Высокая плотность Электроэнцефалографические Приобретение в грызунах с использованием недорогих и с открытым исходным кодом ресурсов

Общая цель данной методологии заключается в демонстрации недорогого альтернативного протокола для построения и записи из хронической транскраниальной электродной решетки высокой плотности. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в нейронауках, такие как крупномасштабная организация нейронных сетей, а также пространственные и временные особенности сенсорных вызванных реакций. Основными преимуществами этой методики являются ее низкая стоимость, воспроизводимость и простота настройки под конкретный эксперимент.

Хотя этот метод может дать представление о сложном анализе электроэнцефалографических данных, его применение идеально подходит для исследований в области анестезиологии, эпилепсии и нейробиологии сна. Чтобы сделать головной убор, начните с изоляции штифтов кирпича размером два на пятьдесят очень легким слоем лака для ногтей. Затем с помощью пинцета удалите каждый восьмой ряд булавок, протолкнув их конец вместилища через кирпич.

Как только лак полностью высохнет, удалите покрытие с кончиков булавок с помощью небольшой тряпочки с ацетоном. Затем с помощью лезвия бритвы или кусачек обрежьте блоки, чтобы получился кирпич размером два на семь штифтов. Два из этих кирпичей будут функционировать как транскраниальные электроды ЭЭГ.

Затем с каждого конца кирпича размером два на пятьдесят подготовьте два кирпича размером один на два контакта для записи сигнала ЭМГ с использованием того же процесса. Каждый кирпич «один на два» должен сохранять одну из внешних гладких сторон кирпича «два на пятьдесят». Чтобы завершить две половины полного массива, совместите отверстия и штифты одного кирпича по одному на два с самым задним рядом штифтов кирпича два на семь.

Затем используйте двухкомпонентную эпоксидную смолу, чтобы прикрепить их гладкие поверхности, и при необходимости укрепите соединение большим количеством эпоксидной смолы. Дайте двум половинкам отверститься в течение ночи. Чтобы сделать два торакальных провода ЭМГ, начните с серебряной проволоки с изоляцией 3 см.

Снимите 1 см изоляции с одного конца и добавьте две петли на оголенном проводе, обернув его вокруг пинцета. Затем снимите 25 мм изоляции с другого конца. Теперь сделайте два одинаковых провода для шейной ЭМГ, начиная с провода длиной 1,5 см.

С каждой половинки головника удалите боковой штифт в самом дальнем переднем ряду, потому что этот штифт не будет соприкасаться с соответствующими тканями. Чтобы прикрепить провода, отрежьте штифты кирпичей по одному на два в 3 мм от их кончиков. Затем припаяйте шейный провод ЭМГ к переднему штифту, а торакальный провод ЭМГ к заднему штифту.

Прежде чем продолжить, используйте мультиметр в режиме непрерывности, чтобы убедиться, что каждый контакт электрически изолирован. Подключите провода к различным комбинациям контактов, и если пара электрически связана, измеритель издаст звуковой сигнал. После высыхания согните провода ЭМГ до тех пор, пока они не станут параллельны оси AP с минимальным боковым смещением.

Затем покройте спаянные соединения лаком для ногтей. Теперь отрегулируйте длину контактов с помощью кусачек и атласа мозга. Найдите штифт, брюшное расстояние которого от брегмы будет наибольшим.

Не обрезайте этот контакт, но обрежьте все остальные контакты относительно этого контакта. Чтобы завершить работу над головными уборами, покройте все кончики булавок серебряным раствором с помощью ручки-аппликатора. Чтобы подготовить адаптер, начните с 36-позиционного двухрядного наноразъема с наружной резьбой.

Сначала прорежьте соединительные провода до равномерной длины 2 см. А затем отрежьте 2,5 мм проволоки от конца каждой проволоки. Наконец, скрутите вместе пряди тонкой проволоки и обрежьте содранную изоляцию с луженой проволоки.

Затем создайте подходящий разъем «вилка-вилка» к головному передатчику из контактного блока разъема размером два на пятьдесят. Как и раньше, приготовьте два два на семь и два по одному. Теперь припаяйте один из проводов заземления от наноразъема к контакту, который находится на 0,6 мм впереди и на 1 мм сбоку от брегмы.

Этот вывод функционирует как опорный и как заземляющий при использовании микросхемы усилителя RHD 2132. Затем припаяйте луженые провода наноразъема к той же стороне, что и соединение заземляющего контакта. Поскольку каждый провод сопоставляется с определенным каналом, обратитесь к схеме карты каналов головного каскада усилителя и сопоставьте каналы.

После того, как все провода будут припаяны к соответствующему контакту, отрежьте все неиспользуемые провода. Затем используйте вольтметр, чтобы убедиться, что каждый контакт электрически изолирован от других контактов. Как только электрическая изоляция будет подтверждена, нанесите тонкий слой лака для ногтей вокруг каждого паяльного соединения, чтобы еще больше изолировать каждый контакт.

Затем, используя двухкомпонентную эпоксидную смолу, укрепите соответствующий наноадаптер для двусторонних массивов контактов на кирпичах типа «папа-папа». На средних частях адаптеров не должно быть избытка эпоксидной смолы, так как это предотвратит одновременное подключение головных частей. Для повышения прочности основание наноразъема используется эпоксидной смолой.

Обязательно покройте все паяные стыки эпоксидной смолой. После высыхания эпоксидной смолы подтвердите сопоставление каналов с помощью измерений импеданса. После того, как мышь надежно установлена, а брегма определена как начало стереотаксической системы координат, выровняйте череп по медиальной латеральной оси и по передней задней оси.

Затем с помощью микросверла диаметром 0,5 мм просверлите отверстия для заусенцев на расстоянии 1,3 мм друг от друга и на 1 мм от средней линии, начиная с 3,3 мм спереди брегмы и заканчивая 4,5 мм сзади брегмы. Сделайте два ряда с обеих сторон. Затем просверлите отверстия для заусенцев с обеих сторон средней линии, которые находятся на расстоянии 1,3 мм друг от друга, начиная в 2 мм от брегмы и заканчиваясь в 4,5 мм позади брегмы.

Теперь вживите головные уборы. С помощью прямых щипцов подготовьте туннели ЭМГ для грудных проводов ЭМГ. С тыльной стороны мыши проложите туннель на 2,5 см ниже кожи и поместите провода ЭМГ в полость.

Затем обведите кубик ЭЭГ изогнутыми щипцами так, чтобы штифты совпали с отверстиями для заусенцев. Слегка надавите и вдавите штифты в череп. ЭЭГ будет стабильной после правильной установки.

Далее отрегулируйте провода ЭМГ в их конечное положение. После установки приготовьте смесь метилметакрилата с его сшивающим соединением один к одному. Затем закройте цементом обнаженный череп, отполированные ногтями части штифтовых электродов и проксимальную часть проводов ЭМГ.

Не накрывайте женские вместилища головного убора и не закапывайте цемент в шерсть животного. Как только цемент высохнет, процедура монтажа завершена. Извлеките мышь из стереотаксической рамки и дайте ей восстановиться, отслеживая жизненно важные показатели.

Через две недели после операции полностью выздоровевшую мышь можно привязать к записывающему кабелю через адаптер для привыкания. После того как мыши привыкнут, их можно использовать в экспериментах. После подключения мыши к плате захвата данных через адаптер, усилитель и стандартный интерфейсный кабель откройте программное обеспечение для записи Open E-Fizz.

В нем создайте сигнальную цепочку из ритма FPGA и просмотра LFP, перетащив модули в сигнальную цепь. Далее получают значения импеданса электродов 30,0 килообразцов в секунду. Затем выберите желаемую частоту дискретизации для записи.

При желании фильтры также можно перетащить в сигнальную цепь. Продолжите, выбрав путь сохранения данных и желаемую частоту дискретизации. Затем нажмите на окно просмотра LFP и нажмите кнопку воспроизведения.

Теперь, используя метод рисования для визуализации ЭЭГ, настройте вид, изменив амплитуду сигнала, скорость развертки и настройки любых используемых фильтров. После того, как все настройки будут отрегулированы, начните делать записи. Данные были собраны со свободно движущейся мыши, которой имплантировали головной передатчик ЭЭГ высокой плотности.

Запись ЭМГ грудной клетки содержит встроенную электрическую активность, исходящую от сердца. ЭМГ шейного отдела содержит информацию о мышечном тонусе. Отдельные формы волн ЭЭГ соответствуют схеме отображения каналов.

С помощью этой записи можно рассчитать частоту сердечных сокращений мыши, измеряя время между электрокардиографическими всплесками QRS. Точно так же можно измерить частоту дыхания мыши, рассчитав фазовую изменчивость всплеска QRS, поскольку грудная полость расширяется и сужается с каждым вдохом. Таким образом, данная установка позволяет проводить полисомнографию мышей.

Эта установка позволяет картировать кору головного мозга визуальных вызванных потенциалов. Когда десятимиллисекундный импульс света подается только в левый глаз, классические ответы регистрируются в контралатеральной первичной зрительной коре, за которыми следует отсроченный ответ в контралатеральной вторичной зрительной коре. Это легко увидеть по изменяющимся во времени электрическим потенциалам по всей поверхности коры головного мозга в контралатеральных V1 и V2. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как конструировать микроэлектродные матрицы высокой плотности для модели грызуна, и записывать с имплантированной матрицы.

После освоения конструирование и имплантация этой техники могут быть выполнены за два часа, если все выполнено правильно. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно помнить о необходимости обеспечить надлежащий эпидуральный электродный контакт без проникновения в твердую мозговую оболочку. Обрезка штифтов и внимательность во время имплантации головных передатчиков создадут наилучшие шансы на подходящий контакт с электродами.

Удачи!