깨어있는 행동을 한 쥐의 만성 신경 녹음을위한 마이크로 드라이브 배열의 건설

이 절차의 전반적인 목표는 실험실 내에서 자유롭게 움직이는 쥐의 뇌 기록에 사용할 수 있는 마이크로 드라이브를 만드는 것입니다. 이것은 먼저 4개의 마이크로 전극 다발을 테데에 준비함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 마이크로 드라이브의 베이스를 구성하고 드라이브 구성 요소를 조립하는 것입니다.

다음으로 테트로가 드라이브에 부착되고 금색 핀에 연결됩니다. 마지막 단계는 테트로스의 끝을 금도금하여 임피던스를 낮추고 높은 신호 대 잡음 기록을 보장하는 것입니다. 궁극적으로, 만성 마이크로 드라이브 어레이는 깨어 있는 동물의 단일 뉴런뿐만 아니라 뉴런 집단의 신경 활동을 기록하는 데 사용됩니다.

이 기술의 주요 장점은 생쥐 및 기타 작은 포유류의 만성 뇌 기록을 위한 상당히 저렴한 광파 솔루션을 제공한다는 것입니다. 이 기술은 행동 작업을 수행하는 동안 뉴런이 정보를 인코딩하는 방법과 같은 신경 과학 분야의 주요 문제를 해결할 수 있습니다. 우리는 정기적으로 이 기술을 사용하여 등쪽 해마와 울루의 뉴런을 기록하지만 편도체와 같은 더 깊은 구조를 표적으로 삼는 데에도 사용했습니다.

이 방법의 시각적 시연은 구조 및 조립 부품을 배우기 어렵고 매우 작고 섬세한 부품을 다루기 때문에 테트로 제작을 시작하기 때문에 중요합니다. 해마의 경우 절연 12.5마이크로미터 직경의 코어 백금 이리듐 와이어를 30cm 절단하고 와이어를 두 번 접어 각각 7.5cm 길이의 4개의 평행선을 형성합니다. 다음으로, 드레이프된 와이어 바닥 근처에 고무 코팅 클립을 부착하고 전동 테트로 스피너에 부착하여 와이어가 팽팽하지만 너무 팽팽하거나 무게를 지탱하지 않도록 하여 와이어가 끊어질 수 있는지 확인합니다.

방적 과정에서 시계 방향으로 80회 회전하여 테로를 감은 다음 시계 반대 방향으로 20회 회전하여 장력을 해제합니다. 와이어 길이당 최종 회전 수는 미크론당 8회 회전이어야 합니다. 다음으로 히트 건을 섭씨 400도로 설정하고 이를 사용하여 전선을 함께 융합합니다.

히트 건을 5초 동안 전선 길이만큼 위아래로 작동시키고 항상 전선에서 약 2cm를 유지합니다. 와이어의 VG 본드 코팅을 부드럽게 녹이려면 tero의 상단을 절단하여 4개의 별도 와이어를 형성한 다음 클립에서 하단 끝을 분리합니다. 완성된 tero는 드라이브가 완료될 때까지 보관할 수 있도록 먼지가 없는 보관 상자에 넣습니다.

먼저 5mm 두께의 20mm 정사각형 플렉시 유리 아크릴 조각을 머리에 이식한 후 마우스가 드라이브와 함께 자유롭게 움직일 수 있는 모양으로 샌딩하여 마이크로 드라이브의 베이스를 구성합니다. 다음으로, 두 개의 3.3 x 6.3mm 황동 가이드를 수직으로 함께 납땜합니다. 수직 황동 가이드는 구동 나사와 전극을 고정하고 수평 조각은 아크릴 베이스에 접착됩니다.

그런 다음 필러 헤드 가슴 나사를 가이드 상단을 통해 delrin 플라스틱 블록에 통과시켜 드라이브 자체의 조립을 시작합니다. 너트가 가이드 바닥에 거의 닿을 때까지 육각 가슴을 나사에 끼우지 마십시오. 그러나 완전히 조이지 마십시오.

대신 너트와 나사를 결합하기 위해 소량의 땜납을 녹입니다. 그러나 가이드에 아무것도 납땜하지 않도록 주의하십시오. 나사를 돌리면 delrin 블록이 나사산을 따라 수직으로 시계 방향 및 시계 반대 방향으로 움직여야 합니다.

드라이브가 조립되면 아크릴 베이스로 돌아가서 전극 드라이브가 있을 3mm 너비의 슬롯을 자릅니다. 그런 다음 수평 브래지어 가이드를 슬롯에 통과시킨 다음 Sano ACRL 접착제를 사용하여 조각을 바닥에 고정합니다. 그런 다음 베이스 위에 전자 인터페이스 보드를 놓고 1.5mm 팁 드릴을 사용하여 두 개의 나사 구멍 위치를 표시하기 위해 베이스 상단의 EIB를 제자리에 고정할 나사 표시에 구멍을 조심스럽게 뚫습니다.

그런 다음 두 개의 가슴 나사를 구멍에 끼웁니다. 마이크로 해부 가위를 사용하여 7mm 길이의 폴리아미드 튜브 조각 4개를 자릅니다. 접힌 실험실 테이프 조각에 나란히 정렬하고 sano ACRL을 적용하여 함께 결합합니다.

관절 튜브가 완전히 마를 때까지 충분한 시간을 허용합니다. 다음으로, 델린 표면에 소량의 시아노아크릴레이트를 조심스럽게 두드려줍니다. 그런 다음 접착제에 4개의 조인트 튜브를 놓습니다.

다시 말하지만, 드라이브를 이동하기 전에 접착제가 완전히 굳을 때까지 충분한 시간을 허용하십시오. 폴리아미드 튜브가 단단히 부착되어 있고 전체 어셈블리가 가이드를 건드리거나 저항을 만나지 않고 부드럽게 움직이는지 테스트합니다. 다음으로, 접지 나사를 준비하고 함께 제공되는 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 접지선을 EIB에 연결합니다.

먼저 폴리아미드 튜브를 통해 와이어를 통과시켜 테트로 및/또는 단일 전극을 EIB에 연결하여 튜브 끝을 지나 최소 2mm 연장할 수 있도록 합니다. 그런 다음 시아노아크릴레이트를 한 방울 떨어뜨려 와이어를 튜브에 부착하고 와이어의 움직임을 방지합니다. 그런 다음 금핀을 사용하여 tero 또는 기타 전선의 느슨한 끝을 EIB 채널 구멍에 연결합니다.

마지막으로 표시된 가위로 여분의 와이어를 잘라냅니다. 다음은 다른 뇌 영역을 대상으로 구성될 수 있는 다른 드라이브 구성의 예입니다. 그 반대의 경우도 마찬가지여서, 조립체를 구동하십시오.

폴리아미드 튜브를 10mm로 자르고 끝을 지나 0.5mm까지 확장될 때까지 테트로 캐리어의 가장 작은 구멍을 통해 안내합니다. 그런 다음 폴리아미드 튜브를 제자리에 에폭시로 연결하고 다른 세 개의 튜브와 캐리어에 대해 이 단계를 반복합니다. 에폭시가 완전히 굳은 후.

Versa 드라이브 베이스에 있는 4개의 구멍 중 하나를 통해 각 폴리아미드 튜브를 안내합니다. 그런 다음 바깥쪽 구멍을 통해 곤충 핀을 밀어 넣습니다. 이것은 테트로 캐리어를 일렬로 유지하고 캐리어가 여행할 수 있는 레일 역할을 합니다.

다른 3개의 운송업체에 대해 이 작업을 반복합니다. 다음으로, 캡을 가져다가 4개의 곤충 핀과 정렬하여 캡이 베이스를 덮고 테로 캐리어가 캡 안에 있도록 합니다. 1mm x 5mm 기계 나사를 캡의 해당 구멍을 통해 tero 캐리어에 끼웁니다.

다른 세 개의 나사에 대해 이 작업을 반복합니다. 테트로 캐리어가 상단 위치에 있고 캡 개구부를 통해 폴리아미드 튜브가 보일 때까지 모든 나사를 시계 방향으로 돌립니다. 미세한 미세 해부 가위를 사용하여 4개의 폴리아미드 튜브가 모두 같은 길이가 되도록 베이스 바로 아래의 튜브를 자릅니다.

다음으로, 해부 현미경을 사용하여 폴리아미드 튜브를 통해 테트로스를 조심스럽게 끼워 넣고 작은 아노아메이트 한 방울로 제자리에 고정합니다. 그런 다음 테트로스를 잘라 튜브를 지나 2.0mm만 확장되도록 합니다. tero 전선을 금 콘센트에 연결하기 전에.

먼저 접지선을 캡에 연결합니다. 다음으로, 모든 느슨한 tero 와이어를 캡의 해당 콘센트 구멍을 통해 안내하고 곤충 핀 구멍을 정렬하고 베이스에 피팅을 눌러 캡을 설치합니다. 마지막으로 캡 상단에서 돌출되어 있는 여분의 와이어를 잘라냅니다.

먼저 마이크로 드라이브 나사를 시계 반대 방향으로 가장 낮은 위치로 돌립니다. 그런 다음 전극 팁을 금도금 용액으로 낮출 수 있는 클램프에 마이크로 드라이브를 단단히 장착합니다. 하나의 델린 타워에 CCO 금 용액을 채우고 다른 타워에 증류수를 채우고 전극 팁을 금 용액으로 내립니다.

그런 다음 Nano Z 프로그램을 열고 DC 전기도금을 클릭합니다. 임피던스를 일치시키도록 모드를 설정하고, 도금 전류를 음의 1.0마이크로암페어로, 대상을 1004Hz에서 350킬로 옴으로 설정합니다. 그런 다음 5초 간격으로 5번 실행되고 각 실행 사이에 2초간 일시 중지되도록 설정합니다.

프로그램이 설정되면 자동 플레이트를 클릭하면 프로그램이 먼저 각 채널의 임피던스를 읽습니다. 그런 다음 지정된 전류를 해당 채널에 적용하고 임피던스를 다시 테스트한 다음 목표 임피던스 또는 더 낮은 값에 도달할 때까지 필요에 따라 전류를 적용합니다. 임피던스가 100킬로옴 미만으로 떨어지면 전류 극성을 양의 1.0마이크로암페어로 반전시켜 과도한 금 입자를 제거한 다음 전기도금을 반복합니다.4개의 12.5마이크로미터 와이어 번들의 일반적인 최종 임피던스 값은 150에서 325킬로옴 범위입니다.

모든 채널이 허용 가능한 임피던스 수준으로 도금되면 Nano Z 프로그램을 닫고 장치를 분리합니다. 그런 다음 도금 용액에서 전극을 올리고 팁을 증류수 델린 타워로 내려 과도한 금 입자를 헹구고 마이크로 드라이브를 사용하여 마우스의 국소 자기장 전위를 측정하는 대표적인 신경 기록을 헹굽니다. 등쪽 울루가 여기에 표시됩니다.

파트 A에 표시된 4개의 채널은 포화 값과 매우 잡음이 많은 신호를 초래하는 접지가 불량한 신호의 예입니다. 그러나 파트 B에 표시된 4개 채널은 4-12Hz의 세타 범위에서 명확하게 보이는 네트워크 진동이 있는 잘 접지된 신호의 좋은 예입니다. 왼쪽은 좋지 않은 Tero 녹음의 예입니다.

4개의 전극선이 본질적으로 동일한 스파이크 파형을 등록했기 때문에 1,000개 이상의 개별 스파이크 파형이 테로의 각 채널에 대해 서로 겹쳐졌습니다. 이 패턴은 tero 제조의 절연 용융 단계에서 와이어가 함께 융합되어 와이어 다발이 단일 기록 전극으로 효과적으로 작용하기 때문일 수 있습니다. 오른쪽은 4개의 테데 와이어에 걸쳐 서로 다른 진폭을 가진 추정 단위의 오버레이된 스파이크 파형을 보여주는 좋은 테트로 녹음의 예입니다.

이러한 유형의 스파이크 기록 패턴은 후속 오프라인 클러스터링 및 분리 중에 향상된 단위 구별을 허용합니다. 이 마이크로 다이브를 구성한 후에는 이식 수술로 이동하기 전에 각 전극 채널을 테스트하고 적절한 임피던스 범위 내에 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 이 비디오를 시청한 후에는 마우스에 만성 이식을 위한 테로 및 마이크로 전극 드라이브를 구축하는 데 편안함을 느낄 것입니다.

드라이브를 만들고 실험을 재미있게 진행하는 행운을 빕니다.