Name: 안정적인 만성 설치류 전기 생리학에 대 한 주사기-주 사용 메쉬 전자 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-21T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: 배우세요 메시 전자를 이용한 안정적인 만성 뇌 신경 기록 기술입니다. 주사기 주사 방식으로 생쥐 뇌에 이식하여 단일 뉴런 수준의 장기 전기생리학 데이터를 수집하는 방법을 익히세요.

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C.M.L. 지원 공군 사무실의 과학적 연구 (FA9550-14-1-0136), 하버드 대학 물리 과학 및 엔지니어링 가속기 상을, 그리고 국립 연구소의 건강 감독의 개척자 상 (가이 작품의 인정 1DP1EB025835-01). T.G.S. 국가 방위 과학 & 공학 대학원 친교 (NDSEG) 프로그램을 통해 국방부 (국방부)에 의해 지원 인정. G.H. 노화 국립 보건원의 국립 연구소에서 독립 상 (부모 K99/R00) 미국 심장 협회 (16POST27250219) 및 통로에서 친목 지원을 인정합니다. 이 작업 수행 되었다 일부 하버드 대학 센터에 대 한 나노 시스템 (CNS), 구성원의는 국가 나노기술 조정 인프라 네트워크 (NNCI), NSF ECCS 보너스 번호 아래 국립 과학 재단에 의해 지원 되는 1541959입니다.

<ol><li>Lopes da Silva, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+and+MEG%3A+relevance+to+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">EEG and MEG: relevance to neuroscience.</a> Neuron. 80 (5), 1112-1128 (2013).</li>
<li>Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+we+can+do+and+what+we+cannot+do+with+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">What we can do and what we cannot do with fMRI.</a> Nature. 453 (7197), 869-878 (2008).</li>
<li>Seymour, J. P., Wu, F., Wise, K. D., Yoon, E. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/micronano201666">State-of-the-art MEMS and microsystem tools for brain research.</a> Microsystems & Nanoengineering. 3, 16066(2017).</li>
<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuzsaki%2C+G+%22Rhythms+of+the+Brain%22">Rhythms of the Brain</a>. , Oxford University Press. (2006).</li>
<li>Khodagholy, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NeuroGrid%3A+recording+action+potentials+from+the+surface+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">NeuroGrid: recording action potentials from the surface of the brain.</a> Nature Neuroscience. , (2014).</li>
<li>Hamel, E. J., Grewe, B. F., Parker, J. G., Schnitzer, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+level+brain+imaging+in+behaving+mammals%3A+an+engineering+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Cellular level brain imaging in behaving mammals: an engineering approach.</a> Neuron. 86 (1), 140-159 (2015).</li>
<li>Jun, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fully+integrated+silicon+probes+for+high-density+recording+of+neural+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Fully integrated silicon probes for high-density recording of neural activity.</a> Nature. 551 (7679), 232-236 (2017).</li>
<li>Berenyi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale%2C+high-density+%28up+to+512+channels%29+recording+of+local+circuits+in+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Large-scale, high-density (up to 512 channels) recording of local circuits in behaving animals.</a> Journal of Neurophysiology. 111 (5), 1132-1149 (2014).</li>
<li>Scholvin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Close-Packed+Silicon+Microelectrodes+for+Scalable+Spatially+Oversampled+Neural+Recording%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Close-Packed Silicon Microelectrodes for Scalable Spatially Oversampled Neural Recording.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 63 (1), 120-130 (2016).</li>
<li>Schiller, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Central+Visual+System%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">The Central Visual System.</a> Vision Research. 26 (9), 1351-1386 (1986).</li>
<li>Benabid, A. L., Chabardes, S., Mitrofanis, J., Pollak, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+for+the+treatment+of+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Neurology%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus for the treatment of Parkinson's disease.</a> The Lancet Neurology. 8 (1), 67-81 (2009).</li>
<li>Hochberg, L. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reach+and+grasp+by+people+with+tetraplegia+using+a+neurally+controlled+robotic+arm%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Reach and grasp by people with tetraplegia using a neurally controlled robotic arm.</a> Nature. 485 (7398), 372-375 (2012).</li>
<li>Lebedev, M. A., Nicolelis, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-Machine+Interfaces%3A+From+Basic+Science+to+Neuroprostheses+and+Neurorehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Reviews%22%5BJournal%5D)">Brain-Machine Interfaces: From Basic Science to Neuroprostheses and Neurorehabilitation.</a> Physiological Reviews. 97 (2), 767-837 (2017).</li>
<li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).</li>
<li>Perge, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intra-day+signal+instabilities+affect+decoding+performance+in+an+intracortical+neural+interface+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Intra-day signal instabilities affect decoding performance in an intracortical neural interface system.</a> Journal of Neural Engineering. 10 (3), 036004(2013).</li>
<li>Hong, G., Yang, X., Zhou, T., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesh+electronics%3A+a+new+paradigm+for+tissue-like+brain+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Neurobiology%22%5BJournal%5D)">Mesh electronics: a new paradigm for tissue-like brain probes.</a> Current Opinion in Neurobiology. 50, 33-41 (2017).</li>
<li>Dai, X., Hong, G., Gao, T., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesh+Nanoelectronics%3A+Seamless+Integration+of+Electronics+with+Tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Mesh Nanoelectronics: Seamless Integration of Electronics with Tissues.</a> Accounts of Chemical Research. 51 (2), 309-318 (2018).</li>
<li>Feiner, R., Dvir, T. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/natrevmats201776">Tissue-electronics interfaces: from implantable devices to engineered tissues.</a> Nature Reviews Materials. 3 (1), 17076(2017).</li>
<li>Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., Siegelbaum, S. A., Hudspeth, A. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKandel%2C+ER+%22Principles+of+Neural+Science%22">Principles of Neural Science</a>. , McFraw-Hill. (2013).</li>
<li>Rousche, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+polyimide-based+intracortical+electrode+arrays+with+bioactive+capability%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Flexible polyimide-based intracortical electrode arrays with bioactive capability.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 48 (3), 361-371 (2001).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nnano.2015.115">Syringe-injectable electronics.</a> Nature Nanotechnology. 10 (7), 629-636 (2015).</li>
<li>Kasthuri, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Saturated+Reconstruction+of+a+Volume+of+Neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Saturated Reconstruction of a Volume of Neocortex.</a> Cell. 162 (3), 648-661 (2015).</li>
<li>Saxena, T., Bellamkonda, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sensor+web+for+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">A sensor web for neurons.</a> Nature Materials. 14, 1190-1191 (2015).</li>
<li>Xie, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+macroporous+nanoelectronic+networks+as+minimally+invasive+brain+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional macroporous nanoelectronic networks as minimally invasive brain probes.</a> Nature Materials. 14 (12), 1286-1292 (2015).</li>
<li>Hong, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Syringe+Injectable+Electronics%3A+Precise+Targeted+Delivery+with+Quantitative+Input%2FOutput+Connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Syringe Injectable Electronics: Precise Targeted Delivery with Quantitative Input/Output Connectivity.</a> Nano Letters. 15 (10), 6979-6984 (2015).</li>
<li>Zhou, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Syringe-injectable+mesh+electronics+integrate+seamlessly+with+minimal+chronic+immune+response+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Syringe-injectable mesh electronics integrate seamlessly with minimal chronic immune response in the brain.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (23), 5894-5899 (2017).</li>
<li>Fu, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stable+long-term+chronic+brain+mapping+at+the+single-neuron+level%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Stable long-term chronic brain mapping at the single-neuron level.</a> Nature Methods. 13 (10), 875-882 (2016).</li>
<li>Fu, T. M., Hong, G., Viveros, R. D., Zhou, T., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+scalable+multichannel+mesh+electronics+for+stable+chronic+brain+electrophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Highly scalable multichannel mesh electronics for stable chronic brain electrophysiology.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 114 (47), E10046-E10055 (2017).</li>
<li>Schuhmann, T. G. Jr, Yao, J., Hong, G., Fu, T. M., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Syringe-Injectable+Electronics+with+a+Plug-and-Play+Input%2FOutput+Interface%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Syringe-Injectable Electronics with a Plug-and-Play Input/Output Interface.</a> Nano Letters. 17 (9), 5836-5842 (2017).</li>
<li>Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3233859/">Survivable stereotaxic surgery in rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (20), (2008).</li>
<li>Kirby, E. D., Jensen, K., Goosens, K. A., Kaufer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereotaxic+surgery+for+excitotoxic+lesion+of+specific+brain+areas+in+the+adult+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Stereotaxic surgery for excitotoxic lesion of specific brain areas in the adult rat.</a> Journal of Visualized Experiments. (65), e4079(2012).</li>
<li>Gage, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+implantation+of+chronic+neural+electrodes+for+recording+single+unit+activity+and+electrocorticographic+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals.</a> Journal of Visualized Experiments. (60), (2012).</li>
<li>JoVE Science Education Database. Lab Animal Research. Rodent Handling and Restraint Techniques. , Journal of Visualized Experiments. Cambridge, MA. Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/10221/rodent-handling-and-restraint-techniques">https://www.jove.com/science-education/10221/rodent-handling-and-restraint-techniques</a> (2018).</li>
<li>Evilsizor, M. N., Ray-Jones, H. F., Lifshitz, J., Ziebell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primer+for+immunohistochemistry+on+cryosectioned+rat+brain+tissue%3A+example+staining+for+microglia+and+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Primer for immunohistochemistry on cryosectioned rat brain tissue: example staining for microglia and neurons.</a> Journal of Visualized Experiments. 10 (99), e52293(2015).</li>
<li>Sodagar, A. M., Perlin, G. E., Yao, Y., Najafi, K., Wise, K. D. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/document/5226763/">An Implantable 64-Channel Wireless Microsystem for Single-Unit Neural Recording.</a> IEEE Journal of Solid-State Circuits. 44 (9), 2591-2604 (2009).</li>
<li>Wentz, C. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+wirelessly+powered+and+controlled+device+for+optical+neural+control+of+freely-behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">A wirelessly powered and controlled device for optical neural control of freely-behaving animals.</a> Journal of Neural Engineering. 8 (4), 046021(2011).</li>
<li>Harrison, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wireless+neural+recording+with+single+low-power+integrated+circuit%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Neural+Systems+and+Rehabilitation+Engineering%22%5BJournal%5D)">Wireless neural recording with single low-power integrated circuit.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 17 (4), 322-329 (2009).</li>
<li>Landa, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+injectable+alginate+implant+on+cardiac+remodeling+and+function+after+recent+and+old+infarcts+in+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Effect of injectable alginate implant on cardiac remodeling and function after recent and old infarcts in rat.</a> Circulation. 117 (11), 1388-1396 (2008).</li>
<li>Griffin, D. R., Weaver, W. M., Scumpia, P. O., Di Carlo, D., Segura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+wound+healing+by+injectable+microporous+gel+scaffolds+assembled+from+annealed+building+blocks%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Accelerated wound healing by injectable microporous gel scaffolds assembled from annealed building blocks.</a> Nature Materials. 14 (7), 737-744 (2015).</li>
<li>Zhang, A., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-Bioelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Nano-Bioelectronics.</a> Chemical Reviews. 116 (1), 215-257 (2016).</li>
<li>Zhou, W., Dai, X., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+nanowire+bioelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22Reports+on+Progress+in+Physics%22%5BJournal%5D)">Advances in nanowire bioelectronics.</a> Reports on Progress in Physics. 80 (1), 016701(2017).</li>
<li>Dai, X., Zhou, W., Gao, T., Liu, J., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+mapping+and+regulation+of+action+potential+propagation+in+nanoelectronics-innervated+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional mapping and regulation of action potential propagation in nanoelectronics-innervated tissues.</a> Nature Nanotechnology. 11 (9), 776-782 (2016).</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

제조 및 메쉬 제품의 사용에서 모든 단계는 중요 하다, 하지만 몇 가지 특히 중요 하다. 그들의 웨이퍼에서 메쉬 전자를 방출 하기 전에 쉽게 수성 해결책 (단계 1.6.1)에 정지 하는 메시를 만들기 위해 표면 산화에 필수적 이다. 큰 볼륨을 요구 하는 경우이 단계를 생략, 메시 일반적으로 물, 바늘에 로드 하기 어렵게 그들의 표면에 부동 만약 그들이 로드할 수 있습니다, 그들은 종종 유리 바늘의 측면에 충실, (> 100 µ L) 주입을 위해. 릴리스, 그러므로, 일반적으로 의미는 메시를 사용할 수 없습니다 하기 전에 표면 산화를 실패 하 고 제조는 처음부터 다시 수행 해야 합니다. 또 다른 중요 한 단계는 구 부리는 메쉬 전자 "줄기" (단계 4.3) 인터페이스 I/O 동안 ~ 90 °. 각도가 90 ° 보다 작은 경우 다음 모든 32 I/O 패드 맞지 않습니다 ZIF 커넥터; 일부 삽입, 연결 된 전극의 수를 줄일 수 있도록 끝을 잘라 수 있을 것 이다. 프로세스 속보에서 줄기를 방지 하기 위해 부드럽게 또한 수행 합니다.
메쉬 기기 설계는 포토를 수정 하 고 그림 2에 설명 된 동일한 제조 절차를 사용 하 여 다양 한 응용 프로그램에 대 한 사용자 지정할 수 수 있습니다. 예를 들어 그림 9 에 데이터를 기록 하는 데 사용 하는 메쉬 전자 프로브 32 기록 전극을 마우스 해 마 및 기본 somatosensory 피 질 해야 하도록 설계 되었습니다, ultraflexible 메시 내에서 전극 배치 될 수 있습니다. 거의 모든 두뇌 지구를 대상으로 선택 또는 자극에 대 한 더 큰 전극 통합된27일 수 있다. 동일한 기본 메쉬 구조 및 제작 절차를 유지 하지만 전극 배치 및 디자인 연구의 요구에 맞게 조정 됩니다. 그러나 수 사관 주의 한다,, 그리고 항상 테스트 수정된 디자인 의도 바늘을 통해 쉽게 주입 수는. 메쉬 전자의 벤딩 기계에 작은 변화는 injectability에 상당한 효과 가질 수 있습니다. 1 개의 그런 보기는 가로 및 세로 수-8 리본 사이의 45 ° 각도 손 쉽 세 주입 수 메쉬 전자 프로브를 하지만 90 ° 각도 crumples 바늘21를 나 막 신을 한 결과입니다.
기록 전극의 임피던스를 측정 하는 것은 문제 해결에 유용 합니다. 20 µ m 직경 원형 Pt 전극 근처 PBS29x 1에서 또는 vivo에서 1 kHz의 주파수에서 1 m ω 임피던스 크기가 있어야 합니다. 이것 보다 훨씬 더 큰 임피던스 전극 노출 되지, 감광 제 잔여물과 오염 된 경우 발생할 수 있습니다 또는 하지 전기적 연결을 의미 합니다. 후자의 경우, 예를 들어 먼지 사진 마스크에 Au에서 분리에 결과 인터커넥트, PL 동안 또는 메쉬 I/O 패드 중 I/O 인터페이스 중 ZIF 커넥터 핀 접촉 하지는 발생할 수 있습니다. 임피던스 크기 절반 예상 값 채널 서로 병렬로 두 전극 임피던스의 회로 만드는 인접 한 누전 될 수 있습니다 제안 합니다. 측정 된 임피던스 값 가이드로 문제 해결; 하는 동안 동작 메쉬 전자 프로브 광학 현미경과 결합, 문제의 원인을 수 있습니다 일반적으로 식별 및 적절 하 게 수정 다음 제조 실행 또는 I/O 인터페이스 시도.
급성 연구 주사기-주 사용 메쉬 전자를 사용 하 여 제한 됩니다 단일 단위 급격히 활동 일반적으로 하지 1 주 포스트 주입27까지 관찰에 비록 최근 작품 (미 발표)이이 문제는 쉽게 극복 하기 보여줍니다. 메쉬는 급상승 활동 보고 하는 데 필요한 시간의 주요 결정 요인 디자인,이 기간 동안 조직 손상의 정도 영향을 미칠 메쉬 전자, 함께 두뇌와 주입, 사용 하는 바늘의 직경에 주입 액체의 볼륨 있는 주입 하 고 치유의 속도입니다. 대형 주입 볼륨 메시 전자 방출 이전에 Ni 현상;에서 산소 플라즈마로 처리 되지 않습니다 경우 필요할 수 있습니다. 메쉬 친수성 인 경우 즉, 그것은 유리 바늘을 준수 수 있습니다. 때때로, 메시 어려울 삽입 하는 기계를 절곡 이어질 결함이 있다. 메쉬 전자 로드 하는 동안 그것은 그 메쉬는 쉽고 원활 하 게 내에서 이동 바늘 ( 보충 비디오 1에서 같이) 확인 하는 것이 중요. 그렇지 않으면, 다른 메쉬 전자 프로브를 사용 해야 합니다. 원활한 신경 인터페이스에 대 한 최상의 결과 주입된 메쉬 길이 4 m m 당 10-50 µ L의 이상적인 주입 볼륨 달성 될 것입니다. 최근 결과 미세한 메쉬 전자 프로브를 주입 또는 주입 (급성 측정) 후 급상승 하는 단일 단위에서 관찰 될 수 있다 작은 직경 모 세관 바늘 (150 µ m 내부 직경, 250 µ m 외부 직경 작은) 표시 통해 더 긴 시간. 마스크 디자인 파일 이러한 미세한 메쉬 구조에 대 한 요청에 의해 또는 리소스 웹 사이트에서 사용할 수 있는 meshelectronics.org. 우리가 우리의 vivo에서 메쉬 주입 절차의 수익률은 150 µ m 내부 직경 (250 µ m 외부 직경 더 최근 작업에 대 한 80-90%에 가까운 약 70%, 수 400 µ m 내부 직경 (650 µ m 외부 직경) 바늘을 사용 하 여 전체 수익률 추정 ) 바늘. 실패에 대 한 가장 일반적인 이유는 (1) 메시 부드럽게, 주사 하지 않는다 두뇌, 필요한 수동 조작 하는 동안 (2) 메쉬 파손에 예기치 않게 큰 주입 볼륨에서 뇌 부 종 인 i/o 인터페이스 절차, 그리고 (3) 주입 하는 동안 손상 된 혈관에서 출혈이. 주입 하는 동안 혈관을 손상 하는 것은 드문 (실패의 10% 미만 원인) 감소 될 수 있는 이미지 유도 수술을 사용 하 여 추가. 우리는 또한 혈관의 손상 transfection 바이러스 성 입자의 주입, 딱딱한 뇌 프로브, 주입 및 메쉬 전자의 주입을 포함 하 여 뇌 조직의 침투를 포함 하는 모든 절차의 일반적인 한계는 참고.
메쉬 전자 프로브 에서처럼 그림 9 와 그림 10, 각각 수 안정적으로에서 기록 추적 같은 개별 뉴런에 적어도 개월 1 년 계획을 하 고 거의 만성 면역 반응을 보여주고 있습니다. 이 대회 깊이 전극, 일반적으로 스파이크 진폭, 불안정 한 신호, 및 만성 염증을 감소 하는 장기 실험14, 기록의 과정에서 고통에 비해 상당한 우위를 나타냅니다. 15. 또한, 메쉬 전자 그들은 남아 있을 수 있습니다 조직에서 조직학 단면 중 얼룩, 이미징, 기존의 프로브, 달리는 너무 경직 된 장점 있고 따라서 조직학 전에 제거 해야 합니다 분석입니다. 따라서, 메쉬 전자 immunohistochemical 분석을 사용 하 여 정확 하 게 각 녹음 사이트를 둘러싼 세포 환경 공부를 독특한 능력에 대 한 수 있습니다.
제시 하는 프로토콜 여기 열립니다-최대 신경 과학에서 새로운 기회를 흥미로운. 최소한 침략 적 전달 방법 및 메쉬 전자 뇌 조직으로의 완벽 한 통합 신경 회로 중단을 최소화 고 대부분 만성 신경 기록 실험의 종류 혜택을 수 있는 만성 면역 응답을 피 한다. 기록 하 고 오랜 기간 특히 노화, 같은 달-1 년 동안 프로세스에 연관 밀리초 규모 급격히 활동 하고자 하는 수 사관에 게 관심이 될 것입니다 동일한 단일 뉴런을 추적할 메쉬 전자의 능력은 뇌 질환, 또는 두뇌 개발16,18의 병 인. 또한, 거기 존재 확장 단계로 PCB 머리-디지털 멀티플렉싱8,35, 같은 기능을 구현 하도록 활성 전자를 추가 하는 등이 프로토콜을 사용자 지정 하는 상당한 기회 무선 통신35,,3637, 그리고 신호 처리35, 공동 조직 재생18,38에서 원조 하기 위하여 메쉬 전자와 줄기 세포 또는 폴리머 주입 39, 그리고 통합 나노와이어 field-effect 트랜지스터 (NW-Fet)로 전자를 위한 메쉬 매우 지역화 및 다기능 뇌 프로브24,29,40,41 ,42.

단일 신경 해상도 뇌 매핑 수 있는 도구 개발 신경 과학 및 신경과에 중앙 중요성의 이다. Electroencephalography (뇌 파), magnetoencephalography (멕), 기능적 자기 공명 영상 (fMRI) 등 신경 연구에 대 한 비 침범 성 기술을 인간1, 동작 두뇌 활동을 상호 연결에 대 한 귀중 한 증명 2, 하지만 그들은 구조를 공부 하 고 그들의 기본적인 마이크로미터 및 밀리초에 신경 네트워크의 확장, 각각3,4대 한 필요한 spatiotemporal 해상도 부족. 특정 electrocorticography (ECoG) 프로브 및 광학 이미징 방법 전압에 민감한 염료를 사용 하 여 단일 단위 급격히 활동 vivo에서5,6, 기록에 성공 하지만 그들은 일반적으로 근처에 효과가 있는 뇌 표면, 얕은 뇌 영역의 연구에 적용을 제한. 반면, 이식 전기 프로브 자유롭게 형광 라벨에 대 한 필요 없이 거의 모든 두뇌 지역에서 동물을 이동에 단일 신경 생리학을 측정할 수 있도록 필수적인 시스템 수준 신경 과학, 특히 반도체 산업에서 제작 기술을 밀 었 다로 채널 수백 및 수천3,7,,89으로 계산 합니다. 이러한 기능 덕택으로 이식 전기 프로브 많은 중요 한 기여를를 만들었습니다 신경 과학, 신경학, 정보 처리 시각 시스템10, 신경 치료의 근본적인 연구를 포함 하 여 파 킨 슨 병11및 뇌-기계 인터페이스 (BMIs) 고급 보 철12,13의 데모 등 장애.
그럼에도 불구 하 고, 스파이크 진폭 및 개월14,15 주 날짜 표시줄에 불안정 한 신호 감소로 각 성 하는 장기적인 불안정 삽입형 프로브 상대적으로 단기간의 연구에의 적용을 제한 했다 현상, 뇌 노화 및 개발 크게 답이 같은 질문을 떠난다. 장기적인 불안정 한계는 기존의 프로브 및 크기, 역학, 그리고 토폴로지14,15,,1617,18에 뇌 조직 사이 불일치의 결과. 크기, 측면에서 신경 시 냅 스 및 somata 약 수십 나노미터 직경19, 마이크로미터에 각각, 전통적인 프로브는 종종 실리콘 microelectrode 배열 경우 상당히 큰 > 4 번 하나의 신경 세포 체7,8의 크기입니다. 이러한 프로브의 비교적 큰 크기 자연 구조 및 조밀한 신경 조직, 따라서 만성 면역 반응에 기여 하 고 perturbing 공부 되 고 신경 회로의 연결 중단 될 수 있습니다. 기계적 특성 측면에서 전통적인 프로브는 크게 있는 그들은 이식 되; 매우 부드러운 신경 조직 보다 엄격한 심지어 "유연한" 프로브 폴의 10-20 µ m 두꺼운 시트에서 만든 적어도 100000 번 뇌 조직20,21보다 엄격한 있습니다. 굽 힘 강성이이 불일치 하면 신뢰할 수 없는 단일-단위 확장된 녹음 하는 동안 추적 하 고 이식 사이트에서 만성 gliosis 유도로 이어지는 프로브 및 뇌 조직 사이 상대 기울이기 모션. 마지막으로, 기존의 뇌 프로브 토폴로지 구조 반드시 조직의 단단한 볼륨을 제외합니다. 토폴로지 같은 불일치 신경 회로의 연결을 방해, 신경, 폐해 셀 및 뇌 조직22, 내 혈관의 자연 3 차원 (3D) interpenetrated 배포 하는 걸로 고의 3D 전송 방해 신호 분자23. 함께, 기존의 프로브의 이러한 단점 단일 신경 수준에서 경도 신경 과학 연구 및 임상 응용 프로그램 모색 장기 호환성 부족 그들을 만들었습니다.
이러한 단점을 극복 하기 위해 우리는 "조직 같은" 신경 프로브 나 메쉬 전자16,,2124의 새로운 패러다임을 개발 하 여 신경 및 전자 시스템 사이의 라인을 흐리게 하고자 결정 했다. 메쉬 전자 신경 조직, 마이크로미터 크기 규모 같은 나노미터의 뇌 조직, 그리고 (3) 3D의 그들과 유사 하 (2) 기계적 성질 (1) 구조 기능을 통합 하 여 크기, 역학, 그리고 토폴로지에 위의 일치 문제를 해결 macroporous 토폴로지 > 90% 공간 열고 따라서 신경 세포와 extracellular 환경을 통해 분자의 확산에 의해 상호를 수용 한다. 메쉬 전자 프로브는 주사기와 바늘, 깊은 두뇌 지역21,25에 이식 하는 동안 최소한의 심각한 피해를 일으키는 통해 특정 뇌 영역에 정확 하 게 전달 수 있습니다. 신경 소마와 축 삭을 보여왔다 주 후 사출, 전자 기록 및 주변 뇌 조직21 사이의 원활한 gliosis 무료 인터페이스 만드는 내 오픈 3D 메쉬 전자 프로브 구조를 상호 침투 , 26 , 27. 이러한 독특한 기능은 안정적으로 적어도 1 년 날짜 표시줄27이상 같은 개별 뉴런에서 급격히 활동을 추적 하는 메쉬 전자 프로브 사용. 또한, 포토 리소 그래피 (PL)에 따라 메쉬 전자 제작 포함 될 수 있습니다, 시연된 채널 조사 간단한 연락처 마스크 리소 그래피를 사용 하 여 조사 당 최대 128 개의 전극을 전극의 수의 높은 확장성을 제공 합니다. 28 그리고29전문된 장비 없이 주변 전자에 빠른 전기 연결을 허용 하는 플러그 앤 플레이 입/출력 (I/O) 디자인.
연구의 광범위 한 범위 측정 프로토콜 메쉬 전자 통합에서 혜택을 받을 수 있습니다. 대부분 intracortical 기록 실험 주사기 주입, 주입, 다음 대폭 감소 된 면역 반응을 통해 메쉬 전자의 최소 침 습 이식 절차에서 혜택을 수 있는 그리고 떠날 수 망에서 전자는 연속적인 조직학 및 각 기록 사이트를 둘러싼 생물 환경의 정확한 분석을 위한 immunostaining 조직. 특히 만성 기록 실험 메쉬 전자의 독특한 능력을 년 달에 대 한 개별 뉴런의 많은 수를 추적 하에서 가치를 파생 것입니다. 이 기능은 단일 신경 해상도 신경 회로의 경도 노화 연구, 조사 개발 두뇌, 및의 병 인에 문의 이전 실용적 되지 않은 연구에 대 한 기회를 만듭니다. encephalopathies16.
이 프로토콜에서 우리는 키 주사기-주 사용 메쉬 전자 ( 그림 1참조)를 사용 하 여 일반적인 마우스 신경 기록 실험에서 단계를 모두 설명 합니다. 설명 된 단계 로드 메쉬 전자 표준 모 세관 바늘, stereotaxic 주입 메쉬 전자에서 vivo에서,의 연결의 많은 대학에서 표준 PL 기반 프로세스 가능한 메쉬 전자 제품의 제조를 포함는 I/O를 표준 계측 인터페이스, 제 지 또는 자유롭게 이동 녹음 세션, 메쉬 전자를 포함 하는 뇌 조직의 조직학 단면 메쉬. 조직학 연구에만 메쉬 전자를 사용 하 여 일부 연구 자들은 전기 인터페이스 하 고 녹음 하 고, 어떤 경우에 그들은 그 단계를 건너뛸 수 있습니다 필요 하지 않을 수 있습니다. 이 프로토콜에 대해 스스로, 후 수 사관 메쉬 전자 그들의 자신의 실험에 사용 하는 데 필요한 모든 지식이 있어야 합니다.

<table><tbody><tr><td>전동 입체 프레임</td><td>World Precision Instruments</td><td>MTM-3</td><td>마우스 입체 수술용</td></tr><tr><td>512채널 녹음 컨트롤러</td><td>Intan Technologies</td><td>C3004</td><td>신경 기록 시스템의 구성</td></tr><tr><td>요소 RHD2132 증폭기 보드</td><td>Intan Technologies</td><td>C3314</td><td>신경 기록 시스템의 구성 요소</td></tr><tr><td>RHD2000 3피트 초박형 SPI 인터페이스 케이블</td><td>Intan Technologies</td><td>C3213</td><td>신경 기록 시스템의 구성 요소인</td></tr><tr><td>Mouse restrainer</td><td>Braintree Scientific</td><td>TV-150&nbsp; STD</td><td>표준 1.25인치 내경; 제한된 녹음 세션 동안 마우스를 제한하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Si 웨이퍼</td><td>Nova Electronic Materials</td><td></td><td>3" P < 100> .001-.005 옴-cm 356-406 &mu; m 두께 프라임 그레이드 SSP Si 웨이퍼 w/2 Semi-Std. 플랫 & 6,000 에이커&deg; &플러스mn; 양쪽에 5% 습식 열 산화물.</td></tr><tr><td>Photomasks (소다 석회 유리에 크롬)</td><td>Advance Reproductions</td><td></td><td>Advance Reproductions 및 기타 공급 업체는 제공된 디자인 파일로 포토 마스크를 제조합니다. 당사의 포토마스크 디자인 파일은 요청 또는 리소스 웹 사이트 meshelectronics.org 에서 구할 수 있습니다. 또는 일부 대학 클린룸에는 현장에서 포토마스크를 만들기 위한 마스크 라이터가 있습니다.</td></tr><tr><td>AutoCAD 소프트웨어</td><td>Autodesk Inc.</td><td></td><td>포토마스크 그리기를 위한 디자인 소프트웨어. 무료 대안은 LayoutEditor입니다. 당사의 포토마스크 디자인 파일은 요청 또는 리소스 웹 사이트 meshelectronics.org 에서 구할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>열 증발기</td><td>Sharon Vacuum</td><td></td><td>제조 중에 Ni, Cr 및 Au를 메쉬 전자 장치에 증발시키는 데 사용됩니다. 많은 대학 클린 룸에는이 도구 또는 유사한 도구가 있습니다.</td></tr><tr><td>SU-8 2000.5 네거티브 포토레지스트</td><td>MicroChem Corp.</td><td></td><td>네거티브 포토레지스트는 메쉬 전자 장치의 하단 및 상단 부동태화 층을 정의하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>MA6 마스크 정렬기</td><td>Karl Suss Microtec AG</td><td></td><td>각 포토 마스크를 웨이퍼의 패턴에 정렬하고 웨이퍼를 자외선에 노출시키는 데 사용됩니다. 대부분의 대학 클린룸에는 이 도구 또는 이와 유사한 도구가 있습니다.</td></tr><tr><td>SU-8 개발사</td><td>MicroChem Corp.</td><td></td><td>자외선에 노출된 후 SU-8 네거티브 포토레지스트를 현상하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>LOR3A 리프트 오프 레지</td>스트 <td>MicroChem Corp.</td><td></td><td>금속 리프트 오프 공정 중 언더컷을 촉진하기 위해 Shipley 1805 포토레지스트와 함께 사용</td></tr><tr><td>Shipley 1805 포지티브 포토레지스트</td><td>Microposit, The Dow Chemical Company</td><td></td><td>메시 전자 장치에서 금속 인터커넥트 및 Pt 전극을 정의하는 데 사용되는 포지티브 포토레지스트</td></tr><tr><td>MF-CD-26 포지티브 포토레지스트 개발자</td><td>Microposit, The Dow Chemical Company</td><td></td><td>S1805 포지티브 포토레지스트는 마스크 얼라이너에 노출된 후 현상합니다. 많은 대학 클린 룸에서이 화학 물질을 보유하고 있습니다.</td></tr><tr><td>스핀 코팅기</td><td>Reynolds Tech</td><td></td><td>포지티브 및 네거티브 레지스트가 있는 웨이퍼를 코팅합니다. 대부분의 대학 클린 룸에는 스핀 코터가 있습니다.</td></tr><tr><td>PJ 플라즈마 표면처리 시스템</td><td>AST Products, Inc.</td><td></td><td>수용액으로 방출되기 전에 메쉬 전자 장치의 표면을 산화시키는 데 사용됩니다. 대부분의 대학 클린룸에는 이 도구 또는 이와 유사한 도구가 있습니다.</td></tr><tr><td>전자빔 증발기</td><td>Denton Vacuum</td><td></td><td>메쉬 전자 장치를 제조하는 동안 Cr 및 Pt를 증발시킵니다. 많은 대학 클린 룸에는이 도구 또는 유사한 도구가 있습니다.</td></tr><tr><td>리무버 PG</td><td>MicroChem Corp.</td><td></td><td>LOR3A 및 Shipley S1805 레지스트를 용해하는 데 사용</td></tr><tr><td>염화 제 2 철 용액</td><td>MG 화학 물질</td><td>415-1L</td><td>Ni 에칭 용액</td></tr><tr><td>36 % 염산 용액</td>의 구성 요소 <td>Kanto Corp.</td><td></td><td>Ni 에칭 용액의 구성 요소</td></tr><tr><td>: 유리 모세관 바늘</td><td>Drummond Scientific Co.</td><td></td><td>내경 0.40mm, 외경 0.65mm. 다른 직경을 사용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>마이크로피펫 홀더 U-type</td><td>Molecular Devices, LLC</td><td>1-HL-U</td><td>입체택시 주입 중 유리 모세관 바늘을 고정하는 데 사용</td></tr><tr><td>1 mL 주사기</td><td>NORM-JECT&reg;, Henke Sass Wolf</td><td></td><td>모세관 바늘에 메쉬 전자 장치를 수동으로 로드하는 데 사용</td></tr><tr><td>폴리에틸렌 intrademic 카테터 튜브</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td></td><td>내경 1.19 mm, 외경 1.70 mm</td></tr><tr><td>5 mL 주사기</td><td>Becton Dickinson and Company</td><td></td><td>생체 내 메쉬 전자 장치 주입용 주사기 펌프에 사용</td></tr><tr><td>접안 렌즈 카메라</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>DCC1240C</td><td>주입 중 모세관 바늘 내의 메쉬 전자 장치를 보는 데 사용됨</td></tr>, <tr><td>USB 카메라용 ThorCam uc480 이미지 수집 소프트웨어</td>, <td>Thorlabs, Inc.</td><td></td><td>주입 중 모세관 바늘 내의 메쉬 전자 장치를 보는 데 사용</td></tr><tr><td>주사기 펌프</td><td>Harvard</td><td>Apparatus PHD 2000</td><td>메쉬 전자 장치 주입 중 모세관 바늘을 통해 정확한 양의 용액을 흐르는 데 사용</td></tr><tr><td>EXL-M40 치과 드릴</td><td>Osada</td><td>3144-830</td><td>개두</td>술</tr><tr><td>0.9mm 드릴 버</td> 드릴용 <td>Fine Science Tools</td><td>19007-09</td><td>개두술 드릴링 용</td></tr><tr><td>핫 비드 살균기 14cm</td><td>Fine Science Tools</td><td>18000-50</td><td>수술 기구</td></tr><tr><td>CM1950 동결 절제 기구</td><td>Leica Microsystems</td><td></td>를 살균하는 데 사용 <td>냉동 조직을 절편으로 자르는 데 사용됩니다. 많은 대학에는 공유 시설에서 사용할 수 있는 이 도구 또는 유사한 도구가 있습니다.</td></tr><tr><td>0.3% Triton x-100</td><td>Life Technologies</td><td></td><td>조직학에 사용</td></tr><tr><td>5% 염소 혈청</td><td>Life Technologies</td><td></td><td>조직학에 사용</td></tr><tr><td>3% 염소 혈청</td><td>Life Technologies</td><td></td><td>조직학에 사용</td></tr><tr><td>Rabbit anti-NeuN</td><td>Abcam</td><td>ab177487</td><td>조직학에 사용</td></tr><tr><td>마우스 항신경필라멘트</td><td>Abcam</td><td>ab8135</td><td>조직학에 사용</td></tr><tr><td>쥐 anti-GFAP</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc.</td><td>PA516291</td><td>조직학에 사용</td></tr><tr><td>ProLong Gold Antifade Mountant</td><td>Thermo Fisher Scientific Inc.</td><td>P36930</td><td>조직학에 사용되는</td></tr><tr><td>Poly-D-lysine</td><td>Sigma-Aldrich Corp.</td><td>P6407-5MG</td><td>분자량 = 70-150 kDA</td></tr><tr><td>직각 엔드 클램프</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>RA180/M</td><td>피펫 홀더를 입체식 프레임에 부착하는 데 사용됩니다</td></tr><tr><td>인쇄 회로 기판(PCB)</td><td>고급 회로</td><td></td><td>메쉬 전자 장치와 Intan 기록 시스템과 같은 주변 측정 전자 장치 사이를 연결하는 데 사용됩니다. Advanced Circuits 및 기타 공급업체는 제공된 설계 파일을 기반으로 PCB를 제조 및 조립합니다. 당사의 PCB 설계 파일은 요청 시 또는 리소스 사이트 meshelectronics.org</td></tr><tr><td>32채널 표준 증폭기 커넥터</td><td>Omnetics Connector Corp.</td>에서 구할 수 있습니다.<td>A79024-001</td><td>PCB에 조립된 구성 요소</td></tr><tr><td>32채널 플랫 플렉시블 케이블(FFC)</td><td>Molex, LLC</td><td>152660339</td> PCB 장착 ZIF 커넥터 32채널 제로 삽입력(ZIF) 커넥터 Hirose Electric Co., LTD FH12A-32S-0.5SH(55)PCB에 조립된 구성 요소와 메시 <td>전자 I/O 패드에 인터페이스할 때 클램핑 기판으로 사용됩니다</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>.</td></tr></tbody></table>

안정적인 만성 설치류 전기 생리학에 대 한 주사기-주 사용 메쉬 전자

Syringe-injectable Mesh Electronics for Stable Chronic Rodent Electrophysiology

삽입형 뇌 생리학 프로브는 얕 고 깊은 뇌 영역에서 spatiotemporal 고해상도 신경 활동을 기록 하 신경 그들의 능력 때문에 귀중 한 도구입니다. 그러나 그들의 사용을 방해,, 기계 및 구조 조사와 뇌 사이 불일치에 의해 조직 그 일반적으로 이어질 micromotion 및 결과와 gliosis 신호 만성 기록 실험에서 불안정. 반면, ultraflexible 메쉬 전자의 주입 주사기 주입을 통해 다음 메시 조사 양식 gliosis 원활한는 인터페이스 주위 뇌 조직 적어도 1 년에 개별 뉴런의 안정적인 추적을 가능 하 게 날짜 표시줄입니다. 주사기-주 사용을 사용 하 여 일반적인 마우스 신경 기록 실험의 주요 단계 메쉬 메쉬 전자 제품의 제조를 포함 하 여 표준 사진 평판 기반 프로세스에서 가능한 로드 많은 대학에서 전자,이 프로토콜 세부 정보 전자 표준 모 세관 바늘, stereotaxic 주입 비보, 입/출력 표준 장비 인터페이스, 제 지 또는 녹음 세션, 자유롭게 이동 하 고 뇌의 단면 조직학 메시의 연결 망 전자 메쉬 조직 포함. 대표적인 신경 녹음 및 조직학 데이터 표시 됩니다. 수 사관이이 프로토콜에 잘 알고 그들의 자신의 실험에 메쉬 제품을 통합 하 고 노화 연구 등 장기 안정적인 신경 인터페이스에서 제공 하는 독특한 기회를 활용 하는 데 필요한 지식을 것 이다 프로세스, 두뇌 개발 및 뇌 질환의 병 인

결과 연구 대상된 뇌 영역, 주입 이후 경과 시간, 주입, 그리고 I/O 인터페이스 절차, 다른 요인 중에서 성공 하는 동안 급성 피해 금액에 동물 종에 따라 달라 집니다. 단일 단위 급격히 활동 1 주 후 주입 및 스파이크 진폭 최대 4-6 주 동안 다를 수 있습니다 (150 µ m 내부 직경 바늘)의 경우 1 일 때까지 표시 되지 않을 수 있습니다. 그림 9 는 해 마와 성인 남성 C57BL/6J 마우스의 기본 somatosensory 피 질에 주입 하는 32-채널 메쉬 전자 프로브에서 대표적인 electrophysiological 데이터를 보여줍니다. 약 300 µ V 진폭 로컬 필드 전위 (LFPs) 모든 32 채널에 기록 되었다 고 단일 단위 급격히 활동 26 채널에 기록 했다. LFPs 및 격리 된 스파이크 사이 2, 4 개월,이 확장 된 시간 동안 녹음 전자와 뉴런 간의 매우 안정적인 인터페이스 제안 유사한 남아 있었다. 그림 10 조직학 단면 대표 결과 뇌 조직의 메쉬 전자 주입 후 1 년을 포함 하는 immunostaining를 보여 줍니다. 얼룩 NeuN, 신경 somata, neurofilament, 신경 축 삭에 대 한 표식에 대 한 표식에 대 한 암시 하는 메쉬 전자와 뇌 조직 간의 원활한 인터페이스 주사 사이트에서 조직 밀도의 손실을 거의 보여준다. GFAP (이다에 대 한 표식)에 대 한 추가 얼룩 입지 약간 만성 면역 응답을 elicits 나타내는 메쉬 전자 주위 이다의 근처-배경 수준을 보여준다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig1.jpg"> 그림 1: 주 사용 주사기의에서 단계 메쉬 전자 실험. 이 프로토콜 메쉬 전자를 사용 하 여 일반적인 설치류 신경 기록 실험의 모든 주요 단계를 설명 합니다. 실험 보통 수반, 구현, 메쉬 전자 제품의 제조 (1), (2) 모 세관 바늘에 메쉬 전자 로드의 순서에서 (3) stereotaxic 주입 메쉬 전자 두뇌, 메쉬를 인터페이스 (4) 전기 I/O 전자, (5) 구속 또는 자유롭게 이동 녹음, 그리고 (6) 메쉬/조직 단면 및 조직학에 대 한 얼룩. 일부 연구에서 조직학 데이터만 수 있습니다 수 원하는, 단계 (4) 및 (5) 어떤 경우에 생략 될 수 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig2.jpg"> 그림 2: 회로도 ultraflexible 장치 지역 (맨 윗줄)에서 플러그 앤 플레이 메쉬 전자 제조 절차를 묘사, 줄기 인터커넥트 (중간 행), 영역과 I/O 영역 (아래쪽 행). (A) 수-8 부정적인 감광 (레드) PL 마스크-1 청 각 플러그 앤 플레이 메쉬 전자 프로브의 레이어 아래 정의를 모방. PL 마스크 2, 열 증발 및 금속 이륙 (B) 패턴 정의 Au 인터커넥트 및 I/O 패드 (금). (C) PL 마스크-3, 전자 빔 증발, 및 금속 이륙 패턴화 Pt 전극 (블루) 정의 합니다. (D) 수-8 부정적인 감광 (레드) PL 마스크-4 최고의 청 레이어를 정의 하 꽃무늬. 수-8에서 구멍 각 Pt 전극 및 I/O 패드에 남아 있습니다. (E) A 완료 점선 박스 상단, 중간, 아래쪽 행에 확대 하는 위치를 나타내는 전자 프로브 메쉬. 포토 마스크 디자인 파일 요청 저자 또는 리소스 사이트에서 사용할 수 있는 meshelectronics.org. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig3.jpg"> 그림 3: 사진 및 플러그 앤 플레이의 광학 현미경 이미지 망 전자. (A) 플러그 앤 플레이 I/O와 주사기-주 사용 메쉬 전자 프로브의 광학 현미경 이미지를 바둑판식으로 배열. 제작 완료 단계 그림 2 에서 그러나 Ni 코팅 기판에서 릴리스 이전 후 몇 군데는 조사 했다. 점선된 상자 왼쪽에서 오른쪽 ultraflexible 장치, 줄기, 영역과 I/O 영역 각각 C, D, 및 E, 확대의 섹션에 해당 합니다. 눈금 막대 = 1 m m. (B) 20 완료를 포함 하는 3 인치 Si 웨이퍼의 사진 메쉬 전자 프로브. 눈금 막대 = 20 m m. (C) ultraflexible 장치 지역에서 20 µ m 직경 Pt 기록 전극의 광학 현미경 이미지. 눈금 막대 = 100 µ m. (D) 고밀도 Au의 광학 현미경 이미지 줄기 지역에서 상호 연결. 각 Au 상호 전기적으로 절연 이며 단일 I/O 패드에 연결 하는 단일 Pt 전극. 눈금 막대 = 100 µ m. (E) 광학 현미경 이미지 I/O 패드의. 축소 가능한 메쉬 지역 및 줄기에 있는 지속적인 박막 지역 각 패드에 의하여 이루어져 있다. 수-8 리본 비 실시 정렬을 유지 수 있도록 함께 패드의 메쉬 부분을 연결 합니다. 눈금 막대 = 200 µ m. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig4.jpg"> 그림 4: 주입 중 모 세관 바늘을 들고 대의 조립. 기구의 구성 요소 (A) 사진. 구성 요소 (1) 유리 모 세관 바늘, 피 펫 홀더 (2), (3) 원형 나사 패스너 피펫은 홀더, 및 (4) 피 펫 홀더에 대 한 원뿔 와셔 포함. 항목 (2) (4) 피 펫 소지자의 구입에 포함 되어 있습니다. 화살표는 에폭시와 붙어 있이 필요가 있는 피 펫 소유자의 콘센트를 표시 합니다. (B) 피 펫 홀더 어셈블리 및 유리 모 세관 바늘의 삽입 후의 사진. 추가 에폭시 (화살표로 표시) 피 펫 소유자의 최고 콘센트에서 표시 이며 (표시 되지 않음) 주사기에 피펫으로 홀더를 연결 하는 모 세관 배관. (C) 피 펫 보유자와 직각 끝 클램프와 stereotaxic 프레임에 부착 후 모 세관 바늘의 사진. 스케일 바는 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig5.jpg"> 그림 5: 유리 바늘에 메쉬 전자 로드. (A) 플러그 앤 플레이 메쉬 전자 선적 절차의 개요 그림. 솔루션에서 정지 하는 동안 유리 바늘 메쉬 전자 프로브의 I/O 끝 가까이 배치 됩니다. 다음 주사기 플런저 메쉬 전자 프로브를 수동으로 제거 됩니다. 이상적인 위치는 바늘의 끝 안쪽 ultraflexible 장치 지역 이다. (B) 사진 (a) 해당 유리 바늘에 메쉬 전자 프로브. 스케일 바 = 2 m m. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig6.jpg"> 그림 6: stereotaxic 수술 역의 도식. 연결 된 피 펫 소유자와 동력된 stereotaxic 프레임 (A)는 원하는 두뇌 지역에 바늘을 위치 하는 데 사용 됩니다. 바늘과 로드 메쉬 전자의 위치 목표 렌즈 모니터링 카메라 (B)를 연결 하 고 컴퓨터 (C)에 표시 됩니다. 주사기 펌프 (D) 원하는 두뇌 지역에 메쉬 전자의 정확 하 고, 제어 주입 수 바늘을 통해 식 염 수의 정확한 볼륨을 흐른다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig7.jpg"> 그림 7: 플러그 앤 플레이 I/O 인터페이스 절차. (A)는 FFC 기판 클램핑 치과 시멘트는 craniotomy에 인접 한 확보. (B) 플러그 앤 플레이 메쉬 전자는 stereotaxically FoV 메서드를 사용 하 여 원하는 뇌 영역에 주입. (C)는 메시의 I/O 패드와 바늘 전자 여전히 내부 조사, FFC 기판 클램핑에 위치. (D) 흐름 FFC 기판 클램핑에 I/O 패드를 꺼낼 바늘을 통해 재개 됩니다. (E) I/O 패드는 줄기, 전도 면 펼쳐 졌 하 고 장소에서 건조 기준으로 구부러진된 90 °. (F)는 FFC 기판 I/O 패드의 가장자리에서 직선 ca. 0.5 m m가 위로 잘립니다. 초과 기판 절단 떨어져 32 채널 ZIF 커넥터에 삽입을 허용 하도록. (G)는 I/O 패드는 사용자 정의 PCB에 장착 된 32 채널 ZIF 커넥터에 삽입 됩니다. ZIF 커넥터 수 있도록 폐쇄 래치는 I/O 패드와 접촉. (H) 래치 이루어 PCB는 두개골에 대칭 이동 하 고는, 그리고 PCB 치과 시멘트와 장소에 고정 되어. (나)는 PCB 세션을 녹음 하는 동안 쉽게 인터페이스 표준 앰프 커넥터와 함께 소형 headstage를 형성 한다. 스케일 바 = 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig7large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig8.jpg"> 그림 8: 자제하 고 자유롭게 이동 녹음. 기록 세션 동안 restrainer에서 남성 C57BL/6J 마우스의 (A) 사진. 32 개 채널 프리 앰프 PCB 표준 앰프 커넥터에 삽입 되었습니다. (B)는 자유롭게 이동 기록 실험 중 32 채널 프리 앰프 PCB와 같은 마우스의 사진. 스케일 바 = 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig8large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig9.jpg"> 그림 9: 대표 신경 녹음 결과. (A) 대표 LFP 32 개 채널에서 열 지도 메쉬 전자 프로브 마우스 해 마와 피 somatosensory 질에 주입. 데이터는 마우스 자유롭게 2 개월 (위)와 4 개월 (아래) 후 주입에서 그것의 감 금 소를 탐험 하는 동안 기록 되었다. LFP 진폭은 오른쪽에 있는 색상 막대에 따라 색으로 구분. 하이 패스 필터링 된 추적 (블랙) 스파이크 활동을 보여주는 32 개 채널의 각는 스펙트로그램에 중첩 됩니다. (B) 스파이크 (A)에 그릴 데이터를 정렬 한 후 절연. 단일 단위 급격히 활동 32 개 채널 모두 2 개월 후 주입 (위)와 4 개월 후 주입 (아래)의 26에 발견 되었다. 스파이크의 각 클러스터 위에 숫자 (A)에 채널 번호에 해당합니다. 이 그림에서 Fu는, 외. 수정 되었습니다. 28. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig9large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58003/58003fig10.jpg"> 그림 10: 대표 조직학 결과. 메쉬 전자 수평 (중간 패널) 내에서 방향을 설명 하는 (A) 회로도 및 화살 (하단 패널) 뇌 조각. (B) 형광 현미경 이미지 10 µ m 두꺼운 피 질 뇌 조각 16-채널 메쉬 전자 probe의 주사 후 1 년의. 조각은 NeuN (녹색)에 대 한 immunostained 되었습니다. (C) 같은 뇌 조각 neurofilament (빨간색)에 대 한 immunostained. (D) 같은 뇌 조각 immunostained GFAP (시안)에 대 한. (E) A 합성 이미지 (B)의 (D)를 통해 보여주는 메시 전자/조직 레이블이 NeuN neurofilament (빨간색), GFAP (녹청), (녹색), 인터페이스 그리고 전자 (파란색)을 메쉬. 바 규모 = 100 µ m. 이 그림에서 푸 외 수정 되었습니다. 27. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/58003fig10large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
보충 비디오 1: 로드 및 솔루션으로 메쉬 전자의 주입을 반복. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58003/video1.mp4">이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

메쉬 전자 프로브는 완벽 하 게 통합 하 고 뇌 내에서 기록 하는 안정, 장기, 단일 신경 수준 제공 합니다. 이 프로토콜 메쉬 전자를 사용 하 여 실험에 대 한 vivo에서 , 바늘, stereotaxic 주입, 입/출력 인터페이스, 녹음 실험, 및 조직의 메쉬를 포함 하는 조직학에 로드 메쉬 제품의 제조와 관련 된 조사 합니다.

Implantable brain electrophysiology probes are valuable tools in neuroscience due to their ability to record neural activity with high spatiotemporal ...

이 방법은 뇌에서 노화 과정이 어떻게 나타나는지, 뇌가 어떻게 발달하는지, 뇌 질환이 어떻게 발생하고 진행되는지와 같은 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 메쉬 전자 장치가 일단 뇌에 이식되면 신경교증에서 만성 면역 반응을 유도하지 않고 주변 신경 조직과 원활하게 통합할 수 있다는 것입니다. 이 절차를 시연하는 사람은 Lieber Group의 대학원생인 Tao Zhou와 Lieber Group의 박사후 연구원인 Jung Min Lee입니다.절차를 시작하려면 깨끗한 실리콘 웨이퍼를 열 증발기에 로드하고 100나노미터의 니켈을 증발시킵니다. 다음으로, SU-8 2000.5 네거티브 포토레지스트를 400-500 나노미터의 대략적인 SU-8 두께에 대해 분당 400 회전으로 웨이퍼에 스핀 코팅합니다. 웨이퍼를 마스크 얼라이너에 로드하여 하단 메쉬 SU-8 층에 해당하는 포토리소그래피 마스크 1이 있는 SU-8을 노출시킵니다.평방 센티미터당 100 밀리줄의 I-라인 선량으로 노출시킵니다. 그것들은, SU-8 현상액의 웨이퍼를 트레이에 담그십시오. SU-8의 메쉬 패턴이 완전히 개발될 때까지 용액을 2분 동안 부드럽게 교반합니다.그런 다음 이소프로필 알코올 트레이에 웨이퍼를 1분 동안 헹구고 불어 건조시킵니다. 웨이퍼를 섭씨 180도의 핫 플레이트에서 1시간 동안 하드 베이킹합니다. 그 후, 약 300나노미터 두께에 대해 분당 4, 000회전으로 LOR 3A를 웨이퍼에 스핀 코팅합니다.스핀 코트 S1805 포지티브 포토레지스트는 4, 500 나노 미터의 대략적인 두께에 대해 분당 000 회전합니다. 그런 다음 웨이퍼를 마스크 정렬기에 로드하여 금속 상호 연결 및 입력, 출력 패드에 해당하는 포토리소그래피 마스크 2가 있는 S1805를 노출시킵니다. 평방 센티미터 당 40 밀리줄에 H 선 복용량에 드러낸, 그 후에 CD-26 감광액 현상액의 쟁반에 있는 웨이퍼를 가라앉힌다.금속 인터커넥트 패턴이 완전히 개발될 때까지 1분 동안 용액을 부드럽게 교반합니다. 웨이퍼를 탈이온수 트레이에 1분 동안 헹구고 불어 건조시킵니다. 다음으로, 3나노미터의 크롬을 열적으로 증발시킨 다음 80나노미터의 금을 증발시킵니다.금속이 완전히 언더컷될 때까지 약 3시간 동안 웨이퍼를 제거제 PG의 평평한 비커에 담그고 금속은 메시 전자 장치의 원하는 상호 연결 및 입력, 출력 패드 영역에만 남습니다. 스핀 코팅, 리소그래피, 증발 및 리프트를 반복하여 전극 영역에 3나노미터의 크롬과 50나노미터의 백금을 남깁니다. 그런 다음 SU-8의 스핀 코팅과 포토리소그래피를 반복하여 상단 SU-8 메쉬 레이어를 정의합니다.웨이퍼를 50와트의 산소 플라즈마로 1분 동안 처리합니다. 그 후, 메쉬 전자 장치가 실리콘 웨이퍼에서 완전히 분리될 때까지 약 3시간 동안 웨이퍼를 용액의 니켈 에칭에 담그십시오. 파스퇴르 피펫을 사용하여 니켈 에칭에서 방출된 메쉬 전자 프로브를 100ml 비이커의 탈이온수로 옮깁니다.그런 다음 헹굼을 위해 메쉬 전자 장치를 탈이온수가 담긴 새 비커에 최소 세 번 옮깁니다. 메쉬 전자 장치를 바늘에 로드하려면 메쉬 전자 장치가 들어 있는 PBS의 100ml 비커에 유리 모세관 바늘을 삽입합니다. 바늘 끝을 메쉬 전자 프로브의 입력, 출력 패드 근처에 놓고 주사기를 수동으로 집어넣어 메쉬 전자 프로브를 바늘로 끌어들입니다.주사기 플런저가 식염수에 잠겨 있는 동안 주사기 플런저를 밀고 당겨 바늘 내 메쉬 전자 장치의 위치를 조정합니다. 쥐의 뇌에 메쉬 전자 장치를 주입하려면 치과 드릴과 정위 프레임을 사용하여 두개골의 원하는 좌표에서 개두술을 엽니다. 스테인리스강 그래프 나사 또는 와이어를 삽입하기 위해 주입 부위에서 멀리 떨어진 곳에서 두 번째 개두술을 엽니다.그런 다음 치과 용 시멘트로 두개골에 클램핑 기판을 고정합니다. 기판에서 약 1mm 너비의 절단은 절차의 후반부에서 접는 단계의 신뢰성을 향상시킵니다. 그런 다음 직각 엔드 클램프를 사용하여 메쉬 전자 장치가 포함된 바늘이 있는 피펫 홀더를 입체 프레임에 장착합니다.피펫 홀더의 측면 배출구를 0.5-1미터 길이의 모세관 튜브가 있는 주사기 펌프에 고정된 5ml 주사기에 부착합니다. 그런 다음 입체성 프레임을 사용하여 바늘 끝을 뇌 내의 원하는 시작 위치에 배치합니다. 유리 바늘 안에 있는 메쉬 전자 프로브의 상단을 표시하도록 카메라를 배치합니다.주사기 펌프를 저속으로 설정하고 시작을 눌러 흐름을 시작합니다. 메쉬 전자 프로브가 바늘 내에서 움직이지 않으면 유속을 천천히 높입니다. 메쉬 전자 프로브가 바늘 내에서 움직이기 시작하면 입체 안경 프레임을 사용하여 메쉬 전자 프로브의 표시된 원래 위치를 가이드로 사용하여 메쉬 전자 프로브가 주입되는 것과 동일한 속도로 바늘을 후퇴시킵니다.계속 식염수를 흐르게 하고 바늘이 두개골을 빠져나갈 때까지 바늘을 집어넣는다. 그런 다음 주사기 펌프의 흐름을 중지합니다. 이 절차에서는 입체식 프레임을 사용하여 바늘을 갭을 가로질러 평평하고 유연한 케이블 클램핑 기판으로 조심스럽게 안내하고 주사기 펌프와 함께 용액을 흐르게 하여 메쉬 전자 상호 연결에서 느슨함을 생성합니다.바늘이 클램핑 기판 위와 갭을 가로질러 있으면 빠른 속도로 흐름을 재개하여 메쉬 전자 장치 입력, 출력 패드를 클램핑 기판에 주입합니다. 핀셋과 탈이온수 피펫을 사용하여 입력, 출력 패드를 첫 번째 입력 출력 패드에 최대한 가깝게 90도 각도로 구부립니다. 입력 및 출력 패드가 정렬되고 접힌 후 메쉬 스템에 대해 90도 각도로 부드럽게 흐르는 압축 공기로 제자리에 건조시킵니다.입력 출력 패드의 가장자리에서 약 0.5-1mm 떨어진 좁은 가장자리에서 클램핑 기판을 자릅니다. 또한 PCB 장착 32채널 zif 커넥터에 삽입하는 데 방해가 되는 클램핑 기판의 외부 부품을 차단하십시오. 그런 다음 입력, 출력 패드를 PCB의 zif 커넥터에 삽입하고 래치를 닫습니다.측정 전자 장치를 사용하여 채널과 접지 나사 사이의 임피던스를 측정하여 성공적인 인터페이스를 확인합니다. 임피던스 값이 너무 높으면 zif 커넥터의 래치를 풀고 삽입을 조정한 다음 성공적인 연결이 확인될 때까지 다시 테스트하십시오. 그런 다음 zif 커넥터와 노출된 메쉬 전자 장치 상호 연결을 치과 시멘트로 덮어 보호합니다.기판의 틈새에서 PCB를 뒤집고 마우스 두개골에 시멘트로 PCB를 고정합니다. 자유롭게 이동하는 녹음을 위해 프리앰프 PCB를 삽입하고 기준 나사를 접지한 후 리퀴터에서 마우스를 해제하십시오. 마우스가 자유롭게 작동하는 동안 데이터 수집 시스템을 사용하여 원하는 시간 동안 기록합니다.여기에 표시된 것은 마우스의 해마와 체성 감각 피질에 주입된 32채널 메시 전자 프로브의 대표적인 국소 필드 히트 맵입니다. 데이터는 쥐가 주사 후 2개월과 4개월에 케이지를 자유롭게 탐색하는 동안 기록되었습니다. 국소 자기장 전위 진폭은 오른쪽의 색상 막대에 따라 색상으로 구분됩니다.스파이크 활동을 보여주는 고역 통과 필터 트레이스(검은색)는 32개 채널 각각에 대한 스펙트로그램에 오버레이됩니다. 다음은 플롯된 데이터를 정렬한 후 분리된 스파이크입니다. 32개 채널 중 26개 채널에서 단일 유닛 스파이킹 활동이 감지되었으며, 둘 다 주입 후 2개월과 주입 후 4개월입니다.이 절차를 시도하는 동안 메시 전자 프로브에 대한 성공적인 전기 연결을 확인하기 위해 I/O 인터페이스를 테스트하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 측정 임피던스는 문제의 원인을 해결하는 데 도움이 되며 인터페이스 또는 제작과 관련된 문제를 식별하는 데 중요합니다. 이 절차에 따라 기록된 각 전극 주변의 세포 환경을 연구하기 위해 조직학을 수행할 수 있습니다.기존의 딱딱한 뇌 프로브와 달리, 메시 전자 장치는 조직학 중에 조직에 남아 있을 수 있으므로 전기생리학 데이터와 면역조직화학 분석을 정확하게 연관시킬 수 있습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

이 프로토콜은 마취된 쥐의 표적 뇌 부위에 약물을 정확하게 전달하기 위한 주입체의 조립 및 사용을 개략적으로 설명한 다음 기록된 전기 신호를 통해 신경 세포 활동을 모니터링합니다.

쥐의 뇌에서 전기생리학적 기록을 통한 약물 미세주입

이 비디오는 단일 뉴런 수준에서 안정적인 장기 기록을 위해 메쉬 전자 프로브를 마우스 뇌에 주입하는 방법을 보여줍니다. 두개골이 노출된 마취된 쥐는 입체택시 프레임에 고정되고 프로브의 메쉬 장치 영역은 뚫린 구멍을 통해 뇌에 주입됩니다. 프로브의 입력-출력 패드는 회로에 연결되며 기록은 데이터 수집 시스템을 사용하여 얻습니다.

마우스 뇌에서 안정적인 단일 뉴런 기록을 위한 주입 가능한 메시 전자 장치

출처: Lai, J., et al. 설치류 뇌에서 억제제의 동시 전기생리학적 기록 및 미세 주사. J. Vis. 경험. (2015년)이 비디오는 쥐 상골에서 동시 신경 기록 및 억제를 위한 미세 주입 기반 기술을 보여줍니다. 이 절차에는 정위 표적화, 두개골 드릴링, 신경 활동을 기록하면서 억제성 신경 전달 물질을 전달하는 주사대 삽입이 포함됩니다. 빛 자극은 활동 전위를 유발하는 반면 약물 미세 주사는 신경 흥분성을 억제합니다. 신경 전달 물질 수치가 감소함에 따라 신경 활동이 기준선으로 돌아가 억제와 회복에 대한 연구가 가능해집니다.

쥐에서 신경 활동의 억제 및 전기생리학을 사용한 검출

여기에서는 약물의 미세 주입에 의한 뇌 심부 구조 억제와 동시 전기 생리학적 기록을 통한 실시간 모니터링이라는 두 가지 기능을 가진 유리 피펫을 제작합니다.

동시 전기 생리 녹화 및 설치류의 뇌에서 억제 에이전트의 마이크로 주사

여기에서는 인간 질병의 신생아 설치류 모델에서 뇌파(EEG)를 위한 무선 지원 기술의 사용을 보여줍니다. 원격 측정을 사용하면 번거로운 연결이 없으므로 자연스러운 동작이 가능합니다.

신기원 무선 송신기 시스템을 사용하여 인간의 질병의 작은 설치류 모델에서 장기 연속 뇌파 모니터링

깨어 있는 쥐의 기록 부위 부근에서 세포 외 신경 활동을 동시에 기록하고 여러 신경 활성 물질을 방출하는 전극 구성 방법을 제시합니다. 이 기술을 사용하면 관심 있는 뉴런에 대한 추정 국소 시냅스 입력값을 자세히 분석할 수 있습니다.

깨어 마우스의 신경 활성 물질의 Microiontophoretic 응용 프로그램과 결합하여 신경 활동의 세포 외 기록

마 취 쥐 비 생리 조직 혈압, 혈압과 자율 신 경계 사이의 친밀 한 관계를 주어진 자율의 의미 있는 평가 하는 걸로 전시. 따라서, 동시에 기록적인 신장 교감 신경 활동을 의식 쥐의 정 맥 주입 혈압 소설 방법 요약.

신장 동 정적인 신경 활동의 의식, 정 맥 주입 혈압 동시 녹음에 대 한 새로운 접근 방식을 억제 쥐.

아래에 기재된 것은 자유롭게 움직이는 쥐에서 만성 전기생리학적 기록을 위해 해부학적으로 먼 뇌 영역에 걸쳐 다중 폴리머 전극 어레이를 이식하는 방법이다. 준비 및 외과 이식은 다른 종에서 사용하기 위해 이러한 방법의 적응을 안내하는 디자인 원칙에 중점을 두고 자세히 설명됩니다.

다중 유연한 폴리머 전극 어레이의 만성 이식

당사는 전기 생리학을 위해 설계된 마이크로인로드 시스템을 제시하고 선택적 약물 주입과 함께 실험 프로브(즉, 나노센서, 마이크로전극)의 보조 전달을 지원합니다. 널리 이용 가능한 미세유체 성분은 프로브를 함유하는 캐뉼라에 결합된다. 마이크로 인젝트 로드 건설을위한 단계별 프로토콜이 포함되어 있으며, 마카크 피질에서 muscimol 주입 중 결과가 있습니다.

결합 된 약물 주입 및 전기 생리학을위한 마이크로 인젝트 로드 시스템

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

이 프로토콜은 자유롭게 움직이는 설치류 EEG를 기록하기 위한 안정적이고 쉽게 접근할 수 있는 시스템을 만들기 위해 개발되었습니다.

자유롭게 움직이는 마우스의 만성 다중 사이트 뇌파 기록을 위한 비용 효율적이고 최소 침습적 프로토콜

배우세요 메시 전자를 이용한 안정적인 만성 뇌 신경 기록 기술입니다. 주사기 주사 방식으로 생쥐 뇌에 이식하여 단일 뉴런 수준의 장기 전기생리학 데이터를 수집하는 방법을 익히세요.

안정적인 만성 설치류 전기 생리학에 대 한 주사기-주 사용 메쉬 전자

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