Budowa ulepszonego hipernapędu wielotetrodowego do wielkoskalowej rejestracji neuronalnej u zachowujących się szczurów

Ogólnym celem tej procedury jest skonstruowanie urządzenia rejestrującego z wieloma niezależnie regulowanymi elektrodami do badania aktywności mózgu u swobodnie zachowujących się szczurów. Tak więc ta metoda jest bardzo ekscytująca, ponieważ pomoże odpowiedzieć na kilka pytań związanych ze specjalną nawigacją, podejmowaniem decyzji i innymi procesami poznawczymi. Główną zaletą tego hipernapędu jest to, że zapewnia niezawodny zapis neurologiczny w mózgu przy użyciu łatwych do uzyskania materiałów.

Chociaż metoda ta została zaprojektowana specjalnie do stosowania u szczurów, może być stosowana w przypadku dowolnych gatunków o podobnych lub większych rozmiarach głowy, takich jak naczelne inne niż ludzie, umożliwiając w ten sposób badania wielu gatunków. Ci, którzy są nowicjuszami w tej metodzie, mogą zmagać się z niuansami związanymi z przygotowaniem kroków, ponieważ istnieje pewien poziom doświadczenia i dokładności, który jest wymagany do opracowania tych sztuczek, które mogą sprawić, że jazda zakończy się sukcesem. Zacznij od poszerzenia otworów w wydrukowanym w 3D rdzeniu za pomocą wierteł o różnych rozmiarach.

Użyj średnicy 0.61 milimetra dla 12 otworów przelotowych przewodu uziemiającego. W przypadku 18 otworów przelotowych tetrody najpierw użyj wiertła 0,66 milimetra, a następnie poszerz je wiertłem 0,71 milimetra. Wiertło o średnicy 0,84 milimetra jest używane do 18 otworów nieprzelotowych pręta prowadzącego.

Następnie przewlecz dwa otwory przelotowe na górze rdzenia i pozostałe osiem otworów nieprzelotowych za pomocą kranu 0,80. Użyj kranu dolnego do otworów nieprzelotowych. Utwórz gwinty zewnętrzne u podstawy rdzenia za pomocą matrycy 3/8-24.

Wyreguluj matrycę prawidłowo, aby nakrętka hipernapędu pasowała do nowych gwintów. W zależności od pożądanej liczby przewodów uziemiających, włóż wiele sześciomilimetrowych segmentów metalowej rurki o rozmiarze 23 do otworów przewodu uziemiającego w rdzeniu, sklejając je w razie potrzeby. Spiłuj zewnętrzne końce kaniul z drutu uziemiającego, aż zostaną przepłukane z rdzeniem, a następnie wyczyść kaniule drutem stalowym o średnicy 0.30 milimetra.

Następnie całkowicie włóż 18 z płaskim o długości 08015,88 milimetra w dół w szczeliny w rdzeniu. Nie zginaj ani nie uszkadzaj gwintów podczas tego procesu. Używając kompleksu pozycjonowania prętów do stacji rdzeniowej, umieść 18 17-milimetrowych segmentów pręta spawalniczego o średnicy 0,89 milimetra nad otworami pręta prowadzącego w rdzeniu i wbij je na około pięć milimetrów, aż zostaną przepłukane.

W razie potrzeby skoryguj położenie prętów spawalniczych i, a następnie dokręć środkową pasowaną i otaczające ją sześć w kompleksie pozycjonowania pręta, aby zabezpieczyć zewnętrzne kierunki prętów w rdzeniu. Przykręć nakrętkę do rdzenia za pomocą kompleksu pozycjonowania pręta i dopasuj rdzeń do uchwytu hipernapędu, aby umożliwić łatwiejsze pozycjonowanie pod stereoskopem. Wypełnij szczeliny rozcieńczonym cementem dentystycznym, aby przymocować do rdzenia.

Wypełniaj dwie do trzech szczelin na raz, zanim cement dentystyczny stanie się zbyt gęsty. Zeskrob nadmiar cementu dentystycznego z rdzenia, aby utrzymać prawidłowe dopasowanie do osłony, a następnie pozostaw do wyschnięcia na powietrzu przez 15 minut. Następnie przyklej i pręty do rdzenia cienkim super klejem i pozostaw do wyschnięcia na 15 minut.

Oczyść i rozszerz dwa zewnętrzne otwory w wydrukowanym w 3D czółenku za pomocą wierteł. Użyj wiertła o średnicy 0,61 milimetra do mniejszego otworu i wiertła 0,89 milimetra do większego otworu. Włóż wahadłową do podstawy uchwytu, zapewniając prawidłową orientację.

Następnie zamknij pokrywę uchwytu. Przytrzymaj mocno uchwyt i powoli przewlekaj przez otwór w pokrywie za pomocą kranu 0.80. Stuknij dwa lub trzy razy, aż będzie gładkie.

Następnie włóż wahadłową do czółenka od strony z mniejszym otworem. Umieść zespół wahadłowców do góry nogami w podstawie stacji montażowej mikronapędów. Następnie wygładź oba końce 15-milimetrowego segmentu metalowej rurki o rozmiarze 23, a następnie umieść rurkę nad otworem o średnicy 0,61 milimetra prowadzonym przez szczelinę w pokrywie stacji.

Wbij kaniulę w otwór, aż górny koniec zostanie przepłukany pokrywą stacji. Usuń zewnętrzną połowę górnej końcówki kaniuli za pomocą tarczy szlifierskiej. Wyczyść kaniulę metalowym drutem o średnicy 0,30 milimetra.

Następnie przyklej kaniulę do czółenka za pomocą cienkiego super kleju, uważając, aby nie przykleić czółenka do czółenka. Przygotuj co najmniej 18 napędów microdrive. Przetestuj napędy microdrive w szafie na mikrodyski.

Upewnij się, że śruba wahadłowa może się płynnie obracać w czółenku i że cały mikronapęd porusza się swobodnie wzdłuż pręta gwintowanego. Aby włożyć kaniule prowadzące do rdzenia hipernapędu, zacznij od wyjęcia rurek termokurczliwych i wsuń czteromilimetrowy odcinek silikonowej rurki wzdłuż wiązki do lutowanej-nielutowanej granicy. Zaklinuj szczelinę w przekładce hipernapędu, aby poszerzyć środkowy otwór, umożliwiając ślizganie się przekładki wokół silikonowej rurki.

Usuń klin, gdy przekładka znajduje się na środku silikonowej rurki. Następnie uporządkuj pozycje kaniul prowadzących w wiązce, umieszczając 10-centymetrowe odcinki metalowego drutu o średnicy 0,18 milimetra przez każdą kaniulę w określonym otworze tetrodowym w rdzeniu hipernapędu, zapobiegając krzyżowaniu się drutów lub kaniul w tym procesie. Zegnij koniec przewodów, aby utrzymać je na miejscu.

Przepchnij kaniule przez odpowiednie otwory w rdzeniu, uważając, aby uniknąć zginania lub krzyżowania się między nimi, aż wolny koniec każdej kaniuli znajdzie się co najmniej dwa milimetry poza górnym końcem otworu tetrody. Zabezpiecz przekładkę, przykręcając nakrętkę do rdzenia, uważając, aby nie dopuścić do obracania się przekładki. Nałóż kroplę bardzo rozcieńczonego cementu dentystycznego z górnej części rdzenia na połączenie kaniul, aby zabezpieczyć ich względne położenie.

Odetnij przewody doprowadzające od przylutowanego końca wiązki i wyjmij je z kaniul, cofając się od wolnego końca. Powoli i ostrożnie załaduj mikronapędy na każdy pręt gwintowany rdzenia. Upewnij się, że kaniula mikronapędu o rozmiarze 23 płynnie wchodzi w otwór tetrody, kaniula prowadząca o rozmiarze 30 płynnie wchodzi w kaniulę mikronapędu o rozmiarze 23, a śruba wahadłowa obraca się płynnie wzdłuż pręta gwintowanego.

Przykręć mikronapędy do jednego do 1.5 milimetra powyżej dolnego końca prętów gwintowanych. Następnie pokrój 18 kawałków rurki poliamidowej na segmenty o długości 43 milimetrów, co odpowiada długości wiązki kaniuli prowadzącej plus siedem milimetrów. Wyczyść każdą rurkę stalowym drutem o średnicy 0,8 milimetra.

Odwróć rdzeń, ostrożnie włóż rurki poliamidowe do kaniul prowadzących od lutowanego końca i wepchnij je do końca. Następnie odwróć rdzeń do pozycji pionowej i przyklej górny koniec rurki poliamidowej do kaniuli microdrive za pomocą gęstego super kleju. Umieść rdzeń do góry nogami i pozostaw klej do wyschnięcia na 15 minut.

Po wyschnięciu odetnij dodatkową rurkę poliamidową na górnym końcu, pozostawiając od 0,5 do jednego milimetra na zewnątrz kaniuli microdrive. Aby zmontować przewody uziemiające, najpierw przytnij odcinki od 25 do 30 milimetrów z powlekanego drutu stalowego. Następnie zdejmij dwa milimetry plastikowej izolacji z obu końców przewodów i włóż jeden koniec każdego z nich po obu stronach kaniuli o długości od sześciu do ośmiu milimetrów o średnicy 30 mm.

Spłaszcz ten koniec każdej kaniuli, aby zabezpieczyć połączenie z odpowiednimi przewodami. Na koniec włóż okrągły koniec kaniuli o rozmiarze 30 do górnego końca kaniuli z drutu uziemiającego w rdzeniu i dociśnij, aby mocno wprowadzić wkładkę. Następnie zakończ montaż hipernapędu wielotetrodowego zgodnie z instrukcjami zawartymi w pisemnym protokole.

Ten wykres punktowy pokazuje zależność między amplitudami szczytowymi skoków zarejestrowanych z dwóch elektrod tetrody znajdującej się w korze zanosowej. Każda kropka odpowiada jednemu skokowi. Skupiska kolców prawdopodobnie pochodzą z tej samej komórki.

Cztery klastry są oznaczone kolorami, jak pokazano tutaj. Średnie przebiegi szczytowe ze wszystkich czterech kanałów tetrody komórek oznaczonych kolorami pokazanych na poprzednim wykresie punktowym są widoczne tutaj. Widoczne są tu ślady potencjału pola lokalnego w zakresie częstotliwości theta, zarejestrowane jednocześnie z czterech różnych tetrod zlokalizowanych w przyśrodkowej korze śródwęchowej, gdy szczur swobodnie żerował.

Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby pracować z precyzją przez całą procedurę, aby upewnić się, że wszystkie części pasują do siebie prawidłowo. Należy również zachować ostrożność i nosić odpowiednie środki ochrony osobistej podczas pracy z narzędziem demonstracyjnym, aby uniknąć obrażeń. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak konstruować te ulepszone hipernapędy przenoszące wiele tetrod do przewlekłych nagrań neurologicznych u zachowujących się szczurów.