만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : Tetrode 조립

이 프로토콜에서는 테트로 제작을 시작하기 위해 깨어 있는 설치류에서 만성 생체 내 기록을 위한 4개의 전극으로 구성된 테트로스 다발의 제작 및 설치에 대해 설명합니다. 한 가닥의 미세 전극 와이어가 두 번 접혀 네 개의 평행한 와이어 다발을 만들었습니다. 그런 다음 이 와이어를 함께 꼬아서 뜨거운 공기총을 주입합니다.

완성된 각 테로는 보관 상자에 넣습니다. 더 많은 테로가 만들어지는 동안 각 테로는 선형 액추에이터의 개구부를 통해 들어가고 마이크로 드라이브 어레이의 베이스를 통해 나가는 전용 경로를 따라 삽입됩니다. tero의 4개 전선 각각은 마이크로 드라이브 어레이 상단에 부착된 출력 커넥터 보드의 개별 핀에 연결됩니다.

tero의 각 채널의 임피던스는 금 전기 도금 공정을 사용하여 낮아집니다. 모든 teros가 설치되고 전기 도금이 완료되면 두 개의 접지선이 커넥터 보드의 각 핀에 연결되고 콘이 접지된 후 보호를 위해 마이크로 드라이브 어레이의 프레임에 보호 콘이 부착되며, 폴리가 작동하는 Tero 마이크로 드라이브 어레이는 이식 준비가 되었습니다. 안녕하세요, 저는 Pickout Institute for Learning and Memory의 Nat Wilson 실험실에서 근무하는 Dave Nian입니다.

오늘 MIT에서는 테로를 제작하고, 테로를 적재하고, 마이크로 드라이브 재구성의 마지막 단계를 완료하는 절차를 보여드리겠습니다. 우리는 실험실에서 이 절차를 사용하여 깨어 있고 행동하는 동물 준비에서 큰 개체군과 뉴런 사이의 조정된 신경 활동을 연구합니다. 시작하겠습니다.

표준 마이크로 드라이브 어레이를 위한 tero를 구축하기 위해 50cm 길이의 절연 12미크론 마이크로옴 와이어로 시작합니다. 와이어를 반으로 접고 쌍을 따라 손가락을 움직여 서로 붙도록 합니다. 한 쌍의 전선이 전체 길이에 걸쳐 접촉이 양호한지 확인하십시오.

두 끝을 함께 잡고 쌍을 다시 접습니다. 한쪽 끝에 형성된 고리가 꼬이지 않았는지 확인하십시오. 네 개의 팁이 정렬되도록 루프가 없는 끝에서 네 개의 와이어를 자릅니다.

다음 단계에서는 수정된 앨리게이터 클립, 전동 회전 장치 및 회전 장치 위의 수평 막대가 필요합니다. 앨리게이터 클립은 클립 바닥에 플라스틱 막대를 붙여서 수정합니다. 팁이 노출되면 수정된 악어 클립과 함께 4개의 와이어를 고정합니다.

수평 막대 위에 와이어 루프를 걸어 놓습니다. 앨리게이터 클립을 전동 스테이지에 놓습니다. 약 3분 동안 와이어 번들을 시계 방향으로 80번 비틀린 다음 시계 반대 방향으로 40번 비틀어 적용합니다.

이러한 매개변수는 필요에 따라 달라질 수 있습니다. tero twisting이 완료된 후 각 각도에 대해 중간에서 낮은 유량을 사용하여 히트 건으로 세 가지 다른 각도에서 가열하여 와이어를 함께 융합하고 와이어 번들이 갈라지는 곳에서 1-2cm 아래에서 시작합니다. 그런 다음 약 5초 동안 전선에서 2cm 거리에서 히트 건을 위아래로 실행합니다.

고온은 절연체를 완전히 녹여 단락을 일으킬 수 있으므로 주의하십시오. 이제 와이어가 서로 융합되었으므로 앨리게이터 클립을 부드럽게 들어 올려 테로에 가해지는 장력을 완화하고 앨리게이터 클립 근처에서 테로를 자릅니다. 다른 쪽 끝에서 동일한 길이의 브랜드가 없는 와이어 가닥 4개가 있도록 루프를 자릅니다. 다음으로, 부드러운 끝이 있는 핀셋으로 와이어를 부드럽게 구부려 상단의 개별 가닥을 분리합니다.

이제 tero를 마이크로 드라이브 어레이에 로드할 준비가 되었습니다. 21-25개의 Tet 도로를 더 만들고 tero 로딩 과정이 진행될 때까지 먼지가 없는 상자에 보관하십시오. 아직 구축하지 않은 경우 완전한 마이크로 드라이브 어레이가 필요합니다.

우리의 설계 계획에서 만성적인 생체 내 기록 마이크로 드라이브 어레이 제작에 대한 비디오 마이크로 전극 드라이브 어레이를 참조하십시오. tero는 한쪽 끝이 커넥터 하드웨어에 부착되고 전극 팁이 마이크로 드라이브 어레이의 베이스 아래로 확장되도록 마이크로 드라이브의 폴리 미드 캐리어 튜브를 통해 연결됩니다. 이제 1 tero에 대해 이 로딩 과정을 시연하겠습니다.

시작하기 전에 한쪽 끝과 다른 쪽 끝의 커넥터 보드에 부착할 수 있는 드라이브 홀더를 얼음 팬으로 고정할 수 있습니다. 이 예에서 드라이브 홀더는 X exacto 나이프 핸들의 한쪽 끝에 접착된 milax 커넥터로, 소프트 팁 핀셋으로 tero를 잡고 스테레오스코프를 사용하여 tero의 끝을 마이크로 드라이브 중 하나의 폴리 미드 캐리어 튜브에 밀어 넣습니다. 개별 전극 와이어가 드라이브 어레이 bere 상단의 커넥터 보드에 가까워질 때까지 Tet road를 튜브에 밀어 넣고, 테트로가 수직이 아닌 비스듬히 뇌에 들어가고 tero의 무결성을 약화시킬 수 있으므로 와이어를 구부리지 않도록 주의하십시오.

이제 소프트 팁 핀셋을 사용하여 4개의 와이어의 다른 쪽 끝을 전극 인터페이스 보드의 해당 구멍에 부드럽게 공급합니다. 다시 말하지만, 전선이 꼬이거나 구부러지지 않도록 하십시오. 4개의 와이어가 모두 제자리에 있는 상태에서 아래턱이 짧아진 펜치로 금색 핀을 구멍에 밀어 넣습니다.

핀을 구멍에 밀어 넣으면 전선 절연이 벗겨지고 나중에 참조할 수 있도록 전기 연결이 생성됩니다. 마이크로 드라이브와 전극 인터페이스 보드의 핀 위치 간의 매핑을 추적합니다. 총 18개의 테트로를 계속 로드합니다.

어레이에 남아 있는 3개의 마이크로 드라이브는 기준 전극을 수용하는 데 사용됩니다. 각 기준 전극은 4개의 결합되지 않은 yn 중 하나만 사용하는 tero로 만들어집니다. 기준 전극을 부착하려면 로딩 절차를 따르되 4개의 전극 중 하나만 커넥터 보드의 해당 기준 전극 핀에 부착합니다.

다중 사이트 녹음을 계획하고 있다면 teros에서 커넥터 보드까지의 연결을 미리 계획하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 전극 인터페이스 보드에서 함께 하나의 해부학적 영역을 대상으로 하는 클러스터 테트로가 있습니다. 이렇게 하면 실험 중에 잘못된 테트로를 조정할 가능성을 최소화할 수 있습니다.

tero loading이 완료되면 두 개의 접지선을 만들 수 있는데, 하나는 동물용이고 다른 하나는 보호용 원뿔용입니다. 6인치 길이의 절연 강선 1개를 자르고 전선의 각 끝에서 금속 핀셋을 사용하여 3mm의 절연체를 제거합니다. 그런 다음 4인치 길이의 절연 강선을 자릅니다.

한쪽 끝에서 3mm의 단열재를 제거하고 다른 쪽 끝에서 1cm를 제거하십시오. 6인치 접지선을 마이크로 드라이브 어레이 측면의 구멍을 통해 인터페이스 보드 쪽으로 위로 배선합니다. 노출된 전선을 지정된 접지 구멍에 금핀으로 전극 인터페이스 보드에 연결합니다.

이 와이어는 동물의 두개골에 연결됩니다. 4인치 접지선을 이전에 설치된 접지선과 평행하게 배선합니다. 3mm 벗겨진 끝을 다른 지정된 접지 구멍에 있는 금핀을 사용하여 전극 인터페이스 보드에 연결합니다.

이 와이어는 나중에 보호 원뿔에 연결되며, 이 원뿔은 노이즈 픽업을 줄이기 위해 작은 패러데이 케이지 역할을 합니다. 이제 전선 연결이 완료되었으며 teros 정제를 진행할 수 있습니다. 이 과정에서 우리의 목표는 모든 테로를 잘라서 표적 뇌 구조의 깊이와 우리의 예보다 약간 더 길어지도록 하는 것입니다.

마이크로 드라이브는 많은 신피질 영역과 성인 쥐의 등쪽 해마에 도달하기에 충분한 최대 5-6mm의 이동을 위해 설계되었습니다. 먼저 테트로가 동시에 최대로 노출되도록 모든 마이크로 드라이브를 낮춥니다. 최종 절단을 위해 날카로운 가위를 사용하여 원하는 최종 길이보다 약 5mm 더 긴 길이로 모든 테트로를 자릅니다.

얼음 팬에 톱니 모양의 가위를 준비합니다.amp 한쪽 손잡이는 아래쪽으로 약간 각도를 맞추고 톱니가 위쪽을 향하도록 하고 다른 손잡이는 그대로 둡니다. 매달려 이제 마이크로 드라이브를 올려 모든 Tet 도로를 가이드 캐뉼라로 완전히 철회합니다. 입체경을 사용하여 캐뉼라에서 1테로를 완전히 확장하십시오.

눈금자를 사용하여 톱니 모양의 가위를 가이드에서 캐뉼러까지 원하는 거리에 배치합니다. 한 번의 부드러운 움직임으로 천천히 테로를 잘라냅니다. 이 tero를 절단한 후 마이크로 드라이브를 3-4mm 위로 빼냅니다.

모든 tero가 절단될 때까지 각 tero에 대해 이 과정을 반복합니다. 이 시점에서 금도금을 할 준비가 되었습니다. 금도금.

로테로스는 장기적으로 안정적인 녹음을 위해 매우 중요합니다. 부식을 방지하고 생체 적합성을 향상시킵니다. 전류 발생기의 외부 모드에서 임피던스 미터를 설정하고 오디오 출력으로 DC 확인 모드를 설정합니다.

전류 발생기의 두 리드를 각 tero 내의 6개의 가능한 채널 쌍에 터치하고 오디오 피드백을 사용하여 쌍 사이에 단락이 있는지 확인합니다. 채널 쌍 사이의 단락은 다음과 같이 들립니다. 단락이 있으면 톱니 모양의 가위로 tero를 다시 자르고 다시 테스트하십시오.

문제가 지속되면 Tet 도로를 버리고 교체하십시오. 모든 마이크로 드라이브를 아래로 이동하여 모든 Tet 도로를 가능한 한 멀리 확장하십시오. 전극 임피던스를 확인하기 위해 장비 구성을 수정합니다.

이제 모든 테로의 끝을 표준 금 도금 용액의 욕조에 담그십시오. 금 수조는 임피던스 미터의 음극 리드에 전기적으로 연결됩니다. 임피던스 미터의 양극 리드를 커넥터 보드의 해당 핀에 터치하여 전극의 임피던스를 확인하십시오.

마이크로 드라이브 어레이에 있는 모든 와이어의 임피던스를 측정하고 기록합니다. 정상 값의 범위는 전류 발생기에서 1에서 3메가옴까지입니다. 전류를 1에서 3마이크로암페어 사이로 설정합니다.

다음은, 안전하게. 임피던스 미터의 양극 리드를 커넥터 보드의 핀에 연결합니다. 임피던스 미터에서.

바이패스 모드에 있는 동안 일반 모드에서 바이패스 모드로 빠르게 전환하고 다시 되돌릴 수 있습니다. 전류는 Tet 도로와 금 용액을 통과하고 금은 전극 팁에 도금됩니다. 각 도금 라운드 후의 임피던스는 이전보다 작아야 합니다.

현재 펄스를 반복합니다. 임피던스가 1메가옴 이하로 떨어지지 않은 경우. 허용 임피던스의 보수적 인 범위는 250 킬로 옴에서 350 킬로 옴입니다.

임피던스가 200킬로옴 미만으로 떨어지면 단락을 나타낼 수 있습니다. 반복적인 펄스 후에도 임피던스가 충분히 떨어지지 않으면 전극 팁이 막힐 수 있습니다. 반바지의 테로 체크를 다시 자르고 금도금 과정을 반복합니다.

다시 절단해도 도움이 되지 않으면 tero를 교체하고 다시 시작하십시오. 모든 테로를 도금한 후 에탄올에 담그고 3-5분 동안 주행하게 합니다. tero 팁이 공기에 노출된 상태에서 전류 발생기를 사용하여 teros 내의 단락을 테스트합니다.

tero의 두 개 이상의 전극 사이에 DC 연결이 존재하는 경우 tero를 다시 자르고 금으로 도금하십시오. 모든 테로(teros)의 금도금이 완료되면 모든 테로(teros)를 드라이브로 이동합니다. 각 마이크로 드라이브의 맨 위에 있는 마지막 단계로, 중간 두께의 시아노아크릴레이트 접착제 한 방울을 각 tero와 폴리 튜빙 사이의 계면에 추가합니다.

이렇게 하면 tero가 마이크로 드라이브에 고정됩니다. 보호 콘의 목적은 마이크로 드라이브와 노출된 tero 와이어를 환경으로부터 보호하는 것입니다. 또한 실험 중 취급을 지원하고 전기 노이즈를 줄입니다.

우리는 3D 프린팅된 플라스틱 원뿔을 사용합니다. 그러나 구부러진 소다 조각과 같은 다른 재료로 원뿔을 만드는 것이 가능합니다. 플라스틱 콘을 가져 와서 알루미늄 호일 테이프를 내부 또는 외부 표면에 고정 할 수 있습니다.

먼저 드라이브 어레이가 매달려 있는 원뿔 측면에 길이가 16인치인 3 1 72 크기 나사 3개를 삽입하고 부분적으로 돌립니다. 드라이브 위에 원뿔을 삽입합니다. 두 접지선이 드라이브 어레이의 바닥에서 연장되어 있는지 확인하십시오.

4인치 접지선의 노출된 부분을 1 72 나사 중 하나에 여러 번 감고 나사를 조이고 나머지 두 개의 원뿔 나사를 조여 원뿔을 드라이브 베이스에 단단히 고정합니다. 이제 마이크로 드라이브 어레이 생산이 완료되었습니다. 마이크로 드라이브 어레이에는 3개의 참조에 18개의 teros가 로드되어 있습니다.

내구성을 위해 보호용 원뿔과 캡으로 둘러싸여 있습니다. 완성 된 드라이브의 무게는 일반적으로 20-25g입니다. 평균적으로.

완성된 드라이브 어레이는 표준 수술 절차를 사용하여 이식됩니다. 보시다시피 드라이브는 프리 앰프 칩과 데이터 수집 하드웨어 및 소프트웨어로 신호를 전달하는 와이어 번들에 연결되어 있습니다. 테로를 만들고 마이크로 드라이브 어레이 구성 절차를 완료하는 방법을 보여드렸습니다.

이 비디오에서는 생체 내 녹음을 위해 teros를 제작하고, teros를 로드하고, 컨디셔닝하는 방법을 보여주었습니다. 또한 마이크로 드라이버 어레이에 원뿔을 추가하여 시간이 지남에 따라 견고하게 만드는 방법을 보여주었습니다. 마이크로 드라이버 어레이 구성에는 많은 단계가 있으므로 인내심을 갖고 전극을 부드럽게 다루고 모든 중간 단계가 제대로 완료되었는지 확인하십시오.

지켜봐 주셔서 감사드리며 실험에 행운을 빕니다.