경 활동의 동시 모니터링 수 있는 ^9,10,,1112.

작은 동물에 대 한 안정적이 고 저렴 한 멀티 tetrode 녹음 장치의 가용성은 제한 됩니다. 브루스 McNaughton¹³에 의해 처음 개발 된 고전적인 하이퍼 드라이브는 성공적으로 사용 되 고 자유롭게 행동 하는 지난 2 년간^9,10,14, 에 많은 실험실에서 쥐의 신경 녹음 ^{그러나 15}., 기술적인 이유로 McNaughton 드라이브를 구축 하는 데 필요한 원본 구성 요소는 지금 매우 얻기 어려운 고 최근 향상 된 데이터 수집 인터페이스와 호환 되지 않습니다. 하이퍼 드라이브의 다른 잘 허용된 디자인, 개별적으로 손수 수를 microdrives 일치 하지 않는 결과 얻을 수 있는 상당한 시간¹²소비 필요 합니다. 동작 쥐에서 다양 한 뇌 영역에서 신경 활동을 기록 하기 위해 우리는 stereolithographic 기술을 사용 하 여 새로운 하이퍼 드라이브를 개발 했다. 우리는 다음과 같은 요구 사항을 만족 하고자: (1) 새로운 하이퍼 드라이브는 두뇌에 있는 tetrodes의 정확한 변위를 허용 하 고 여러 대상 영역;에서 안정적인 녹음을 제공 해야 합니다 (2) 새로운 하이퍼 드라이브 쉬운 연결을 허용 하도록 최근에 개발 된 자기 quickclip 시스템와 호환 되어야 합니다. (3) 새로운 하이퍼 드라이브 쉽게 사용 가능한 재료로 정확 하 게 재생 될 수 있다. 여기, 우리 McNaughton 디자인에 따라 18 독립적으로 움직일 수 있는 tetrodes를 포함 하는 3D 인쇄 하이퍼 드라이브를 구축 하기 위한 기술을 제공 합니다. 프로토콜, 우리는 성공적으로 사용 기록 단일 신경 활동 전위를 로컬 필드 전위 postrhinal 및 중간 entorhinal 외피가에서 주에 새로운 하이퍼 드라이브의 제조 프로세스의 세부 사항을 설명 한 자유롭게 자연 채집 작업 동안 쥐 행동.

Protocol

1입니다. 스테레오 리소 그래피 3D 모델의

1. Stereolithographic 기술을 사용 하 여 인쇄 하이퍼 드라이브 부품 및 액세서리. 각 하이퍼 드라이브 18 셔틀의 구성, 18 볼트, 그리고 다른 모든 플라스틱 조각 (그림 1) 각 한 셔틀.
   참고: 액세서리는 하이퍼 드라이브의 일부가 되지 않습니다 하지만 하이퍼 드라이브 건설에 필요한.

2. 액세서리 (그림 2) 준비 합니다.

1. 마이크로 드라이브 랙의 준비 (그림 2C)입니다.
   1. 깨끗 하 고 작은 통해 구멍 및 큰 장 님-구멍 ø 0.71 m m (0.028″) 드릴 비트와는 ø 랙 확장 0.84 m m (0.033″) 드릴 비트, 각각.
   2. Ø 0.89 mm (0.035″) 용접봉 17 m m로 긴 세그먼트, 양쪽 라운드 자르고는 ø 각 가이드 막대 삽입 0.84 m m (0.033″) 랙, 스레드 봉 (플러시) 외부 11.5 m m를 떠나는에 구멍.
   3. 완전히 삽입 6 0-80 스레드, 15.88 m m (5/8″) 아래로 긴 플랫 헤드 나사 랙에서 슬롯. 가이드 막대 및 스레드 막대는 직선과 서로 평행을 확인 합니다. 희석 치과 시멘트로 슬롯에 나머지 공간을 채우십시오. 벤치탑 15 분에 건조 공기.
   4. 용접 봉 접착제 얇은 슈퍼 랙 나사 접착제 하 고 15 분 동안 건조 공기를 허용.
2. 핵심 역의 준비 (그림 2E)입니다.
   1. 2-56 꼭지로 4 개의 구멍을 스레드 고 필요한 경우 역에 코어를 확보 하기 위해 2-56, 4.76 mm (3/16″) 긴 나일론 나사를 사용 합니다.
3. 터 닝 도구 준비 (그림 2F)입니다.
   1. 4-40 꼭지 손잡이에 있는 구멍을 스레드. 핸들에는 4-40, 4.76 mm (3/16″) 긴 컵 나사와 보안 슬롯에 가공된 팁을 삽입 합니다.
4. 하이퍼 드라이브 소유자의 준비 (그림 2G)입니다.
   1. 8-32 탭으로 나사 구멍을 스레드. 8-32, 9.52 m m (3/8″) 긴 나일론 엄지 나사를 사용 하 여 사용 하는 때에 하이퍼 드라이브를 확보.
5. 복잡 한 위치 막대의 준비 (그림 2 H)입니다.
   1. 스레드를 더 큰 구멍 (위)와 함께 측면에서 줄기 깊이 약 7 mm. 스레드는 8-32 수돗물과 작은 구멍 (상단, 하단에 18에서 6) 0-80 꼭지로. 필요한 경우 ø 4.76 m m (3/16″) 드릴 비트와 함께 상단에 중앙 구멍을 확장 합니다.
   2. 8-32, ø 4.76 m m (3/16″) 6.35 m m를 사용 하 여 맨 줄기를 조립 (1/4″) 긴 어깨 나사. 0-80, 6.35 m m (1/4″)와 함께 상단에 하단 사용 때 긴 나사 고정.

3. 하이퍼 드라이브 구성 요소 (그림 3) 준비 합니다.

1. 하이퍼 드라이브 너트의 준비 (그림 3A)입니다.
   1. 너트 홀더 (그림 2D) using, 매끄러운 때까지 3/8-24 bottoming 수돗물과 너트 스레드.
2. 하이퍼 드라이브 코어의 조립 (그림 3B)입니다.
   1. 청소 하 고 다른 크기의 드릴 비트를 사용 하 여 코어에 구멍 확장 (12 접지 와이어를 통해-구멍 (내부 링): ø 0.61 m m (0.024″); 18 tetrode 통해-구멍 (중간 반지): ø 0.66 m m (0.026″) 첫 번째, 그리고 ø 0.71 m m (0.028 “);는 18 로드 가이드 장 님-구멍 (외부 반지): ø 0.84 m m (0.033”)).
   2. 0-80 수돗물과 두 통해-구멍 코어와 나머지 8 장 님-구멍 (하단 4 편이 4) 스레드. 장 님-구멍 bottoming 탭을 사용 합니다.
   3. 3/8-24 다이 사용 하 여 코어의 기지에서 외부 스레드를 만듭니다. 조정 다 제대로 하이퍼 드라이브 너트 새 스레드 적합 합니다.
   4. 접지 와이어 원하는 23 게이지 금속 튜브 (뉼)의 여러 6 m m 긴 세그먼트를 삽입는 코어에 접지 와이어 구멍의 수에 따라 붙이는 그들 필요한 경우. 코어의 외부와 플러시까지 접지 와이어 뉼의 끝을 파일 하 고 ø 0.30 mm (0.012″) 강철 와이어로 뉼 청소.
   5. 완전히 삽입 18 0-80, 15.88 m m (5/8″) 아래로 긴 플랫 헤드 나사 머리는 코어에 슬롯. 나사를 구부리거나이 프로세스 동안 스레드를 손상 하지 마십시오.
   6. 복잡 하 고 핵심 역 위치 막대를 사용 하 여, ø 0.89 mm (0.035″) 코어에서 가이드 로드 구멍을 통해 용접봉의 18 17 m m 세그먼트를 (약 5mm) 나사와 플러시 되도록 내려 그들을 망치.
   7. 용접 봉과 나사를 필요한 경우의 위치를 수정 후 중앙 어깨 나사 및 막대 핵심에서 막대의 바깥쪽으로 방향을 확보 하기 위해 복잡 한 위치에서 주변 6 개의 나사를 조입니다. (로드 복잡 한 위치)와 코어에 너트를 나사 하 고 코어는 stereoscope 아래 위치 쉽게 있도록 하이퍼 드라이브 소유자에.
   8. 코어에 나사를 고정 하 고 15 분 채우기 치과 시멘트 전에 한 번에 2-3 슬롯 너무 두꺼운 도착에 대 한 건조 공기를 허용 희석 치과 시멘트로 슬롯을 채우십시오. 방패와 적당 한 적합을 유지 하기 위해 핵심에 멀리 어떤 초과 치과 시멘트 다쳤어요.
   9. 얇은 슈퍼 접착제 핵심으로 나사와 막대를 붙입니다, 그리고 15 분 동안 건조 공기를 허용 합니다.
3. 마이크로 드라이브의 조립 (그림 3C)입니다.
   1. 청소 하 고 확장 하는 두 개의 외부 구멍을 드릴 비트와 함께 셔틀에 (작은 구멍: ø 0.61 m m (0.024″) 드릴 비트; 더 큰 구멍: ø 0.89 mm (0.035″) 드릴 비트).
   2. 셔틀 볼트 볼트 홀더 베이스에 삽입 합니다. 방향에 주의. 닫기 볼트 홀더 뚜껑 단단히 누른 0-80 꼭지로 뚜껑에 구멍을 통해 천천히 스레드. 매끄러운 때까지 2-3 번 누릅니다.
   3. 더 작은 개통으로 측면에서 셔틀에 셔틀 볼트를 삽입 합니다. 장소 셔틀 셔틀 기본 마이크로 드라이브 어셈블리 역에 복잡 한 거꾸로 볼트.
   4. 23 게이지 금속 배관의 15mm 세그먼트를 잘라 양쪽 끝을 부드럽게 다음 역 뚜껑에는 슬롯에 의해 유도 ø 0.61 m m (0.024″) 구멍에 튜브를 놓고. 위쪽 끝은 역 뚜껑와 플러시까지 구멍에는 정을 망치.
   5. Sanding 바퀴를 가진 정 맥의 위 끝의 바깥쪽 절반을 제거 합니다. Ø 0.30 mm (0.012″) 금속 와이어로 정 청소. 얇은 슈퍼 접착제를 사용 하 여, 확신을 접착제 셔틀, 셔틀 볼트 공기 15 분 건조 셔틀에 정을 붙입니다.
   6. 적어도 18 microdrives를 준비, 마이크로 드라이브 선반에 마이크로 드라이브를 테스트 합니다. 전체 마이크로 드라이브 스레드 로드의 길이 따라 자유롭게 이동 셔틀 볼트 셔틀에서 원활 하 게 회전할 수 있는지 확인 합니다.
4. 중앙 칼럼의 준비 (그림 3D)입니다.
   1. 필요한 경우 위쪽 및 아래쪽 중앙 열의 평면까지 모래. 0-80 수돗물과 중앙 열에 두 개의 구멍을 스레드. 0-80 헥 스 너트 삽입 (3 월 18 일 m m (1/8″) 넓은, 1.19 m m (3/64″) 높은) 각 슬롯에.
5. 하이퍼 드라이브 캡의 준비 (그림 3E)입니다.
   1. 비-마그네틱 집게를 사용 하 여 접착제 4 자석 (직경에서 3 m m, 두께 1 m m) 4 개의 우물에 전극 인터페이스 보드에 N과 S 극에 그들을 일치.
6. 번들으로 가이드 뉼의 조립 (그림 3 층)입니다.
   1. 장소 18 30 게이지, ø에 얇은 벽 뉼 (ID 0.19 m m, 0.0075″) 2.29 m m (0.09″) 열 수축 튜브 (3-5 mm, 간격 떨어져 번들에 따라 5-10 m m). 모든 뉼 번들의 한쪽 끝에 서로 플러시를 확인 합니다.
   2. 열 수축 튜브 번들 꽉 때까지 총 열을 사용 하 여 축소 합니다. 부드럽게 원하는 대로 (원형 또는 타원형) 그것을 모양에 번들을 짠 다. 확인 모든 뉼 아무 왜곡, 교차점, 또는 굽 힘으로 올바른 위치에 있습니다.
   3. 뉼에 납땜에 대 한 영역을 표시 합니다. Unsoldered 부분 길이 26 m m 이어야 한다, 납땜된 부분 이어야 한다 5-10 m m. 이동 하는 동안 확산을 방지 하기 위해 납땜 자국에 튜브는 축소.
   4. 한 납땜 영역에 플럭스를 적용 하 고 번들을 회전 하면서 솔더. 적어도 1 분 같은 영역을 두 번 더 반복이이 단계에 대 한 실 온에서 냉각 한다. 플럭스와 소재를 적용 하지 않고 납땜 하 여 납땜된 부분에 밖으로 부드럽게. 적어도 1 분 동안 실내 온도에 냉각 하십시오.
   5. 번들 최고 속도로 다이아몬드 휠과 적절 한 길이로 잘라, 폴란드어 두 끝 길이를 조절 (부분 unsoldered: 26 mm, 납땜 부분: 필요에 따라 5-10 mm). 아래는 stereoscope ø 0.18 mm (0.007″) 금속 와이어 가이드 뉼 청소.
7. 는 tetrodes를 준비. 비슷한 절차 설명^8,,1617 .
   1. 수평 팔 T 바의 십자가에 자력의 중심 바로 위에 가로 T 바의 높이 자력의 위치를 조정 합니다. 작은 자석 볶음 바의 중심에는 S-후크의 한쪽 끝을 연결 다음 함께 그들을 접착제. Tetrode 압축 공기과 에탄올 잎사귀 만들기 청소.
   2. 단일 tetrode의 조각의 원형 두 끝 함께, 길이 약 40 c m 와이어 다음 구리 테이프의 조각으로 확보.
   3. 구리 테이프를 눌러 와이어 동그라미를 들어올립니다. T 바의 수평 팔에 구리 테이프 반대 끝을 놓습니다. 부드럽게 (켜져 있는 동안 다른 쪽 끝을 아직 T 바) 구리 테이프 낮은, 한 번, 트위스트 그리고 T 바에 구리 테이프 장소. Tetrode 원형 수평 막대의 십자가 위에 앉아 구리 테이프와 숫자 8 (“∞”) 구성에 지금 있다.
   4. 한 손으로 T 바에 구리 테이프를 부드럽게 잡으십시오. 다른 손으로, tetrode 와이어 동그라미의 바닥을 통해 (와 다른 쪽 끝에 연결 된 자석 볶음) 무료 월말 S-후크를 연결 하 고 S-후크를 부드럽게 풀어 S 걸이의 무게에 의해 4 개의 와이어를 제대로 하자.
   5. S-후크의 하단은 자력 접시의 중심 위에 약 1cm까지 수평 막대의 높이 조정 합니다.
   6. 수평 막대를 고정 하기 위해 내려 구리 테이프의 가장자리를 구 부. 눈, 4 개의 똑 바른 tetrode 와이어 검사 다음 모든 파편을 제거 합니다.
   7. 2 개의 반대 풀린된 철사 사이의 각도 60 ° 정도 속도 약 60 rpm, 4 개의 와이어를 왜곡 하는 활동가 켭니다.
   8. 210 ° c, 총 열을 설정 하 고 VG 본드 코트를 용 해 하 여 그들을 함께 융합 2 분에 대 한 다른 각도에서 전선의 직선 길이 따라 총을 스윕하여 꼬인된 전선 열.
   9. 저와 함께 S-후크를 부드럽게 들어올린 고급가 위는 tetrode의 더 낮은 끝을 잘라.
   10. 구리 테이프를 손가락으로 가로 막대에,가 위, 구리 테이프의 양쪽 가장자리에서 와이어를 잘라 누른 구리 테이프를 제거 합니다. 출시는 tetrode 수평 막대에 남은 철사를 잘라.
   11. 스토리지에 대 한 먼지 무료 상자에 완성 된 tetrode를 배치 합니다. 적어도 25 tetrodes을 준비 합니다.

4. 하이퍼 드라이브 (그림 4)의 조립.

1. 하이퍼 드라이브 코어 (그림 4A)로 가이드 뉼을 삽입.
   1. 열 수축 튜브를 제거 하 고 실리콘 튜브의 4mm 세그먼트 슬라이드 (ID 1.02 m m (0.04″), OD 2.16 m m (0.085″)) 번들 납땜/unsoldered 국경에 따라서. 실리콘 튜브 주위 슬립 공백 수 있도록 중앙 구멍을 넓혀 하이퍼 드라이브 스페이서에 슬릿 웨지. 실리콘 튜브의 중심에 위치 하는 스페이서 때 쐐기를 제거 합니다.
   2. 하이퍼 드라이브 코어, 와이어 또는 과정에서 뉼의 어떤 크로스 오버 방지에 특정 tetrode 구멍으로 각 정 통해 ø 0.18 mm (0.007″) 금속 와이어의 긴 세그먼트 (10 cm)를 배치 하 여 번들에서 가이드 뉼의 위치 구성. 장소에서 그들을 전선의 끝을 구 부.
   3. 뉼 절곡 또는 각 정 무료 말은 적어도 2 mm tetrode 구멍의 위쪽 끝 외부까지 그들 사이 교차 되지 않도록 주의 하면서 코어에 그들의 각각 구멍을 통해 밀어. 회전에서 공백 요소를 방지 하기 위해 주의 되 고 코어에 너트를 속이 고 여 있는 스페이서를 보안 합니다. 그들의 상대적 위치를 확보 하는 뉼의 교차점에 코어의 상단에서 매우 희석 치과 시멘트의 방울을 적용 합니다.
   4. 가이드 와이어는 번들의 납땜된 끝에서 잘라내어 무료 끝에서 제거 하 여는 뉼에서 그들을 제거.
2. 코어 (그림 4B) 하이퍼 드라이브에 microdrives의 조립. 자세한 공간 배치는 하이퍼 드라이브에 microdrives의 앞에서 설명한^11,13되었습니다.
   1. 코어의 각 스레드 로드에는 microdrives을 천천히, 그리고 신중 하 게 로드 합니다. (1) 23 마이크로 드라이브 게이지 확인 정 tetrode 구멍에 원활 하 게가, (2) 30 게이지 가이드 정 들어가고 23 게이지 마이크로 드라이브 정, 그리고 (3) 셔틀 볼트 스레드 로드를 따라 원활 하 게 변합니다. 스크류 스레드 막대의 아래쪽 끝 위에 1.0-1.5 m m까지 microdrives.
   2. 폴 리 이미 드 튜브의 18 조각을 잘라 (ID 0.11 m m (0.0045″), 세 0.14 m m (0.0055″)) 38-43 m m 세그먼트 (가이드 정 번들 플러스 7 m m의 길이). Ø 0.08 m m (0.003″) 강철 와이어와 각 튜브를 청소.
   3. 핵심 반전, 납땜된 끝에서 가이드 뉼에 신중 하 게 구체의 튜브를 삽입 하 고 모든 그들을 밀어는 stereoscope 아래에 방법. 핵심을 똑바로 대칭 이동 하 고 두꺼운 슈퍼 접착제와 마이크로 드라이브 정에 폴 리 이미 드 튜브의 위쪽 끝을 접착제. 코어 거꾸로 장소와 하자 접착제 15 분 건조.
   4. 상단에 튜브, 0.5-1.0 m m 마이크로 드라이브 정 이외의 추가 폴을 잘라.
3. 접지 와이어의 조립 (그림 4C)입니다.
   1. 접지 와이어 코팅된 강철 와이어에서 25-30 m m의 길이를 필요한 수 컷 (ø 0.20 m m (0.008″), 맨 손으로 ø 코팅 0.13 m m (0.005″)). 2mm 와이어의 두 끝에서 플라스틱 절연 스트립을 6-8 밀리미터 긴 30 게이지 뉼의 끝으로 각각의 한쪽 끝을 삽입 합니다. 그들의 각각 전선 연결 보안 뉼의 끝에 평평 하 게.
   2. Dremel 도구를 사용 하 여 반 각각에서 두 개의 완전 한 접지 와이어를 만들는 뉼을 잘라.
   3. 코어에 접지 와이어 정의 위쪽 끝에 30 게이지 정의 둥근 끝을 삽입 하 고 삽입을 빡 빡 하 게 눌러.
4. 전극 인터페이스 보드의 조립 (그림 4D)입니다.
   1. 중앙 열 핵심으로 하 고 2 0-80, 안전한 7.94 m m (5/16″) 긴 소켓 헤드 나사를 삽입 합니다. 중앙 열 코어에 꾸준한 수 있도록 필요한 경우 접착제.
   2. Ø 1.2 m m 탭으로 중앙 열에 두 개의 탭된 구멍에 해당 하는 EIB-72-품질 관리-대형 보드에 슬롯의 부분을 확장 합니다. 3.97 m m (5/32″) 긴 팬 헤드 나사 2 0-80, 중앙 열에 전극 인터페이스 보드를 연결 합니다. 보드 중심에 위치 하 고 안전 다는 것을 확인 하십시오.
5. 접지 와이어를 연결 (그림 4E)입니다.
   1. 중앙 열 주위 각 접지선을 배선 하 고 지정 된 접지 구멍에 골드 핀 전극 인터페이스 보드에 노출된 무료 끝 연결.
6. 설명 이전에 하이퍼 드라이브, tetrodes 로드 ^{16 , 17} .
   1. 과정에서 그들을 구 부 하지 않도록 주의 되 고 microdrives의 폴 리 이미 드 튜브를 신중 하 게 각 tetrode를 로드 합니다.
   2. 부드럽게 피드 무료 끝 와이어 전극 인터페이스에서 그들의 지정 된 구멍으로 보드 및 전기적으로 연결 하는 골드 핀을 사용 하 여.
   3. 적절 한 길이에 tetrodes을 개별적으로 잘라. Tetrodes 절단 후 폴 리 이미 드 튜브의 아래쪽 끝에서 튀어나온 부분 바로 확인, 그렇지 않으면 전체 tetrode를 대체 하 고 recut.
7. 방패를 부착.
   1. 팬 헤드 나사 4 0-80, 3.97 m m (5/32″)를 사용 하 여 코어에 방패를 연결 합니다. 방패에 있는 숫자는 전극 인터페이스 보드에 있는 숫자와 일치 해야 합니다.
8. Tetrode 팁 도금
   1. ADPT-뉴질랜드-EIB-36 커넥터와 ADPT-EIB-72-QC-HS-36 어댑터¹⁷NanoZ 도금 장치를 사용 하 여 tetrodes의 팁 접시 또는, 격판덮개 그들 수동으로 하나 하나씩¹⁶설명 되어 있는 대로. 격판덮개는 tetrode로 임피던스 도금 후 시간이 지남에 따라 점차적으로 증가 사용 (예를 들어, 이식 전에 1 일), 이전 팁. Tetrodes 누전 또는 적절 한 길이 다시 접시에 그들을 잘라, 도금의 과정에서 방해를 교체 합니다.
9. 마무리는 하이퍼 드라이브 (그림 4 층)입니다.
   1. 앞에서 설명한¹⁶그들의 폴 리 이미 드 튜브에 tetrodes를 붙입니다. 도금 된 팁은 노출 되지 않습니다 그래서 그들 모두 그들의 가이드 뉼으로 다시 철회.
   2. 하이퍼 드라이브 코어의 아래쪽 4 개의 구멍에 4 0-80, 6.35 m m (1/4″) 소켓 헤드 나사를 나사.
   3. 사용 하는 stereoscope, 낮은 각 tetrode는 tetrode의 끝까지 천천히입니다 가이드 정의 가장자리 바로 위에. 한편, 가이드 정 번들에서 각 tetrode의 위치를 찾습니다. Tetrode의 위치의 지도 사이트 기록의 재건을 위해 중요 하다.
   4. 드라이브에 뚜껑을 부착 하 고 제대로 이식에 대 한 하이퍼 드라이브를 저장.

Representative Results

Discussion

여기, 우리 18 독립적으로 움직일 수 있는 tetrodes의 구성 된 새로 개발된 된 하이퍼 드라이브를 구성 하는 과정을 설명 합니다. Stereolithographic 인쇄에 의해 만들어진 구성 요소와 결합 하 여 많은 사용 가능한 하드웨어 매장에서 구입한 저렴 한 부분에서 드라이브를 생성할 수 있습니다. 하이퍼 드라이브 표준 수술 절차를 사용 하 여 쥐의 두개골에 만성 이식 될 수 있습니다 및 동물 행동의 다양 한 작업을 수행 하는 동안 세포 외 신경 활동을 기록 합니다.

하이퍼 드라이브 드라이브 센터¹³는 tetrodes에 대 한 신뢰할 수 있는 지원을 제공 하는에서 30도로 바깥쪽으로 지향 삼각대 microdrives를 포함 하 여 원래 McNaughton 하이퍼 드라이브의 바람직한 특징의 대부분을 유지 합니다. 일단 이식는 하이퍼 드라이브 상당한 정밀도로 깨어 동물의 뇌 내에서 tetrodes의 작은 움직임의 실행을 제공 합니다. 스레드 로드에 셔틀의 1 개의 전체 회전 317.5 µ m의 선형 변위에 해당합니다. 적절 한 훈련, 한 실험 1/16 차례 단계 (20 µ m)에서 셔틀을 사전 수 있습니다. 우리는 성인 쥐에 사용 하기 위해 하이퍼 드라이브를 설계 하지만 드라이브 350 g 또는 더 큰 (머리 크기에 의해 제한)의 신체 크기를 가진 어떤 동물 든 지에 쉽게 사용할 수 있습니다. 장치에의 한 제한 스레드 봉 따라 tetrodes의 최대 이동 거리는 약 7 m m, 어떤 동물의 두뇌에서 깊은 구조 짧은을 수 있는 녹음의 제한 된 깊이에 지적 수 있습니다.

Stereolithographic 인쇄 플라스틱 구성 요소를 만드는 높은 충실도, 훌륭한 세부 사항에서 충분 한 해상도 제공 하며 이전 하이퍼 드라이브 제조^12,,1920에 사용 되었습니다. 이 경우에 산업용 프린터 타사 생산 시설을 통해 일반적으로 사용할 수 있는 사용 되었다. 거기 그것의 복잡 한 형상과 ø 0.6 m m 구멍을 0.3 m m 얇은 벽 같은 작은 구조에도 불구 하 고 하이퍼 드라이브 코어를 포함 하 여 모든 하이퍼 드라이브 구성 요소, 정확 하 게 인쇄 되었다. 이 정밀 스테레오 리소 그래피 하이퍼 드라이브 구성 요소를 제조를 위한 이상적인 선택 하 게. 이전 경험을 바탕으로, 저렴, 데스크톱 3D 프린터 덜 필요한 하이퍼 드라이브 부품의 안정적 재생산에 필요한 정밀도가지고 있을 가능성이 있습니다. 아직도, stereolithographic 기술에는 한계가 있다. 첫째, 그것은 자료의 제한 된 선택이 있다. 우리는 하이퍼 드라이브에 대 한 선택 플라스틱 했다 우리는 테스트, 그의 가장 튼튼한 아직 그것은 여전히 하지 매우 작은 조각 제조에 적합. 셔틀 및 셔틀 볼트 그들은 준비 하는 동안 휴식 수 있는 여분의 주의 처리 될 필요가 있다. 플라스틱 부품 되지 않습니다 멸, 재료의 열 변형 온도 약 50 ° c. 또한, 사용 되는 인쇄 재료 강한 아세톤 아니다. 스테레오 리소 그래피 신소재 개발 및 테스트 하는 경우 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나, 비용을 고려 하면 상대적으로 낮은-스테레오 리소 그래피의, 기술과 비용의 이점 결점까지 초과. 둘째, 원하는 3D 모델²¹의 층을 형성 하는 UV 레이저는 광 경화 photochemically는 스테레오 리소 그래피의 특성상 stereolithographic 인쇄 하 여 만든 개체는 자외선에 취약. 따라서, 많은 시간 동안 (예를 들면, 직접적인 햇빛) 강한 자외선에 노출 (인쇄소와의 통신을 개인에 따라) 그들의 체력을 줄일 돌이킬 것입니다. 실험실 공간 (예를 들어, 형광등에서) 때 사용 중인 어두운 상자에서 stereolithographic 구성 요소를 저장 하는 것이 좋습니다에 환경 UV, 고려는 수년간 구성 요소의 물리적 강도 유지 합니다. 또한, 그것은 수술 전에 하이퍼 드라이브 표면 소독 UV 빛 이외에도 다른 방법을 사용 하는 것이 중요입니다. 이 테스트 하이퍼 드라이브 힘 또는 성능 감소의 어떤 표시 없이 4 개월의 과정을 통해 일반 실험실 환경에서 좋은 조건에서 쥐에 이식 남아 있다.

3D 인쇄 성격의이 하이퍼 드라이브는 또한 빠른 수정 및 유연한 디자인을 수 있습니다. 하이퍼 드라이브를을 쉽게 수정할 수 있습니다 예를 들어 대상 구분 여러 두뇌 지역¹¹. 또한,이 드라이브 신경 활동과 지역 두뇌 조작의 동시 모니터링 수 있도록 조정 될 수 있습니다. Tetrodes의 배열과 함께 microdialysis 프로브의 설립 약리 활성화 및 비활성화 뉴런의 신경 녹음²²동안 다양 한 약물의 주입에 의해 수 있습니다. 또한, 신경 표현 빛에 민감한 채널을 설계 활성화 수 또는 tetrode와 optogenetic 기술¹⁹에서 광섬유의 결합에 의해 비활성화. 또한, 드라이브 수 수 쉽게 rescaled 적은와 쥐 또는 청소년 쥐 같은 작은 머리 크기와 동물에 대 한 tetrodes의 숫자.

요약 하자면, 쉬운 가변성을 재생 하는 안정적으로 그리고 정확 하 게에 될 수 있다,이 하이퍼 드라이브는 강력한 도구에서 필드는 효과적인 신경 기록 임 플 란 트를 건설의 간단 하 게, 더 저렴 한 방법으로 결합.

Materials

Welding rod	Blue Demon	ER308L-035-01T	Stainless steel, 0.035" in diameter
Screw	McMaster	91771A060	Stainless steel, flat head, 0-80 thread, 5/8" in length
Screw	McMaster	91772A051	Stainless steel, pan head, 0-80 thread, 5/32" in length
Screw	McMaster	92196A056	Stainless steel, socket head, 0-80 thread, 5/16" in length
Screw	McMaster	92196A055	Stainless steel, socket head, 0-80 thread, 1/4" in length
Screw	McMaster	95868A131	Nylon,  socket head, 2-56 thread, 3/16" in length, black
Screw nut	McMaster	90730A001	Stainless steel, narrow hex,  0-80 thread
Shoulder screw	McMaster	90298A213	Stainless steel, 8-32 thread, 3/16" in diameter, 1/4" in length
Cup screw	McMaster	92313A105	Stainless steel, 4-40 thread, 3/16" in length
Thumb screw	McMaster	94323A592	Nylon, 8-32 thread, 3/8" in length, black
Magnet	Apex	M3X1MMDI	Neodymium, 3 mm X 1 mm disc
Metal tubing	Small Parts	B00137QHNS	Stainless steel, 23 gauge, 0.0253" OD, 0.013" ID, 0.006" wall
Metal tubing	New England Small Tube	Custom-made	Stainless steel, 30 gauge, 0.012/0.0125" OD, 0.007/0.008" ID, full hard
Heat-shrink tubing	McMaster	7856K72	0.09" ID before shrinking, blue
Silicone tubing	A-M Systems	807300	0.040" ID, 0.085" OD
Polyimide tubing	A-M Systems	823400	0.0045" ID, 0.0005" wall
Ground wire	A-M Systems	791500	0.005" bare, 0.008" coated, half hard
Tetrode wire	California Fine Wire	Custom-made	0.0007" in diameter, platinum-iridium (90%-10%), HML and VG coating
EIB	Neuralynx		EIB-72-QC-Large
Gold pins	Neuralynx		large EIB pins
Tap	Balax	01302-000	M1.2 thread size
Tap	McMaster	2522A811	0-80 thread size, bottoming
Tap	McMaster	2522A771	0-80 thread size, plug
Tap	McMaster	26955A94	3/8"-24 thread size, bottoming
Tap	McMaster	2522A713	2-56 thread size
Tap	McMaster	2522A715	4-40 thread size
Tap	McMaster	2522A718	8-32 thread size
Die	McMaster	2576A457	3/8"-24 thread size, 1" OD
Drill bit	McMaster	30585A82	Wire gauge 65, 0.035" in diameter
Drill bit	McMaster	30585A83	Wire gauge 66, 0.033" in diameter
Drill bit	McMaster	30585A87	Wire gauge 70, 0.028" in diameter
Drill bit	McMaster	30585A88	Wire gauge 71, 0.026" in diameter
Drill bit	McMaster	30585A91	Wire gauge 73, 0.024" in diameter
Drill bit	McMaster	8870A23	3/16" in diameter
Dremel disc	Wagner	31M	Diamond coated, 22 mm in diameter, 0.17 mm in thickness
Steel wire	Precision Brand	21212	0.012" in diameter, full hard
Steel wire	Precision Brand	21007	0.007" in diameter, full hard
Steel wire	A-M Systems	792700	0.003" in diameter, half hard
Super glue	Loctite	LT-40640	# 406
Super glue	Loctite	LT-41550	# 415
Dental acrylic powder 	Teets	223-3773	Coral
Dental acrylic liquid	Teets	223-4003