Construção e Implementação de Matrizes de Microeletrodos de Fibra de Carbono para Gravações In Vivo Crônicas e Agudas

A construção de bancada descrita aqui é uma das poucas tecnologias de eletrodos disponíveis atualmente que permitem gravações de aglomerados densos de neurônios e seguem muitos desses neurônios ao longo do tempo. As matrizes de microeletrodos de fibra de carbono são baratas de construir. São pequenas, biocompatíveis, e se movem com o cérebro, o que permite gravações saudáveis e estáveis.

As fibras de carbono são extremamente finas e, inicialmente, são muito difíceis de ver. No entanto, depois de alguns dias trabalhando com eles, eles se tornam mais fáceis de manipular. Para começar, coloque um pedaço de fita dupla face em dois lados longos do, alinhando a borda da fita com a borda interna do.

Para preparar uma ferramenta de manipulação de fibra de carbono, enrole um pequeno pedaço de filme adesivo em torno de uma agulha de calibre 30 para formar um ponto afiado, mas flexível com o filme. Em seguida, separe as fibras individuais do pacote assado e coloque-as paralelamente ao lado curto do mantendo uma distância de dois a três milímetros. Depois de garantir o encaixe de 20 a 30 fibras em cada, sele as fibras no lugar colocando fita clara sobre a fita de vara dupla e coloque as fitas preenchidas no porta-fitas.

Para montar a matriz de microeletrodes de fibra de carbono, comece a alimentar cada fio de aterramento através do canal apropriado na extremidade do conector do gabarito e continue até que duas extremidades sejam iguais em comprimento. Em seguida, torcê-los juntos para fixá-los no gabarito. Aplique cimento dental curado por UV para fixar o fio, garantindo não obter cimento dental dentro do canal aberto de onde o fio é alimentado.

Use a varinha de cura UV para curar o cimento dental por 20 segundos e alinhar o gabarito e o vício de tal forma que a extremidade do conector, a bacia e a ponta do funil sejam visíveis. Em seguida, oriente o gabarito para que o funil aponte para longe do usuário e o conector acabe de frente para o usuário. Em seguida, deslize a ponta da agulha de calibre 25 contra o no local potencial de remoção de fibras e corte uma única fibra de carbono do.

Segure a extremidade livre recém-cortada da fibra usando uma ferramenta de fibra de carbono e usando a agulha, corte a outra extremidade da fibra longe do. Em seguida, use novamente a ferramenta de fibra de carbono para pegar a fibra de carbono de tal forma que uma extremidade tenha cerca de um centímetro de comprimento da ferramenta. Use a ferramenta de fibra de fibra anexada à fibra para alimentar a extremidade mais curta da fibra através da peça do funil da bacia média do gabarito.

Continue alimentando a fibra através do funil do gabarito até que a maior parte do comprimento da fibra esteja passando. Alimente a porção traseira da fibra através de um canal disponível usando a ferramenta de fibra de carbono. Continue a se alimentar pela parte de trás até que cerca de cinco milímetros de fibra esteja saindo ou cortada ao tamanho, se necessário.

Para remover o isolamento na extremidade do conector, use um isqueiro de roda de centelha padrão para passar a chama sobre as fibras expostas e, em seguida, alimente a fibra inflamada através do gabarito para que a porção de fibra flameada esteja agora dentro do canal, garantindo que nenhuma fibra esteja saindo da parte de trás do gabarito. Aplique cimento dental curado por UV nas fibras da bacia do gabarito para encher toda a bacia, cobrindo as aberturas dos dois canais e funil. Depois de remover o gabarito do vício e orientar o gabarito para que o funil aponte para baixo, fixe o gabarito com a extremidade do conector apontando para cima.

Encha a agulha com impressão prateada e insira cuidadosamente a agulha em um canal até parar pelo cimento dentário. Para encher o canal com tinta, deprime lentamente a seringa enquanto retira a agulha do canal, em seguida, mergulhe um aplicador de ponta de algodão no diluente de tinta e limpe a base da superfície do gabarito de qualquer tinta. Agora insira o conector do estágio da cabeça na orientação adequada alinhando os pinos com os canais.

Uma vez que o conector do estágio da cabeça fique reto, ereto, e esteja o mais erão possível, fixe o conector do estágio da cabeça ao gabarito, aplicando cimento dental ao longo da borda onde o conector do estágio da cabeça encontra o gabarito, em seguida, cura UV por 20 segundos. Para cortar a ponta do eletrodo ao comprimento desejado, abaixe o eletrodo em um béquer de água desionizada ou destilada até que a ponta do funil esteja totalmente submersa e mantida normal à superfície. Agora una as fibras de carbono individuais removendo o eletrodo da água.

Coloque o eletrodo para que as fibras coloquem descarga na superfície guia e corte as fibras ao comprimento desejado com um bisturi em movimento de rolamento, em seguida, conecte o eletrodo ao testador de impedância multieleroda usando o adaptador apropriado e teste a impedância. Agora abaixe a ponta do eletrodo cerca de dois milímetros em um tubo de microcentrifuuge de PBS molar de 0,1, e insira fio de aterramento no tubo de microcentrifuagem. Para reduzir a impedância da ponta do eletrodo, injete uma corrente positiva com a amplitude e duração escolhidas e, em seguida, enxágue as fibras em água desionizada ou destilada para limpar.

Em seguida, para realizar a eletroplacar na solução de revestimento de ouro, abaixe a ponta do feixe de eletrodo cerca de dois milímetros no tubo de microcentrifuuagem na mistura de revestimento e insira o fio de aterramento no tubo de microcentrifuuagem. Em seguida, defina parâmetros apropriados para eletroplacar. Enxágüe as fibras completamente com água desionizada ou destilada após a eletroplacar.

A imagem representante sem de fibra de carbono preparada mostrou uma solução de revestimento de ouro concentrada na ponta. A eletroplacriação de fibra em ouro resultou em diminuição de impedâncias adequadas para a gravação. Os valores de impedância de 300 canais após o corte inicial, injeção de corrente positiva e eletroplacamento mostraram valores de impedância reduzidos após cada etapa de processamento.

Durações moderadas de eletroplacar de ouro produziram os pequenos e arredondados depósitos nas pontas do feixe de fibra de carbono. Além disso, foi analisada atividade eletrofisiológica estável de 64 canais no córtex retrosplenial de um camundongo adulto que se comporta livremente. Os resultados demonstraram a consistência da qualidade de gravação, detecção robusta de unidade única, consistência ao longo do tempo, como mostrado por formas de onda de pico não normalizadas e piso de ruído estável.

Além disso, a tensão bruta rastreada 11 meses após a implantação mostrou robusto potencial de campo local. Um exemplo representativo de uma aguda gravação de matriz de fibra de carbono de 16 canais adquirida do córtex visual primário de um furão feminino adulto também é mostrado aqui. As matrizes de microeletrodos de fibra de carbono permitem o registro de curto prazo ou crônico de neurônios próximos no cérebro por longos períodos de tempo, o que é essencial para a compreensão de circuitos neurais.