Eletrônica de malha injetável para gravações estáveis de neurônio único no cérebro de um camundongo

Comece com um camundongo anestesiado com o crânio exposto em uma estrutura estereotáxica e cubra com um campo cirúrgico.

Faça furos no crânio para acessar o cérebro e anexar um substrato de fixação.

Monte uma agulha capilar conectada a uma bomba de seringa na estrutura.

A agulha contém um tampão com uma sonda eletrônica de malha, uma estrutura flexível que compreende uma região de dispositivo de malha conectada a almofadas de entrada/saída.

Posicione a agulha dentro do cérebro. Injete para colocar a região do dispositivo de malha dentro do tecido enquanto retrai a agulha até que ela saia do crânio.

Posicione a agulha sobre o clampsubstrato e ejete as almofadas de entrada/saída.

Dobre as almofadas para prendê-las a uma placa de circuito eletrônico.

Verifique o circuito concluído e isole as conexões. Permita que os neurônios se conectem através da malha porosa.

Conecte o circuito a um sistema de aquisição de dados. Permita que o mouse se comporte livremente para coletar gravações estáveis de um único neurônio.

Para injetar componentes eletrônicos de malha no cérebro de um camundongo, use uma broca dentária e uma estrutura estereotáxica para abrir uma craniotomia nas coordenadas desejadas no crânio. Abra uma segunda craniotomia longe do local da injeção para a inserção de um parafuso de aterramento de aço inoxidável ou fio.

Em seguida, fixe um substrato de fixação ao crânio com cimento dentário. Um corte de aproximadamente 1 milímetro de largura no substrato melhora a confiabilidade da etapa de dobragem posteriormente no procedimento. Em seguida, monte o porta-pipetas com a agulha contendo os componentes eletrônicos da malha na estrutura estereotáxica usando uma extremidade em ângulo reto clamp. Conecte a saída lateral do porta-pipetas a uma seringa de 5 mililitros presa em uma bomba de seringa com um tubo capilar de 0.5 a 1 metro de comprimento.

Em seguida, use a estrutura estereotáxica para posicionar a ponta da agulha no local inicial desejado dentro do cérebro. Posicione a câmera para exibir a parte superior da sonda eletrônica de malha dentro da agulha de vidro. Inicie o fluxo ajustando a bomba de seringa para uma velocidade baixa e pressionando Iniciar.

Aumente lentamente a taxa de fluxo se a sonda eletrônica de malha não se mover dentro da agulha. À medida que a sonda eletrônica de malha começa a se mover dentro da agulha, use a estrutura estereotáxica para retrair a agulha na mesma taxa em que a sonda eletrônica de malha está sendo injetada, usando a posição original marcada da eletrônica de malha como guia.

Continue fluindo solução salina e retraindo a agulha até que a agulha saia do crânio. Em seguida, interrompa o fluxo da bomba de seringa. Neste procedimento, use a estrutura estereotáxica para guiar cuidadosamente a agulha até o substrato de fixação do cabo plano e flexível e através da lacuna, fluindo a solução com a bomba de seringa para gerar uma folga nas interconexões eletrônicas da malha.

Quando a agulha estiver acima do substrato de fixação e através da lacuna, retome o fluxo a uma taxa mais rápida para ejetar as almofadas de entrada/saída da eletrônica de malha no substrato de fixação. Usando uma pinça em uma pipeta de água deionizada, dobre as almofadas de entrada/saída em um ângulo de 90 graus o mais próximo possível da primeira almofada de entrada/saída.

Depois que as almofadas de entrada/saída estiverem alinhadas, desdobradas e em um ângulo de 90 graus em relação à haste da malha, seque-as no lugar com ar comprimido fluindo suavemente. Corte o clampsubstrato em uma borda reta aproximadamente 0.5 a 1 milímetro da borda das almofadas de entrada/saída.

Além disso, corte partes estranhas do clampsubstrato que impedirá a inserção no conector ZIF de 32 canais montado em PCB. Em seguida, insira as almofadas de entrada/saída no conector ZIF na placa de circuito impresso e feche a trava. Use a eletrônica de medição para medir a impedância entre os canais e o parafuso de aterramento para confirmar a interface bem-sucedida.

Se os valores de impedância forem muito altos, destrave o conector ZIF, ajuste a inserção e teste novamente até que a conexão bem-sucedida seja confirmada. Posteriormente, cubra o conector ZIF e a eletrônica de malha exposta se interconecta com cimento dental para proteção. Vire o PCB na abertura do substrato e fixe o PCB com cimento no crânio do mouse.

Para gravações em movimento livre, solte o mouse do limitador após inserir o préampplaca de circuito impresso e aterrar o parafuso de referência. Registre o período de tempo desejado usando o sistema de aquisição de dados enquanto o mouse se comporta livremente.