Ontwerp en de fabricage van Ultralight Gewicht, verstelbare Multi-elektrode Probes voor elektrofysiologische registraties in Muizen

Het algemene doel van deze procedure is om een robuust, ultralicht implantaat met onafhankelijk instelbare elektroden te ontwerpen en te bouwen uit commercieel verkrijgbare onderdelen die kunnen worden aangepast om elk hersengebied te targeten en gemakkelijk kunnen worden geschaald voor gebruik in verschillende kleine diersoorten. Eerst wordt het hersengebied van belang geïdentificeerd en moet de opstelling van de opname-elektroden worden uitgetekend. Dit bepaalt het ontwerp van de aandrijflichaam en de aandrijfbodem.

De tweede stap is het creëren van het aandrijflichaam om de individuele micro-aandrijvingen te huisvesten, evenals de bovenste stukken, die de elektroden zullen dragen met behulp van solid work-software. Vervolgens worden het onderste stuk met de geleidingsbuizen voor de elektroden en een afschermingskegel voorbereid. De laatste stap is om de hyperdrive volledig te assembleren door het onderste stuk in het aandrijflichaam te plaatsen, de individuele micro-aandrijving te construeren, de elektronische interfacekaart te bevestigen en de micro-aandrijvingen te laden met elektroden.

Uiteindelijk wordt de hyperdrive geïmplanteerd en kunnen opnames van enkele eenheden uit meerdere hersengebieden worden verkregen. Vanwege de gemak waarmee de hyperdrive kan worden aangepast en geschaald, zal het het aantal onderzoekers dat met verschillende diersoorten werkt ten goede komen. Dus het hebben van robuuste, lichtgewicht implantaten stelt ons in staat om stabiele neuronale ensemble-opnames en vrij bewegende muizen te verkrijgen tijdens het uitvoeren van psychofysische taken.

Om de procedure te beginnen, identificeer het hersengebied van belang. In ons geval is het de laterale gent nucleus op AP-coördinaten negatief 2,3 tot negatief 2,7 millimeter. De LGN is het breedst en dit gebied wordt gebruikt om de aandrijfbodem te ontwerpen.

Open de solid work-software en selecteer het voorvlak. Teken het 2D-profiel van de aandrijving met behulp van de schetsfunctie, die de contouren voor de aandrijfbasishandgrepen en polyamide halve slots zal bevatten. Zorg ervoor dat de contour geen open gaten bevat.

Selecteer vervolgens zowel het voor- als het rechter vlak en klik op de as maken. Klik vervolgens op de gedraaide baasbasisfunctie. Selecteer het blauwe 2D-profiel en draai vervolgens het 2D-profiel 360 graden rond de as.

Om de 3D-aandrijfbasis te maken, klikt u op blind onder richting een en voert u 360 graden in als de draaihoek. Maak vervolgens een polyamide halve sleuf door de gemarkeerde contour te selecteren en de draaifunctie te gebruiken om de contour met 13 graden om de centrale as te draaien. Selecteer vervolgens de contour voor de handgrepen en draai deze met 15 graden om de centrale as om de tweede aandrijfgreep te maken.

Gebruik de cirkelvormige patroonfunctie in het functiemenu, klik op cirkelvormig patroon en kies de centrale as als de rotatieas. Selecteer 180 graden als de hoek en twee als het aantal instanties, en zorg ervoor dat de eerste handgreep is geselecteerd onder functies om patroon te maken om 16 polyamide halve sloten te creëren. Gebruik de cirkelvormige patroonfunctie, selecteer de eerste polyamide halve sleuf als functies om patroon te maken.

Herhaal het patroon 16 keer door 16 in het aantal instanties en 22,5 graden in de hoek in te voeren. Definieer een nieuw vlak door op het vlaktabblad onder referentiegeometrie te klikken. Selecteer de twee zijden van een van de polyamide bovenste sloten om een nieuw vlak te maken.

Op dit vlak komt de ontvangstplaats. Teken de cirkelvormige contouren voor de schroefgat en het polyamide gat op dit vlak. Voor de anti-torquerails definieert u een middellijn tussen de twee zijden van de polyamide bovenste sloten.

Teken vervolgens de anti-torquerails door twee cirkels te maken die loodrecht op de middellijn staan, wiens centra een straal uit elkaar zijn, en trim vervolgens de middelste contouren om de micro-aandrijfontvangst te creëren, inclusief het schroefgat, het polyamide gat en de anti-torquerail. Klik op extrude baasbasis om de anti-torquerail te maken en kies voor een blinde extrude van 10 millimeter omhoog en twee millimeter omlaag. Voeg vervolgens 0,3 millimeter ronding toe aan de randen met behulp van de afrondfunctie.

Om de sterkte voor het schroefgat en het polyamide gat verder te verhogen, klikt u op extruderen, snijden en kies voor blind. Drie millimeter sneden voor beide naar beneden en een paar millimeter naar boven. Patrooneer vervolgens de micro-aandrijfontvangst 16 keer met behulp van het centrum als de rotatieas op de bovenkant van de handgreep.

Teken een doos van drie millimeter bij drie millimeter, beginnend bij de centrumtip van de aandrijfhandgreep, gericht op de centrale as. Extrudeer deze twee millimeter omhoog. Gebruik de extrude baasfunctie om cirkels van één millimeter diameter te tekenen op de locaties waar de EIB-schroeven later zullen worden geplaatst.

Maak een 1,5 millimeter extrude snede om een gat te maken. Patrooneer vervolgens de doos en het gat twee keer. Gebruik de cirkelvormige patroonfunctie om aanvullende extrude sneden in het aandrijflichaam te maken om het gewicht verder te verminderen door een patroon op het voorvlak te tekenen en de cirkelvormige patroonfunctie te gebruiken.

Teken vervolgens een bovenstuk schets met de aangegeven afmetingen in millimeter. Gebruik vervolgens de extrude baasbasis om er een 3D-model van te maken. Voeg een millimeter ronding toe aan de hoeken met behulp van de afrondfunctie wanneer het aandrijf ontwerp voltooid is, kunnen de aandrijflichaam en bovenste stukken worden afgedrukt via de meeste 3D-printservices.

Leg in deze procedure een klein stukje dubbelzijdig plakband op een vlakke oppervlakte en snijd de 31 gauge polyamidebuizen in stukken van ongeveer acht centimeter. Leg vervolgens de eerste laag geleidingsbuizen zo dicht mogelijk op elkaar op het dubbelzijdige plakband. Dap ver