Name: 만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : Tetrode 조립 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-04-22T00:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 19 s
Description: 배우세요 쥐의 만성 생체내 전기생리학 기록을 위한 테트로드 제작 및 마이크로 드라이브 어레이 조립 방법입니다. 이 프로토콜은 신경 활동의 장기 모니터링을 가능하게 합니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

우리는 비디오에 묘사된 자동, 전동 tetrode 트위스터 장치 자신의 설계 및 시공에 대한 Jun 야마모토을 인정하고 싶습니다. 또한, 마이크로 드라이브와 연구실에 tetrode 기술 개발에 자신의 공헌에 대한 모든 과거와 현재 윌슨 연구소 회원을 인정하고 싶습니다.

1. tetrodes의 제작 <ol><li> NI - 크롬 와이어 12.5 마이크론 직경 코어와 절연 polyimide, 길이 50​​cm를 취득하여 한 tetrode의 건설을 시작합니다. 절반 와이어를 접으십시오. 그들이 뭉쳐 만들 쌍을 함께 손가락을 실행합니다. 와이어의 쌍 그들의 전체 길이에 걸쳐 좋은 연락 방법을 가지고 있는지 확인하십시오. </li><li> 함께 두 끝을 잡고 의해 다시 쌍을 접으십시오. 한쪽에 형성 루프가 kinked 있지 않은지 확인합니다. 4 가지 방법이 정렬되도록 이외의 반복 끝에있는 4 개의 선이 컷. </li><li> 다음 단계에, 당신은 수정된 악어 클립, 전동 회전 장치 ​​및 회전 장치 ​​위에 수평 막대가 필요합니다. 악어 클립 gluing 클립의 기지에 플라스틱 막대에 의해 수정됩니다. 와이어 도움말이 노출되는 곳에, 수정된 악어 클립과 함께 4 개의 선이 클램프. 수평 막대를 통해 와이어 루프를 잡아. 전동 무대로 악어 클립을 배치합니다. </li><li> 약 3 분의 과정을 통해 와이어 번들 40 카운터 시계 왜곡 다음 80 시계 왜곡을 적용합니다. 이러한 매개 변수는 여러분의 필요에 따라 다양한하실 수 있습니다. </li><li> tetrode의 왜곡이 완료되면, 중간 - 낮은 흐름을 사용하여 열 총 (420 ° C 또는 790 ° F)의 세 가지 각도에서 가열하여 함께 전선을 융합. 각 각도 들어, 약 5 초 동안 와이어에서 2cm 거리에서 와이어 번들이 분리 아래 1~2센티미터를 시작 열 총 내려 실행하고 백업하십시오. 고온 완전히 절연 제를 용해하고 단락으로 이어질 수 있으므로주의하시기 바랍니다. </li><li> 와이어가 함께 융합 했으므로, 부드럽게 tetrode에 긴장을 완화하기 위해 악어 클립을 리프팅하여 비틀 장치에서 tetrode를 제거하고, 악어 클립 근처 tetrode를 잘라. 다른 끝에, 동일한 길이의 와이어 네 가지가 아닌 보세 가닥이있다는 것을 같은 루프를 잘라. </li><li> 다음, 부드럽게 부드러운 밀고 트위터와 전선을 절곡하여 상단에있는 각각의 가닥을 분리. </li><li> tetrode 이제 마이크로 드라이브 배열로로드를위한 준비가되었습니다. 21-25 더 tetrodes을하고 tetrode 로딩 프로세스에 시간이 될때까지 먼지 무료로 상자에 그들을 저장할 수 있습니다. </li></ol> 2. 마이크로 드라이브 배열로 tetrodes 및 접지 전선을 로딩 <ol><li> 진행하기 위해서는 완벽한 마이크로 드라이브 배열이 필요합니다. 아직 하나를 구축하지 않은 경우 &#39;에 - 생체내 녹음 만성위한 마이크로 드라이브 배열입니다. : 드라이브 제조&#39;비디오를 참조하십시오 전극 팁의 마이크로 드라이브 배열의 기초 아래에 연장되는에는 마이크로 드라이브 캐리어 튜브를 polyimide 우리 디자인 계획에서 tetrode는 커넥터의 하드웨어 하나의 끝에 첨부되며,을 통해 실행됩니다. </li><li> 시작하기 전에 하나의 끝에있는 커넥터 보드에 장착할 수 있으며, 다른 끝에, panavise에 의해 고정되어 수있는 드라이브 홀더를 빌드합니다. 이 예제에서는 드라이브 홀더는 X - ACTO 나이프 핸들 (그림 1C)의 한쪽 끝을 위해 접착 밀 - 최대 커넥터입니다. </li><li> 소프트 밀고 족집게로 tetrode를 개최하고 입체경을 사용하여에 tetrode의 끝을 밀어하면 마이크로 드라이브 중 하나의 캐리어 튜브를 polyimide. 각 전극 와이어는 드라이브 배열의 상단에있는 커넥터 보드에 가까운 때까지 튜브에 tetrode 밀어. 꼬임이나 구부 와이어,이게 오히려 수직보다 각도에서 두뇌를 입력 tetrode의 원인이되므로, 그리고 tetrode의 무결성을 약하게됩니다 않도록주의하십시오. </li><li> 부드럽게 부드럽게 밀고 족집게를 사용하여 전극 인터페이스 보드의 해당 구멍에 4 개의 선이의 다른 쪽 끝을 피드. 다시, 와이어 꼬임이나 굽힘하지 마십시오. 대신에 4 개의 선이으로 단축 아래턱을 펜치로 자신의 구멍에 금색 핀을 밀어. 핀이 구멍에 적용됩니다 때, 그들은 와이어 절연 제를 스트립 및 전기 연결을 생성합니다. </li><li> 나중에 참고로, 마이크로 드라이브와 전극 인터페이스 보드의 핀 위치 사이의 매핑을 추적할. </li><li> 18 tetrodes 총 로딩 계속합니다. 배열에 세 남아있는 마이크로 드라이브는 참조 전극을 수용하는 데 사용됩니다. 각 기준 전극은 네 개의 unbonded 와이어 종료 중 하나만 사용 tetrode으로 만들어진 것입니다. , 참조 전극을 부착로드 절차를 수행하지만 커넥터 보드에서 해당 참조 전극 핀 네 개의 전극 중 하나를 첨부합니다. </li><li> 당신은 다중 사이트 녹음을 계획하고있다면, 그것은 tetrodes에서 미리 커넥터 보드에 연결을 계획하는 가치가있을 수 있습니다. 이것은 실험을하는 동안 잘못된 tetrode 조정의 가능성을 최소화해야합니다. </li><li> tetrode 로딩이 완료되면, 두 건의 지상 와이어, 동물 용과 보호 원추형 한합니다. 에서 6 &#39;긴 절연 강철 와이어를 (텍스트 : 0.005&#39;직경) 잘라 철사의 각 끝에서, 금속 핀셋을 사용하여 단열의 3mm를 제거합니다. 그렇다면 4 컷&#39;긴 절연 강철 와이어 (텍스트 : 0.005&#39;직경). 한 쪽 끝에 그리고 다른 끝에 1cm에서 단열재의 3mm를 제거합니다. </li><li> 마이크로 드라이브 배열의 측면에있는 구멍을 통해 최대의 인터페이스 보드쪽으로 국도 6 &#39;접지 와이어를. 지정된 접지 구멍에 금색 핀으로 전극 인터페이스 보드에 노출된 전선을 연결합니다. 이 와이어는 동물의 두개골에 연결됩니다. </li><li> 이전에 설치한 접지 와이어에 국도 4 &#39;접지 와이어 병렬. 다른 지정된 접지 구멍에 골드 핀을 사용하여 전극 인터페이스 보드에 3mm 벗겨지고 끝을 연결합니다. 이 와이어는 나중에 노이즈 픽업을 줄이기 위해 작은 패러데이 케이지 역할을하는 보호 원뿔에 연결됩니다. 우리는 지금 연결 전선을 완료하고 우리 tetrodes를 수정과 함께 진행할 수 있습니다. </li></ol> 3. tetrodes의 길이를 설정 <ol><li> 이 과정에서 우리의 목표는 그들이 약간 이상 대상 뇌 구조의 깊이보다 있도록 모든 tetrodes를 잘라하는 것입니다. 우리의 예제에서, 마이크로 드라이브는 많은 neocortical 영역과 성인 쥐 등의 해마에 도달하는 충분한 5-6mm, 최대 여행을 위해 설계되었습니다. 첫째, tetrodes가 maximally 노출되도록 모든 마이크로 드라이브를 낮추십시오. 동시에 날카로운 좋은 가위를 사용하여 원하는 최종 길이보다 약 5mm 더 이상 길이의 모든 tetrodes를 잘라. </li><li> 마지막 컷 들어, panavise에 톱니 가위를 준비합니다. 매달려있는 다른 핸들을 떠나면서, 약간의 각도 아래쪽과 위쪽을 향하고 잘린 한 손잡이를 고정. </li><li> 지금은 완전히 마이크로 드라이브를 회전하여 안내 정맥에 모든 tetrodes을 철회. </li><li> 입체경를 사용하면 완벽하게 그 정맥에서 하나 tetrode를 확장합니다. 가이드 정맥에서 원하는 거리에서 통치자, 위치 톱니 모양의 가위를 사용합니다. 천천히 그리고 부드럽게 한 부드러운 움직임과 함께 tetrode를 잘라. 이 tetrode가 절단되고 나면, 3-4밀리미터에 의해 마이크로 드라이브를 철회. 모두 잘라 때까지 각 tetrode에 대해이 과정을 반복합니다. 이 시점에서 당신은 금 도금을위한 준비가되어 있습니다. </li></ol> 4. tetrodes 및 품질 검사의 골드 도금 nichrome tetrode 와이어 도금 골드 장기 안정적인 레코딩을 위해 중요합니다. 그것은 부식 및 개선 biocompatibility을 방지합니다. <ol><li> 외부 모드 임피던스 미터 및 오디오 출력 (그림 1D)와 DC 검사 모드에서 현재의 발전기를 설치합니다. 각 tetrode 내에서 채널의 여섯 가능한 쌍에 현재 발전기의 두 리드를 터치하고, 반바지는 쌍 사이에 존재하는지 확인하기 위해 오디오 피드백을 사용합니다. 짧은 있으면 다시 톱니 모양의 가위와 테스트와 tetrode을 다시 절단. 문제가 지속되면, tetrode를 버리고 그것을 대체합니다. </li><li> 아무 반바지 모든 tetrodes 내에 존재하지 때 멀리 밖으로 가능한 모든 tetrodes을 확장, 모든 마이크로 드라이브를 아래로 이동합니다. </li><li> 전극 임피던스 (그림 1E)을 확인을위한 장비 구성을 수정합니다. 이제 모든 tetrodes의 도움말 표준 금광 도금 솔루션의 욕조에 수영. 골드 목욕은 전기 임피던스 미터의 긍정적인 리드에 연결되어 있습니다. 커넥터 보드에 해당 핀에 임피던스 측정기의 부정적인 리드를 만져 전극의 임피던스를 확인합니다. </li><li> 측정 및 마이크로 드라이브 어레이에있는 모든 전선의 임피던스를 기록합니다. 일반 값은 1-3 MOhm의 범위. </li><li> 현재 발전기에, 1-3 μA의 전류를 설정합니다. 다음 안전하게 커넥터 보드에 핀에 임피던스 측정기의 부정적인 리드를 연결합니다. 전기 도금 구성 (그림 1 층)에 장비를 놓습니다. 임피던스 미터에 신속하게 모드를 우회하기 위해, 정상 모드에서 전환, 그리고 다시. 바이패스 모드에있는 동안, 현재는 tetrode과 골드 솔루션을 통과하며, 금은 전극 팁에 도금 것입니다. 도금 각 라운드 후에 임피던스 전에 미만이어야한다. 임피던스 1 MOhm 아래에 드롭하지 않은 경우 전류 펄스를 반복합니다. 허용 임피던스의 보수 범위는 350 kOhm에 250kOhm 있습니다. 임피던스 200 kOhm 아래로 떨어지면,이 짧은 회로를 나타낼 수 있습니다. </li><li> 반복 펄스 후 임피던스가 충분히 드롭하지 않는 경우, 전극 팁을 방해 수 있습니다. tetrode을 다시 절단, 반바지를 확인하고, 금 - 도금 과정을 반복합니다. 다시 절단 도움이되지 않으면 tetrode를 교체하고 다시 시작합니다. </li><li> 모든 tetrodes을 도금 후, 에탄올에서 짧게 tetrode 도움말을 찍어, 그리고 그들이 3-5분 위해 건조하게. </li><li> 공기에 노출 tetrode 도움말과 현재의 발전기를 사용하여 tetrodes 이내 단기 회로에 대한 테스트합니다. DC 연결 tetrode 중 두 개 이상의 전극 사이에 존재하면, 다시 황금으로 tetrode하고, 번호판을 다시는 잘라 버릴거야. </li><li> 모든 tetrodes의 골드 도금이 완료되면 각 tetrod 사이의 인터페이스에 중간 두께 cyano - 아크릴 레이트 접착제 한 방울을 추가전자과가 튜빙 polyimide. 이것은 마이크로 드라이브에 tetrode를 확보하고 tetrode의 길이를 유지합니다. </li><li> 마지막 단계로, 모든 나사를 회전하여 드라이브에있는 모든 tetrodes 이동합니다. </li></ol> 5. 보호 콘 부착 보호 콘의 목적은 환경에서 마이크로 드라이브와 노출된 tetrode 와이어를 보호하는 것입니다. 그것은 또한 실험 도중 처리에 대한 지원을 제공하고 전기 노이즈를 줄여줍니다. 우리는 3 차원 인쇄 플라스틱 콘을 (드라이브 제조 참조 부)을 사용합니다. 그러나, 그것은 할 수 소다의 구부러진 조각 같은 다른 재료의 원추형을 만들 수 있습니다. <ol><li> 플라스틱 원추형를 타고 안쪽 또는 바깥쪽 표면에 일부 알루미늄 호일 테이프를 수정. </li><li> 다음, 원추 통해 작은 구멍 (직경 1.5 mm)을 훈련하고 느슨하게 원추 안에 세탁기와 너트와 나사를 첨부합니다. 이것은 접지 와이어에 대한 전기적 통로 역할을합니다. 우리는 00-80 사이즈 나사 및 와셔의 조합을 사용하는 것이 좋습니다. </li><li> 첫째, 삽입 및 부분적으로 원추의 측면로 3 1-72 크기 나사 (길이 16분의 3 인치) 설정합니다. 드라이브 배열 중지로 드라이브 위에 원추형를 삽입합니다. 두 접지 와이어 드라이브 배열의 바닥에서 연장 있는지 확인하십시오. 여러 번 1-72 나사 중 하나가 주변 4 &#39;접지 와이어의 노출된 부분을 싸서 단단히 나사를 고정. 나머지 두 원추형 나사를 강화하여 드라이브베이스에 원추형을 고정합니다. </li><li> 마지막으로, 1cm 짧은 접지 와이어를 취소 끝을 가지고 호일 테이프와 와셔 사이에, 나사 주위를 바람. 나사를 강화하여지면을 고정합니다. 이제 우리는 마침내 외과 이식을위한 준비가 마이크로 드라이브 배열되어 있습니다. </li></ol> 6. 대표 결과 <ol><li> 마이크로 드라이브 배열 생산이 완료되었습니다. 귀하의 마이크로 드라이브 어레이는 18 tetrodes 3 참조 채널로로드됩니다. 그것은 내구성 보호과 원추형 모자으로 쌌다입니다. 보호 콘로 끝난 마이크로 드라이브 배열은 평균 25g에 20g의 무게. </li><li> 완료 드라이브 배열은 표준 수술을 사용하여 이식합니다. 당신이 볼 수 있듯이, 드라이브는 preamplifier 칩 및 데이터 수집 하드웨어 및 소프트웨어에 신호를 운반 전선의 묶음에 첨부되어 있습니다. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/1098/CompositeFigure1_highqualityn.jpg" alt="그림 1" /> 그림 1 : tetrode의 왜곡 구성의 A) 도식. 수평 막대가 자동 tetrode의 비틀림 장치 위에 tetrode의 unbonded 전극 전선을 정직 시키실. B는 tetrode 임피던스 측정 및 전극 도금)을 설치합니다. 단락을 확인할 때, 회로가 다릅니다. 검은색 와이어가 커넥터 보드에서 다른 전극 ​​채널에 연결된 C) 클로즈업 사용자 정의의 A 마이크로 드라이브 어레이 홀더 도구했다. 원통형 막대 X - Acto 나이프 핸들입니다. 커넥터는 26 핀, 두 행, 밀 - 최대 커넥터입니다. 짧은 확인에 대한 두 가지는 치과 아크릴을 사용하여 함께 결합하고 있습니다. D) 구성. 채널 X와 Y는 채널 네 개의 tetrode 채널의 두 가지 채널이 있습니다. E)은 구성 전극 임피던스를 측정하십시오. 현재 소스는 &#39;해제&#39;입니다. 임피던스 측정기가 &#39;에&#39;와 &#39;테스트&#39;로 설정됩니다. F)는 전극 팁 황금 도금에 대한 구성은. 전류 소스가 &#39;에서&#39;오디오 &#39;에서&#39;입니다 설정 모드는 &#39;unipolar&#39;입니다, DC 테스트가 &#39;에서&#39;이며, 현재 2 microamps로 설정됩니다.

<ol><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>
</ol>

이 프로토콜은 두 부분 프로토콜의 두 번째 할부이다 : &quot;에 - 생체내 녹음 만성위한 마이크로 드라이브 배열입니다.&quot;마이크로 드라이브 배열과 tetrode의 조합이 깨어있는 많은 뉴런의 동시 녹음을 얻기위한 강력한 도구입니다, 동물 준비 행동. 자신의 실험실에서 electrophysiological 레코딩을 시작하거나 개선하기 위해 필요한 것이다 바라건대, 우리는 필요한 모든 정보를 제공하고 있습니다. 전동 tetrode 트위스터 장치가 사용자 정의 설계 및 가공되었습니다. 우리는 비슷한 기능을 가진 장치를 위해 수있는 공급 업체 및 부품 번호를 제공하고 있습니다. 또한, 전동 회전 장치는 단순히 악어 클립에 첨부되어 magnetized 감동 막대와 전동 회전 막대 자석을 결합하여 사내에서 건설 수 있으며,이 구성은 대부분 회전, 회전 방향의 수동 반전 카운트 설명서를 요구한다, 및 시작 / 정지 매뉴얼. ...

<table><tbody><tr><td>Panavise</td><td>도구</td><td>Panavise</td><td>Model 301</td><td>마이크로 드라이브 어레이 또는 톱니 가위를 고정함</td></tr><tr><td>Modified Xcelite 378M Pliers</td><td>도구</td><td>Newark Inc</td><td>96F8903</td><td>커넥터 보드 핀 삽입용. 제작 시 플라이어의 팁 한쪽에서 2mm를 제거함.</td></tr><tr><td>Slow Cure Glue</td><td>재료</td><td>Great Planes (Champaign, IL)</td><td>GPMR6015</td><td>테트로드를 마이크로 드라이브에 접착하는 용도</td></tr><tr><td>Gold Plating Solution</td><td>재료</td><td>Neuralynx Inc.</td><td>Sifco Selectron Gold NC</td><td>전기도금을 위한 금 입자 포함</td></tr><tr><td>Current Generator</td><td>도구</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>A365D-B</td><td>자극 격리 장치(Stimulus Isolator)라고도 함. 전극 팁에 금 용액을 전기도금하는 데 사용함.</td></tr><tr><td>Impedance Meter</td><td>도구</td><td>BAK Electronics</td><td>IMP-1 / 6662 / 2788</td><td>전극의 임피던스를 확인하는 용도</td></tr><tr><td>Hot Air Gun</td><td>도구</td><td>Steinel (Germany)</td><td>HG 3002 LCD</td><td>전극들을 융합하여 테트로드를 제작하는 용도</td></tr><tr><td>Accu-Tek Carbofib Tip Tweezers</td><td>도구</td><td>Aven</td><td>18768 (Pattern 304)</td><td>테트로드 취급용</td></tr><tr><td>Alligator Clip</td><td>도구</td><td>Fine Science Tools</td><td>18050-35</td><td>Bulldog serrefine이라고도 함. 꼬기 작업 중 테트로드를 함께 고정하는 용도</td></tr><tr><td>Micro Dissecting Scissors</td><td>도구</td><td>Biomedical Research Instruments</td><td>25-1000</td><td>테트로드/전극 와이어의 일반적인 절단용</td></tr><tr><td>Iris Toughcut Serrated Scissors</td><td>도구</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-09</td><td>테트로드의 최종 절단용</td></tr><tr><td>Teflon Coated Stainless Steel Wire</td><td>재료</td><td>A-M Systems</td><td>790500</td><td>접지선</td></tr><tr><td>12.5 micron nichrome wire</td><td>재료</td><td>Kanthal Palm Coast</td><td>Rediohm-800 1/4 HARD PAC COATING</td><td>테트로드 제작용 폴리이미드 코팅 마이크로 와이어.</td></tr><tr><td>Tetrode Twister</td><td>도구</td><td>Neuralynx Inc.</td><td>Tetrode Assembly Station</td><td>테트로드 제작 속도와 일관성을 높임.</td></tr><tr><td>Silver Paint</td><td>재료</td><td>GC International</td><td>22-023</td><td>테트로드의 마이크로 전극 와이어를 커넥터 핀에 연결하는 용도(Discussion 참조)</td></tr><tr><td>X-Acto Knife Handle</td><td>재료</td><td>MSC Direct</td><td>X3001</td><td>마이크로 드라이브 고정 장치 제작용.</td></tr><tr><td>26 Pin, 2 Row Connector</td><td>재료</td><td>Mill-Max</td><td>852-10-026-30-001000</td><td>마이크로 드라이브 고정 장치 제작용.</td></tr></tbody></table>

만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : tetrode 조립

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly

tetrode, 넷 전극의 번들, - 생체내 여러 뉴런의 동시 녹음 가치있는 도구로 입증되었습니다. tetrode의 채널을 통해 행동 가능성이 서명의 차동 진폭 멀티 유닛 신호의 단일 유닛 활동의 절연을 허용합니다. 정확하게 tetrode의 stereotaxic 위치와 깊이를 제어하는​​ 능력은 두뇌의 지역에 걸쳐 조정 신경 활동을 공부에 중요합니다. 마이크로 드라이브 어레이와 함께, 그것은 주 일 과정을 통해 정확한 배치와 많은 tetrodes의 안정적인 제어를 달성하는 것이 가능합니다. 이 프로토콜에서는, 우리는 조작 및 기본 도구와 재료를 사용하여 조건 tetrodes은, 만성의 멀티 드라이브 tetrode 배열에 tetrodes를 설치하는 방법을 보여줍니다 인 생체내 밀고에서 녹음, 마이크로 드라이브 배열 접지 와이어 연결을 확인하고, 환경과 물리적인 접촉에서 tetrodes를 보호하기 위해 마이크로 드라이브 어레이에 보호 원추형을 이메일에 첨부해주십시오.

이 프로토콜에서는 쥐에서 만성 electrophysiological 레코딩을 위해 설계되었습니다 마이크로 드라이브 어레이와 함께 사용하기 위해 조작 및 조건 tetrodes하는 방법을 보여줍니다. 또한, 우리는 지상 설치 와이어 및 보호 원추형을 포함 마이크로 드라이브 배열 건설의 마지막 단계를 보여줍니다.

만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : Tetrode 조립

4개의 전극 묶음인 테트로드(tetrode)는 생체 내(in-vivo)에서 여러 뉴런을 동시에 기록하는 데 유용한 도구임이 입증되었습니다. 차동...

본 프로토콜에서는 깨어 있는 설치류의 만성 생체 내(in vivo) 기록을 위한 4개 전극으로 구성된 Tetros 번들의 제작 및 삽입 방법을 설명합니다. 테트로 제작을 시작하려면 마이크로전극 와이어 가닥을 두 번 접어 4개의 평행 와이어 번들을 만듭니다. 그 다음 이 와이어들을 함께 꼬고, 열풍기로 가열하여 고정합니다.완성된 각 tero는 보관 상자에 넣습니다. 추가로 tero를 제작하는 동안, 각 tero를 리니어 액추에이터의 개구부를 통해 들어가 마이크로 드라이브 어레이의 바닥면으로 나오는 전용 통로에 삽입합니다. tero의 네 개 와이어는 각각 마이크로 드라이브 어레이 상단에 부착된 출력 커넥터 보드의 개별 핀에 연결합니다.금 도금 공정을 사용하여 tero의 각 채널 임피던스를 낮춥니다. 모든 tero의 설치와 도금이 완료되면, 커넥터 보드의 각 핀에 두 개의 접지선을 연결하고, 보호 콘을 접지시킨 후 보호를 위해 마이크로 드라이브 어레이 프레임에 부착합니다. 이로써 이식 준비가 된 기능적인 Tero 마이크로 드라이브 어레이가 완성됩니다. 안녕하세요, 저는 Pickout 학습 및 기억 연구소의 Nat Wilson 실험실 소속 Dave Nian입니다.오늘 MIT에서는 테로스(teros)를 제작하고, 테로스를 로딩하며, 마이크로 드라이브 재건의 최종 단계를 완료하는 과정을 보여드리겠습니다. 저희 연구실에서는 깨어 있는 상태로 행동하는 동물 표본에서 대규모 신경세포 집단과 개별 뉴런 사이의 협응된 신경 활동을 연구하기 위해 이 절차를 사용합니다. 그럼 시작하겠습니다.표준 마이크로 드라이브 어레이용 tero를 제작하려면, 50cm 길이의 절연 12µm 마이크로 와이어를 준비합니다. 와이어를 반으로 접고, 두 가닥이 서로 밀착되도록 손가락으로 훑어줍니다. 두 와이어가 전체 길이에 걸쳐 잘 접촉되어 있는지 확인하십시오.두 끝단을 함께 잡아 쌍을 다시 접습니다. 한쪽 끝에 형성된 루프가 꼬이지 않았는지 확인하십시오. 루프가 없는 쪽의 와이어 4개를 잘라 4개의 팁이 일직선이 되도록 맞춥니다.다음 단계를 위해 수정된 악어 클립, 전동 회전 장치 및 회전 장치 상단의 수평 바가 필요합니다. 악어 클립은 클립 바닥에 플라스틱 바를 접착하여 수정합니다. 팁이 노출되면 수정된 악어 클립으로 4개의 와이어를 함께 고정하십시오.전선 루프를 가로 바에 겁니다. 악어 클립을 전동 스테이지에 배치합니다. 약 3분에 걸쳐 전선 다발에 시계 방향으로 80회, 이어서 반시계 방향으로 40회 꼬임을 가합니다.이러한 매개변수는 필요에 따라 변경할 수 있습니다. 꼬임 작업이 완료되면, 열풍기를 사용하여 세 가지 다른 각도에서 가열하여 와이어를 서로 융합시킵니다. 각 각도당 중간에서 낮은 풍량으로 설정하고, 와이어 다발이 갈라지는 지점에서 1~2cm 아래부터 시작하십시오. 그 다음, 와이어에서 2cm 떨어진 거리에서 열풍기를 아래위로 약 5초 동안 움직여 가열합니다.고온에서는 절연체가 완전히 녹아 단락이 발생할 수 있으므로 주의하십시오. 전선들이 서로 융합되었으면, 악어 클립을 조심스럽게 들어 올려 tero에 가해지는 장력을 완화하여 꼬임 장치에서 tero를 제거하고, 악어 클립 근처에서 tero를 절단하십시오. 반대쪽 끝에서는 루프를 절단하여 브랜드 표시가 없는 동일한 길이의 전선 가닥 4개가 남도록 합니다. 다음으로, 끝이 부드러운 핀셋으로 전선을 조심스럽게 구부려 상단의 개별 가닥들을 분리하십시오.이제 tero를 마이크로 드라이브 어레이에 로드할 준비가 되었습니다. Tet road를 21~25개 더 제작하여 tero 로딩 프로세스를 진행할 때까지 먼지가 없는 상자에 보관하십시오. 아직 마이크로 드라이브 어레이를 제작하지 않았다면, 완성된 마이크로 드라이브 어레이가 필요합니다.당사의 설계 계획 중 만성 생체 내 기록용 마이크로 드라이브 어레이 제작을 위한 비디오 마이크로 전극 드라이브 어레이를 참조하십시오. tero는 한쪽 끝이 커넥터 하드웨어에 부착되며, 마이크로 드라이브의 poly mid 캐리어 튜브를 통과하여 전극 팁이 마이크로 드라이브 어레이의 바닥면 아래로 확장되도록 배치됩니다. 이제 하나의 tero에 대한 이 로딩 과정을 시연하겠습니다.시작하기 전에, 한쪽 끝은 커넥터 보드에 부착되고 다른 쪽 끝은 얼음 팬으로 고정할 수 있는 드라이브 홀더를 제작하십시오. 이 예시에서 드라이브 홀더는 X-acto 나이프 핸들의 한쪽 끝에 접착제로 붙인 milax 커넥터입니다. tero를 부드러운 팁의 핀셋으로 잡고 실체 현미경을 사용하여 tero의 팁을 마이크로 드라이브 중 하나의 poly mid 캐리어 튜브 안으로 밀어 넣으십시오. 개별 전극 와이어가 드라이브 어레이 상단의 커넥터 보드에 근접할 때까지 Tet road를 튜브 안으로 밀어 넣으십시오. 이때 와이어를 꺾거나 구부리지 않도록 주의하십시오. 와이어가 변형되면 tetro가 뇌에 수직이 아닌 기울어진 각도로 진입하게 되어 tetro의 무결성이 약화될 수 있습니다.이제 소프트 팁 핀셋을 사용하여 네 개 전선의 반대쪽 끝을 전극 인터페이스 보드의 각각의 구멍에 조심스럽게 넣습니다. 이때 전선이 꼬이거나 꺾이지 않도록 주의하십시오. 네 개의 전선이 모두 제자리에 위치하면, 하단 조(jaw)의 길이가 짧은 플라이어를 사용하여 금색 핀을 구멍 속으로 밀어 넣습니다.핀을 구멍 속으로 밀어 넣으면 와이어 절연체가 벗겨지며, 이후 참조를 위한 전기적 연결이 형성됩니다. 마이크로 드라이브와 전극 인터페이스 보드의 핀 위치 간의 매핑 관계를 기록해 두십시오. 총 18개의 tetrode 로딩을 계속 진행합니다.어레이에 남은 3개의 마이크로 드라이브는 기준 전극을 수용하는 데 사용됩니다. 각 기준 전극은 4개의 결합되지 않은 yn 중 하나만 사용하는 tero로 제작됩니다. 기준 전극을 부착하려면 로딩 절차를 따르되, 4개의 전극 중 하나만 커넥터 보드의 해당 기준 전극 핀에 부착하십시오.다지점 기록(multi-site recordings)을 계획하고 있다면, 테트로(tetro)에서 커넥터 보드로 이어지는 연결 구성을 미리 계획하는 것이 유용할 수 있습니다. 예를 들어, 동일한 해부학적 영역을 대상으로 하는 테트로들을 전극 인터페이스 보드 상에 함께 클러스터링하십시오. 이렇게 하면 실험 중에 잘못된 테트로를 조정할 가능성을 최소화할 수 있습니다.tero 로딩이 완료되면, 동물용과 보호 콘용으로 각각 하나씩, 총 두 개의 접지선을 만듭니다. 6인치 길이의 절연 강선을 하나 자르고, 금속 핀셋을 사용하여 와이어 양 끝의 절연체 3mm를 제거합니다. 그 다음, 4인치 길이의 절연 강선을 자릅니다.한쪽 끝에서는 3 mm, 반대쪽 끝에서는 1 cm의 절연체를 제거합니다. 6인치 접지선을 마이크로 드라이브 어레이 측면의 구멍을 통해 인터페이스 보드 방향으로 통과시킵니다. 노출된 와이어를 골드 핀을 사용하여 지정된 접지 구멍의 전극 인터페이스 보드에 연결합니다.이 전선은 동물 두개골에 연결됩니다. 4인치 접지선을 이전에 설치한 접지선과 평행하게 배치하십시오. 피복을 벗긴 3mm 끝부분을 다른 지정된 접지 구멍에 골드 핀을 사용하여 전극 인터페이스 보드에 연결하십시오.이 와이어는 나중에 보호 콘에 연결되며, 이 콘은 노이즈 유입을 줄이기 위한 소형 패러데이 케이지(faraday cage) 역할을 하게 됩니다. 이제 와이어 연결을 마쳤으므로 테로스(teros)를 정밀하게 다듬는 과정을 진행할 수 있습니다. 이 과정의 목표는 모든 테로스를 대상 뇌 구조의 깊이보다 약간 더 길게 자르는 것이며, 여기서는 저희의 예시를 기준으로 합니다.마이크로 드라이브는 성체 쥐의 많은 신피질 영역과 배측 해마에 도달하기에 충분한 5~6 mm의 최대 이동 거리를 갖도록 설계되었습니다. 먼저, 모든 테트로(tetro)가 동시에 최대한으로 노출되도록 모든 마이크로 드라이브를 내립니다. 마지막 절단 시에는 날카로운 정밀 가위를 사용하여 모든 테트로를 원하는 최종 길이보다 약 5 mm 더 길게 자릅니다.얼음 팬에 톱니 가위 한 쌍을 준비하고, 한쪽 손잡이는 약간 아래쪽으로 기울어지게 하고 톱니 부분은 위를 향하도록 고정한 뒤 다른 쪽 손잡이는 매달려 있게 둡니다. 이제 마이크로 드라이브를 위로 돌려 모든 Tet 전극을 가이드 캐뉼라 안으로 완전히 회수합니다. 실체 현미경을 사용하여 하나의 Tet 전극을 캐뉼라 밖으로 완전히 확장시킵니다.자를 사용하여 가이드 투 캐뉼라(guide to cannula)로부터 원하는 거리만큼 톱니 가위를 배치합니다. 한 번의 부드러운 동작으로 tero를 천천히 조심스럽게 절단합니다. tero를 절단한 후, 마이크로 드라이브를 3~4 mm 위로 끌어올립니다.모든 tero를 절단할 때까지 이 과정을 반복하십시오. 이제 금 도금을 진행할 준비가 되었습니다. 금 도금.로터로스는 장기적인 안정적 기록을 위해 매우 중요합니다. 이는 부식을 방지하고 생체 적합성을 향상시킵니다. 임피던스 측정기를 전류 생성기의 외부 모드와 오디오 출력이 포함된 DC 체크 모드로 설정하십시오.전류 발생기의 두 리드를 각 tero 내의 6가지 가능한 채널 쌍에 접촉시키고, 오디오 피드백을 통해 쌍 사이에 단락이 존재하는지 확인하십시오. 채널 쌍 간의 단락은 다음과 같이 들립니다. 단락이 발견되면 톱니 가위로 tero를 다시 절단하고 다시 테스트하십시오.문제가 지속되면 Tet road를 폐기하고 교체하십시오. 모든 마이크로 드라이브를 아래로 이동시키고, 모든 Tet road를 가능한 한 멀리 확장하십시오. 전극 임피던스 확인을 위해 장비 구성을 수정하십시오.이제 모든 테로(tero)의 팁을 표준 금 도금액 용액에 담급니다. 금 도금액은 임피던스 측정기의 음극 리드선에 전기적으로 연결되어 있습니다. 임피던스 측정기의 양극 리드선을 커넥터 보드의 해당 핀에 접촉시켜 전극의 임피던스를 확인합니다.마이크로 드라이브 어레이의 모든 와이어에 대한 임피던스를 측정하고 기록하십시오. 전류 발생기에서의 정상 값은 1~3 MΩ 범위입니다. 전류를 1~3 µA 사이로 설정하십시오.다음으로 안전하게 연결하십시오. 임피던스 측정기의 양극 리드를 커넥터 보드의 핀에 연결하십시오. 임피던스 측정기에서.바이패스 모드에서 일반 모드로 빠르게 전환했다가 다시 바이패스 모드로 돌아옵니다. 전류가 Tet 도로와 금 용액을 통과하며, 전극 팁에 금이 도금됩니다. 각 도금 단계 후의 임피던스는 이전보다 낮아져야 합니다.현재 펄스를 반복합니다. 임피던스가 1 MΩ 미만으로 떨어지지 않은 경우입니다. 허용 가능한 임피던스의 보수적인 범위는 250 kΩ에서 350 kΩ 사이입니다.임피던스가 200 kΩ 미만으로 떨어지면 단락이 발생했을 가능성이 있습니다. 반복적인 펄스 인가 후에도 임피던스가 충분히 낮아지지 않으면 전극 팁이 막혔을 수 있습니다. 이 경우 전극 끝부분을 다시 절단하여 단락 여부를 확인하고 금 도금 공정을 반복하십시오.재절단으로 해결되지 않을 경우, tero를 교체하고 다시 시작하십시오. 모든 tero의 플레이팅이 끝나면, 에탄올에 담근 후 3분에서 5분 동안 건조시킵니다. tero 팁을 공기에 노출시킨 상태에서 전류 발생기를 사용하여 tero 내부의 단락 여부를 테스트하십시오.두 개 이상의 tero 전극 사이에 DC 연결이 존재하는 경우, tero를 다시 절단하고 금 도금을 다시 수행하십시오. 모든 tero의 금 도금이 완료되면 모든 tero를 드라이브로 옮깁니다. 마지막 단계로, 각 마이크로 드라이브의 상단에서 각 tero와 폴리 튜브 사이의 인터페이스에 중간 두께의 시아노아크릴레이트 접착제를 한 방울 추가합니다.이렇게 하면 tero가 마이크로 드라이브에 고정됩니다. 보호 커넥터의 목적은 마이크로 드라이브와 노출된 tero 와이어를 외부 환경으로부터 보호하는 것입니다. 또한 실험 중 취급 시 지지대 역할을 하며 전기적 노이즈를 줄여줍니다.당사는 3D 프린터로 출력한 플라스틱 원뿔을 사용합니다. 하지만 구부린 탄산음료 캔 조각과 같은 다른 재료로 원뿔을 제작하는 것도 가능합니다. 플라스틱 원뿔을 가져와 내면 또는 외면에 알루미늄 호일 테이프를 부착하여 고정할 수 있습니다.먼저 드라이브 어레이를 매단 상태에서 3 1 72 크기, 길이 3/16인치 나사 3개를 원뿔 측면에 삽입하고 일부만 돌려 고정합니다. 원뿔을 드라이브 위로 끼웁니다. 두 개의 접지선이 드라이브 어레이 하단으로 뻗어 나와 있는지 확인하십시오.4인치 접지선의 노출된 부분을 1 72 나사 중 하나에 여러 번 감고 나사를 조입니다. 나머지 두 개의 콘 나사를 조여 콘을 드라이브 베이스에 단단히 고정합니다. 이제 마이크로 드라이브 어레이 제작이 완료되었습니다. 귀하의 마이크로 드라이브 어레이에는 3개의 참조 영역에 18개의 테로가 적재되었습니다.내구성을 위해 보호 콘과 캡으로 감싸져 있습니다. 완성된 드라이브의 무게는 평균적으로 보통 20에서 25 g입니다.완성된 드라이브 어레이는 표준 수술 절차에 따라 이식됩니다. 보시는 바와 같이, 드라이브는 프리앰프 칩과 데이터 수집 하드웨어 및 소프트웨어로 신호를 전달하는 와이어 번들에 연결되어 있습니다. 지금까지 teros 제작 방법과 마이크로 드라이브 어레이 구성 절차를 완료하는 방법을 보여드렸습니다.본 영상에서는 teros를 제작하고, in vivo 기록을 위해 teros를 장착 및 컨디셔닝하는 방법을 보여드렸습니다. 또한, 시간이 지나도 견고함을 유지할 수 있도록 마이크로 드라이버 어레이에 콘을 추가하는 방법도 설명하였습니다. 마이크로 드라이버 어레이 제작 과정에는 많은 단계가 포함되어 있으므로, 인내심을 가지고 전극을 조심스럽게 다루며 모든 중간 단계가 적절히 완료되었는지 확인하십시오.시청해 주셔서 감사하며, 실험에서 좋은 결과 있으시길 바랍니다.

micro-drive-array-for-chronic-in-vivo-recording-tetrode-assembly

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

이 프로토콜에서는 쥐에서 만성 electrophysiological 레코딩을위한 마이크로 드라이브 배열을 조작하는 방법을 보여줍니다.

만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : 드라이브 제작

디자인, 제조 및 초경량 전동 microdrive의 조립이 설명되어 있습니다. 이 장치는 작은 행동 동물의 단일 단위의 만성 레코딩을위한 비용 효율적이고 사용하기 쉬운 솔루션을 제공합니다.

작은 동물의 만성 신경 레코딩을위한 초경량 동력 Microdrive의 설계 및 조립

이 비디오는 통합 마이크로 드라이브 어레이를 사용하여 쥐의 여러 뇌 영역에서 동시 전기 생리학적 기록을 보여줍니다. 기록 전극은 후각구에, 참조 전극은 전두엽 피질에, 마이크로 드라이브 어레이 전극은 해마에 배치됩니다. 쥐는 자유롭게 먹이를 찾을 수 있으며, 이식된 모든 전극의 동시 기록은 어레이를 사용하여 기록됩니다.

여러 뇌 영역의 전기생리학적 기록을 위한 마이크로 드라이브 어레이 방법

마우스의 뇌 신호의 생체 전기 생리학 기록에 대한 마이크로 드라이브의 설계와 어셈블리가 설명되어 있습니다. 튼튼한 driveable 캐리어 미세 번들을 부착하여,이 기술은 장기적이고 안정적​​인 신경 녹음을 허용합니다. 경량 디자인은 동물 다음과 같은 드라이브 주입에 의한 제한 행위 성능을 할 수 있습니다.

깨어있는 행동을 한 쥐의 만성 신경 녹음을위한 마이크로 드라이브 배열의 건설

행동의 신경 기질을 이해하려면 뇌 회로 앙상블 녹음이 필요합니다. 유전적 다루기 쉬움 때문에 생쥐는 회로 해부 및 질병 모방에 대한 모델을 제공합니다. 여기에서는 마우스의 뇌 심부 구조를 표적으로 하기에 적합한 소형 프로브를 설계 및 제작하는 방법에 대해 설명한다.

마우스의 전기 생리 녹음을위한 설계 및 초경량 무게의 제작, 조정 가능한 다중 전극 프로브

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.

쥐 행동에 대규모 신경 기록에 대 한 향상 된 멀티 Tetrode 하이퍼 드라이브의 건설

이 프로토콜은 자유롭게 움직이는 마우스에서 두 개의 뇌 영역에서 9개의 독립적으로 조정 가능한 테트로데스와 하나의 조정 가능한 광실리콘 프로브를 이식할 수 있는 하이브리드 마이크로드라이브 어레이의 구성을 설명합니다. 또한 광실리콘 프로브를 여러 목적으로 안전하게 회수하고 재사용하는 방법이 입증되었다.

자유롭게 움직이는 마우스에서 이중 사이트 고밀도 레코딩을 위한 회수 가능한 광실리콘 프로브 및 Tetrode가 있는 하이브리드 마이크로드라이브 시스템

자유롭게 수영하는 금붕어의 뇌에서 세포 외 신경 신호를 기록하기위한 새로운 무선 기술이 제시됩니다. 기록 장치는 두 개의 테트로데스, 마이크로 드라이브, 신경 데이터 로거 및 방수 케이스로 구성됩니다. 데이터 로거와 커넥터를 제외한 모든 부품은 맞춤 제작됩니다.

자유롭게 수영 물고기에서 이동 식 Tetrodes에 의해 뉴런의 무선 전기 생리적 기록

여기서 Ti3C2 MXene 마이크로 전극 어레이를 제조하고 생체 내 신경 기록용으로 활용하는 방법을 설명합니다.

생체 내 신경 녹음을 위한 Ti3C2 MXene 마이크로 전극 어레이 의 제조

여기에서는 출생 후 20일(p20)부터 출생 후 60일(p60) 및 그 이후까지 중요한 발달 기간에 걸쳐 청소년 및 청소년 마우스의 여러 뇌 영역에서 동시에 여러 뇌 영역의 만성 필드 및 단일 단위 기록을 허용하는 마이크로 드라이브 설계, 외과적 이식 절차 및 수술 후 회복 전략에 대해 설명합니다.

어린 생쥐의 만성 사극 기록을 위한 경량 드라이브 임플란트

여기에서는 설치류의 만성 전기 생리학을 위한 가볍고 비용 효율적인 프로브 임플란트 시스템을 소개하며, 사용 편의성, 프로브 회수율, 실험적 다양성 및 행동과의 호환성에 최적화되어 있습니다.

DREAM Implant: 머리가 고정되고 자유롭게 행동하는 마우스의 만성 전기생리학을 위한 가볍고 비용 효율적인 모듈식 임플란트 시스템

배우세요 쥐의 만성 생체내 전기생리학 기록을 위한 테트로드 제작 및 마이크로 드라이브 어레이 조립 방법입니다. 이 프로토콜은 신경 활동의 장기 모니터링을 가능하게 합니다.

만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : Tetrode 조립

더 많은 동영상 탐색