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.
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이 논문에서
요약
초록
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.
서론
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 동물1,2,3extracellular 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
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프로토콜
1입니다. 스테레오 리소 그래피 3D 모델의
- 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.
-
마이크로 드라이브 랙의 준비 (그림 2C)입니다.
- 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.
- 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.
- 완전히 삽입 6 0-80 스레드, 15.88 ....
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결과
우리는 시험 결과 얻기 위해 새로 지어진된 하이퍼 드라이브를 사용. 드라이브는 ø 17 µ m (0.0007"), 폴 리 이미 드 코팅 백 금-이리듐 (90%-10%) 와이어에서에서 건설 하는 tetrodes로 갖춰 졌다. tetrodes의 팁 백 금 블랙 솔루션을 1 kHz에서 100와 200 k ω 사이 전극 임피던스를 줄이기 위해에서 도금 했다. 하이퍼 드라이브는 4.6 m m 550 g, 남자 긴 에반스 쥐의 두개골에는 중간의와 0.5 m m 가로 공동 앞쪽 왼쪽을 이식 했다. 추가 접지 와이어는 소 뇌를 통해 두개골 나사에 연결 되었다. 모든 절차와 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 베일 러 의과대학의 승인으로 수행 했다 그 앞에서 설명한18유사 했다. 바로 외과 이식 뒤는 tetrodes 뇌에 1mm 전진 되었다. 이후의 일에 더 이상 80 µ m의 작은 고급 증가 사용 되었다. tetrodes 신경 녹음.......
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토론
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 합니.......
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공개 사항
저자는 공개 없다.
감사의 글
우리 감사 모 저 랩 Kavli 연구소 시스템 신경 과학 센터 신경 계산, 쥐에서 절차를 녹음 하는 노르웨이어 대학의 과학 및 기술, 만성 신경. 이 작품은 NIH 그랜트 R21 NS098146, 및 인간 프론티어 과학 프로그램 장기 친교 LT000211/2016-L 나 루에 의해 지원 되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 용접 막대 | Blue Demon | ER308L-035-01T | 스테인리스 스틸, 직경 0.035" |
| 나사 | McMaster | 91771A060 | 스테인리스 스틸, 플랫 헤드, 0-80 실, 5/8" 길이 |
| 나사 | McMaster | 91772A051 | 스테인리스 스틸, 팬 헤드, 0-80 실, 5/32" |
| 길이 나사 | McMaster | 92196A056 | 스테인리스 스틸, 소켓 헤드, 0-80 실, 5/16" |
| 길이 나사 | McMaster | 92196A055 | 스테인리스 스틸, 소켓 헤드, 0-80 실, 1/4" 길이 |
| 나사 | McMaster | 95868A131 | 나일론, 소켓 헤드, 2-56 실, 3/16" 길이, 검은색 |
| 나사 너트 | McMaster | 90730A001 | 스테인리스 스틸, 좁은 육각, 0-80 스레드 |
| 어깨 나사 | McMaster | 90298A213 | 스테인리스 스틸, 8-32 스레드, 직경 3/16", 길이 1/4" |
| 컵 나사 | McMaster | 92313A105 | 스테인리스 스틸, 4-40 나사, 길이 3/16" |
| 엄지 나사 | McMaster | 94323A592 | 나일론, 8-32 실, 3/8" 길이, 검은색 |
| 자석 | Apex | M3X1MMDI | 네오디뮴, 3mm X 1mm |
| 디스크 금속 튜브 | 소형 부품 | B00137QHNS | 스테인리스강, 23게이지, 0.0253" OD, 0.013" ID, 0.006" 벽 |
| 금속 튜브 | 뉴잉글랜드 소형 튜브 | 맞춤형 | 스테인리스강, 30 게이지, 0.012/0.0125" OD, 0.007/0.008" ID, 완전 경질 |
| 열수축 튜브 | McMaster | 7856K72 | 0.09" 수축 전 ID, 파란색 |
| 실리콘 튜빙 | AM 시스템 | 807300 | 0.040" ID, 0.085" OD |
| 폴리이미드 튜빙 | AM 시스템 | 823400 | 0.0045" ID, 0.0005" |
| 벽 접지선 | AM 시스템 | 791500 | 0.005" 베어, 0.008" 코팅, 반 경질 |
| 사극선 | 캘리포니아 미세 와이어 | 맞춤형 | 0.0007" 직경, 백금-이리듐(90%-10%), HML 및 VG 코팅 |
| 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 스레드 크기, 플러그 |
| 탭 | McMaster | 26955A94 | 3/8"-24 나사 크기, 바닥 |
| 탭 | McMaster | 2522A713 | 2-56 나사 크기 |
| 탭 | McMaster | 2522A715 | 4-40 나사 크기 |
| 탭 | McMaster | 2522A718 | 8-32 나사 크기 |
| 다이 | McMaster | 2576A457 | 3/8"-24 나사 크기, 1" OD |
| 드릴 비트 | McMaster | 30585A82 | 와이어 게이지 65, 직경 0.035" |
| 드릴 비트 | McMaster | 30585A83 | 와이어 게이지 66, 직경 0.033" |
| 드릴 비트 | McMaster | 30585A87 | 와이어 게이지 70, 직경 0.028" |
| 드릴 비트 | McMaster | 30585A88 | 와이어 게이지 71, 직경 0.026" |
| 드릴 비트 | McMaster | 30585A91 | 와이어 게이지 73, 직경 0.024" |
| 드릴 비트 | McMaster | 8870A23 | 3/16" 직경 |
| Dremel disc | Wagner | 31M | 다이아몬드 코팅, 직경 22mm, 두께 0.17mm |
| 강선 | Precision 브랜드 | 21212 | 직경 0.012", 전체 경질 |
| 강선 | Precision 브랜드 | 21007 | 직경 0.007", 완전 경질 |
| 강선 | A-M 시스템 | 792700 | 직경 0.003", 반 하드 |
| 슈퍼 접착제 | 록타이트 | LT-40640 | # 406 |
| 슈퍼 접착제 | 록타이트 | LT-41550 | # 415 |
| 치과 아크릴 파우더 | Teets | 223-3773 | 산호 |
| 치과 아크릴 액체 | Teets | 223-4003 |
참고문헌
- O'Keefe, J., Recce, M. L. Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm. Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Dynamics of the hippocampal ensemble code for space. Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).
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