الجزئي للمحرك صفيف المزمنة في الجسم الحي تسجيل : الجمعية Tetrode

Summary

نحن في هذا البروتوكول لشرح كيفية تلفيق وtetrodes شرط للاستخدام مع مجموعة صغيرة محرك ، الذي تم تصميمه للتسجيلات الكهربية المزمنة في الفئران. بالإضافة إلى ذلك ، نحن لتوضيح المراحل النهائية من التشييد الصغرى صفيف محرك ، والذي يتضمن تركيب الأسلاك الأرضية والمخروط واقية.

Abstract

أثبتت tetrode ، ربطة من أربعة أقطاب ، ليكون أداة ثمينة للتسجيل في وقت واحد من الخلايا العصبية متعددة داخل الجسم الحي. اتساع الفرق التوقيعات عمل محتمل خلال قنوات من tetrode يسمح للعزلة وحدة واحدة من النشاط المتعدد وحدة الاشارات. القدرة على التحكم بدقة في المكان التجسيمي وعمق tetrode أمر بالغ الأهمية لدراسة النشاط العصبي منسقة عبر مناطق الدماغ. بالاشتراك مع حملة واسعة الصغيرة ، فمن الممكن لتحقيق وضع دقيق ومراقبة استقرار العديد من tetrodes على مدى أيام وأسابيع. في هذا البروتوكول ، ونحن لشرح كيفية صنع واستخدام أدوات الشرط tetrodes الأساسية والمواد ، وتثبيت tetrodes إلى صفيف tetrode متعددة للمحرك مزمنة في الجسم الحي ، التسجيل في الفئران ، وإجراء اتصالات سلكية الأرض إلى الصفيف محرك الأقراص الصغيرة ، و نعلق على شكل مخروط واقية مجموعة محرك الأقراص الصغيرة من أجل حماية tetrodes من الاتصال الجسدي مع البيئة.

Protocol

1. تلفيق tetrodes

1. البدء في بناء واحد tetrode عن طريق الحصول على 50 سم طويلة ، بوليميد معزول ، NI - الكروم سلك مع مجموعة أساسية قطرها ميكرون 12.5. أضعاف في النصف السلك. تشغيل أصابعك على طول الزوج لجعلها تلتصق ببعضها البعض. تأكد من وجود زوج من الأسلاك على اتصال جيدة طوال مدة حياتهم كليا.
2. أمثال هذا الزوج مرة أخرى من خلال عقد طرفي معا. تأكد من أن تشكل حلقة واحدة على نهاية متلوى لا. قطع الأسلاك الأربعة في نهاية غير يحلق بحيث يتم محاذاة نصائح الأربعة.
3. عن الخطوة التالية ، سوف تحتاج إلى تعديل مقطع التمساح ، وهو جهاز تحويل الآلية ، وشريط أفقي فوق الجهاز تحول. يتم تعديل مقطع التمساح بواسطة لصق شريط من البلاستيك إلى قاعدة للمقطع. حيث يتعرض نصائح الأسلاك ، والشبك الأسلاك الأربعة معا مع مقطع التمساح تعديلها. شنق حلقة من الأسلاك فوق العارضة الأفقية. مكان التمساح مقطع إلى مرحلة الآلية.
4. تطبيق 80 ساعة من الحكمة اللفات تليها 40 ساعة اللفات من الحكمة لمواجهة حزمة الأسلاك على مدى ما يقرب من ثلاث دقائق. يمكن أن تختلف هذه المعلمات وفقا للاحتياجات الخاصة بك.
5. بعد اكتمال التواء tetrode ، فتيل الأسلاك معا عن طريق التسخين من ثلاث زوايا مختلفة بمسدس الحرارة (420 درجة مئوية أو 790 درجة فهرنهايت) ، وذلك باستخدام متوسطة منخفضة التدفق. لكل زاوية ، تبدأ 1-2 سم تحت ربطة سلك فيها انشقاقات ، تشغيل المدفع الحرارة هبوطا وصعودا على مسافة 2 سم من الأسلاك لمدة 5 ثوان تقريبا. توخي الحذر ، لأن درجات الحرارة العالية سوف تذوب تماما وتؤدي إلى عزل دوائر قصيرة.
6. الآن بعد أن الأسلاك وتنصهر معا ، وإزالة tetrode من التواء الجهاز عن طريق رفع بلطف مقطع التمساح لتخفيف التوتر على tetrode ، وقطع tetrode بالقرب من مقطع التمساح. في الطرف الآخر ، وقطع حلقة من هذا القبيل أن هناك أربعة فروع غير المقيد من الأسلاك بطول متساوية.
7. المقبل ، فصل فروع الفردية في أعلى عن طريق الانحناء أسلاك بلطف مع منتاش a يميل لينة.
8. وtetrode جاهز الآن للتحميل في مجموعة الأقراص الصغيرة. جعل 21-25 أكثر tetrodes وتخزينها في مربع الغبار الحرة حتى الوقت قد حان لtetrode عملية التحميل.

2. تحميل tetrodes وأسلاك الارض في الدقيقة محرك صفيف

1. والمضي قدما ، وسوف تحتاج إلى إكمال الدقيقة محرك صفيف. إذا لم تكن قد بنيت بعد واحد ، إشارة إلى شريط الفيديو "مجموعة الصغرى ، محرك للمزمنة في الجسم الحي ، تسجيل : تصنيع محرك" في خطة التصميم لدينا ، سيتم إرفاق tetrode في نهاية واحدة إلى الأجهزة الموصل ، وسوف تعمل من خلال أنبوب الناقل بوليميد في محرك الأقراص الصغيرة مثل هذه النصائح القطب تمديد أدناه قاعدة الصفيف الدقيقة محرك الأقراص.
2. قبل البدء ، وبناء حامل محرك الأقراص الذي يمكن تركيبها على لوحة واحدة على نهاية الموصل ، وعلى الطرف الآخر ، يمكن أن فرضت من قبل panavise. في هذا المثال ، drive هو صاحب الطاحونة موصل ماكس لصقها على واحدة من نهاية مقبض السكين X - ACTO (الشكل 1C).
3. عقد tetrode مع ملاقط يميل لينة وباستخدام المجسام ، ودفع غيض من tetrode في بوليميد أنبوب الناقل واحد من محركات متناهية الصغر. دفع tetrode داخل الأنبوب حتى الأسلاك الكهربائي الفردية على مقربة من الموصل في المجلس الأعلى للصفيف محرك الأقراص. يجب الحرص على عدم شبك أو ثني الأسلاك ، لأن ذلك سوف يتسبب في tetrode لدخول الدماغ في زاوية ، وليس عموديا ، وسوف تضعف سلامة tetrode.
4. تغذية بلطف على الطرف الآخر من الأسلاك الأربعة في ثقوب كل منها في القطب مجلس اجهة استخدام ملاقط يميل لينة. مرة أخرى ، وتجنب الانحناء أو مجعد الأسلاك. مع جميع الأسلاك الأربعة في مكان ، ودفع المسامير الذهب في جحورهم مع زوج من كماشة التي لديها تقصير الفك السفلي. عندما يتم دفع المسامير في حفرة ، وأنها سوف الشريط عزل الأسلاك وإنشاء الربط الكهربائي.
5. كمرجع في وقت لاحق ، والحفاظ على مسار التعيين بين الجزئي ومحركات موقف يعلقون على متن الكهربائي واجهة.
6. متابعة تحميل ما مجموعه 18 tetrodes. وسيتم استخدام ثلاثة محركات الصغيرة المتبقية على الصفيف إلى منزل الأقطاب المرجعية. يتكون كل قطب المرجعي لtetrode يستخدم واحد فقط من الأسلاك unbonded تنهتي عند الرابعة. لإرفاق أقطاب المرجعية ، اتبع الإجراء التحميل ولكن نعلق واحد فقط من الأقطاب الأربعة في القطب دبوس المرجعية المعنية في مجلس الموصل.
7. إذا كنت تخطط في مواقع متعددة والتسجيلات ، فإنه قد يكون من المجدي لخطة من الاتصالات من tetrodes إلى لوحة الموصل في وقت مبكر. هذا يجب التقليل من احتمال تعديل tetrode الخطأ أثناء التجارب.
8. بمجرد الانتهاء من تحميل tetrode ، وجعل الأرض أسلاك اثنين ، واحد للحيوان واحد للمخروط واقية. قطع واحد 6 'طويلة وأسلاك الصلب معزول (نص : 0.005' القطر) وإزالة 3 ملم من العزل ، واستخدام ملاقط معدنية ، من كل طرف من السلك. ثم قطعت 4'أسلاك الصلب معزول الطويل (النص : 0،005' القطر). إزالة 3 ملم من العزل في نهاية واحدة ، و 1 سم في الطرف الآخر.
9. سلك الطريق 6 'أرض الواقع من خلال ثقب في جانب من حملة واسعة الصغيرة وتوجهت نحو واجهة اللوحة. بتوصيل سلك كهربائي عرضة لوحة الواجهة مع دبوس من الذهب في ثقب الأرض المعينة. وهذا السلك الاتصال جمجمة الحيوان.
10. سلك الطريق ارضية 4 'موازية لسلك الأرض المثبتة مسبقا. توصيل نهاية جردت 3 مم إلى القطب مجلس اجهة استخدام دبوس من الذهب في ثقب آخر الأرض المعينة. في وقت لاحق هذا السلك سوف تكون متصلا مخروط واقية ، والتي سوف تكون بمثابة قفص فاراداي الصغيرة للحد من الضوضاء لاقط. نحن الآن الانتهاء من توصيل الأسلاك ويمكن المضي قدما في تكرير tetrodes لدينا.

3. تحديد طول tetrodes

1. هدفنا في هذه العملية هو قطع كل tetrodes بحيث تكون أطول قليلا من عمق الهدف بنية الدماغ. في مثالنا ، فقد تم تصميم محركات صغيرة للسفر أقصى 5-6 مم ، وتكون كافية للوصول الى مناطق القشرة المخية الحديثة كثيرة والحصين الظهرية من الجرذان الكبار. أولا ، انخفاض جميع محركات الأقراص الصغيرة بحيث يتم الحد الأقصى يتعرض للtetrodes. قطع في وقت واحد لجميع tetrodes أطوال أن ما يقرب من 5 ملم وقتا أطول من طول النهائي المطلوب باستخدام مقص حاد غرامة.
2. لخفض النهائي ، وإعداد مقصا في panavise مسننة. المشبك one التعامل مع أسفل الزاوية طفيفة ومع التسنين التي تواجه صعودا ، في حين ترك التعامل مع الآخرين المتدلية.
3. الآن بالانسحاب الكامل الى جميع tetrodes قنية مرشدهم من خلال تحويل محركات الأقراص الصغيرة الهاتفي.
4. باستخدام المجسام ، تمديد احد بالكامل tetrode الخروج من قنية والخمسين. باستخدام المسطرة ، موقف مقص مسننة على مسافة والمطلوب من قنية الدليل. ببطء وبلطف خفض tetrode مع حركة واحدة متجانسة. بعد أن تم خفض هذه tetrode والانسحاب الجزئي من قبل محرك 4mm - 3. كرر هذه العملية لكل tetrode حتى تم قطع جميع. في هذه المرحلة كنت على استعداد لطلاء الذهب.

4. طلاء الذهب والتحقق من جودة tetrodes

طلاء الذهب الأسلاك tetrode نيتشروم أمر حاسم بالنسبة لتسجيلات طويلة الأجل مستقرة. يمنع التآكل ويحسن توافق مع الحياة.

1. الإعداد للمقاومة متر في الوضع الخارجي والمولدات الحالية في وضع الاختيار العاصمة مع إخراج الصوت (1D الشكل). تلمس يؤدي اثنين من المولدات الحالية إلى الأزواج الستة ممكن من القنوات داخل كل tetrode ، واستخدام صدى الصوت لتحديد ما إذا كان قصيرا موجودة بين أزواج. إذا كان موجودا قصيرة ، وإعادة قطع مع مقص tetrode مسننة واختبار مرة أخرى. إذا استمرت المشكلة ، تجاهل tetrode ويحل محله.
2. عندما لا توجد داخل السراويل tetrodes جميع ، نقل كافة محركات الأقراص الصغيرة إلى أسفل ، وتمتد كل tetrodes بقدر خارج وقت ممكن.
3. تعديل تكوين معدات لفحص المعاوقة الكهربائي (الشكل 1E). الآن تراجع نصائح من tetrodes جميع في حمام من محلول طلاء الذهب القياسية. متصلا كهربائيا حمام الذهب لزمام المبادرة الإيجابية للمقاومة متر. التحقق من مقاومة من القطب عن طريق لمس تؤدي السلبية للمتر مقاومة للطرف المقابل على متن الموصل.
4. قياس وتسجيل مقاومة كل سلك على مجموعة صغيرة محرك الأقراص. القيم العادية تتراوح MOhm 1-3.
5. على المولدات الحالية ، تعيين الحالية بين أمبير 1-3. المقبل ، نعلق آمن يؤدي السلبية للمتر مقاومة للدبوس موصل على اللوحة. وضع المعدات في تكوين الكهربائي (الشكل 1F). على مقاومة متر ، والتبديل بسرعة من الوضع العادي ، لتجاوز الوضع ، والظهر. بينما في الوضع الالتفافية ، وسوف الحالية تمر عبر حل tetrode والذهب ، وسيتم مطلية بالذهب على طرف القطب. ينبغي للمقاومة بعد كل جولة من الطلاء يكون أقل من ذي قبل. تكرار النبضة الحالي إذا لم يسقط مقاومة أقل من 1 MOhm. وهناك مجموعة من المحافظين وممانعات مقبولة 250kOhm إلى 350 kOhm. إذا كانت مقاومة قطرات أقل من 200 kOhm ، وهذا قد يشير إلى وجود ماس كهربائي.
6. إذا تكررت بعد البقول مقاومة لا تراجع بما فيه الكفاية ، قد عرقلت من طرف القطب. إعادة قطع tetrode ، تحقق من السراويل ، وكرر عملية الطلاء بالذهب. إذا إعادة القطع لا يساعد ، استبدال tetrode والبدء من جديد.
7. بعد طلاء جميع tetrodes ، وتراجع لفترة وجيزة من النصائح tetrode في الإيثانول ، والسماح لهم الجاف لمدة 3 إلى 5 دقائق.
8. اختبار قصير داخل دوائر tetrodes باستخدام المولدات الحالية مع نصائح tetrode تعرضها للهواء. إذا اتصال العاصمة القائم بين اثنين أو أكثر من أقطاب tetrode ، وإعادة قطع tetrode ، وصفيحة من الذهب مرة أخرى.
9. بعد طلاء الذهب من tetrodes جميع اكتمال ، إضافة إلى انخفاض المتوسط ​​الغراء cyano - اكريليت سماكة إلى الواجهة بين كل tetrodه ولها بوليميد الأنابيب. وهذا ضمان لدفع tetrode الدقيقة والحفاظ على طول tetrode.
10. كخطوة نهائية ، نقل كافة tetrodes في محرك الأقراص من خلال تحويل جميع مسامير يصل.

5. ربط مخروط واقية

الغرض من مخروط الواقية هو الدرع الدقيقة محركات وسلك tetrode يتعرض من البيئة. كما يوفر الدعم للمناولة خلال التجربة ويقلل من الضجيج الكهربائي. نستخدم 3 - D البلاستيك المطبوع مخروط (الجزء الأول المرجعي : تصنيع محرك الأقراص). ومع ذلك ، فمن الممكن لجعل مخروط من المواد الأخرى ، مثل قطعة من الصودا عازمة يمكن.

1. أخذ مخروط البلاستيكية وإصلاح بعض رقائق الألومنيوم الشريط على السطح الداخلي أو الخارجي.
2. المقبل ، وحفر حفرة صغيرة (1.5 مليمتر في القطر) من خلال مخروط ونعلق فضفاضة برغي مع غسالة والجوز داخل مخروط. هذا سوف يكون بمثابة ممر الكهربائية لسلك الأرض. نوصي باستخدام برغي حجم وتركيبة 00-80 غسالة.
3. أولا ، إدراج وبدوره جزئيا مسامير حجم three 1-72 (3 / 16 بوصة في الطول) في جانبي المخروط. حملة واسعة مع وقف التنفيذ ، إدراج مخروط على محرك الأقراص. تأكد من وأسلاك الأرض تمتد من الجزء السفلي من حملة واسعة. التفاف الجزء الظاهر من الأسلاك الارض 4 "حول واحدة من 1-72 مرات عدة مسامير وربط المسمار بإحكام. تأمين مخروط الى قاعدة حملة من خلال تشديد الخناق على ما تبقى مخروط اثنين.
4. أخيرا ، تأخذ 1 سم تجريده من نهاية السلك الأرضي القصير والرياح حولها المسمار ، وبين الشريط احباط وغسالة. أمنا الأرض من خلال تشديد المسمار. الآن لدينا مجموعة صغيرة محرك الأقراص الذي هو على استعداد للمشاركة الزرع الجراحية.

6. ممثل النتائج

1. الصغرى صفيف محرك الإنتاج اكتمال الآن. يتم تحميل محرك الأقراص الخاص الجزئي مع 18 مجموعة tetrodes وقنوات مرجع 3. فمن المغطى في مخروط وقبعة واقية لقوة التحمل. وانتهت الدقيقة محرك الصفيف مع مخروط واقية ل25G 20G يزن في المتوسط.
2. هو مزروع في حملة واسعة الانتهاء من استخدام العملية الجراحية القياسية. كما ترون ، يتم إرفاق محرك الأقراص إلى شريحة المضخم ومجموعة من الأسلاك التي تحمل إشارة إلى الأجهزة الحصول على البيانات والبرمجيات.

الشكل 1 : والتخطيطي) من التواء tetrode التكوين. شريط أفقي تعلق الأسلاك الكهربائي unbonded من tetrode أعلاه الجهاز tetrode التواء الآلي. B) الإعداد لقياس المعاوقة tetrode الطلاء الكهربائي و. عند التحقق من وجود دوائر قصيرة ، والدائرة هي مختلفة : مرفقة السلك الأسود إلى القطب قناة أخرى على لوحة موصل C) قدم عن قرب مخصص الدقيقة محرك أداة حامل الصفيف. شريط أسطواني هو مقبض السكين X - Acto. الرابط هو 26 دبوس ، صف مزدوج ، مطحنة ماكس الموصل. مستعبدين القطع اثنين معا باستخدام الاكريليك الأسنان. D) لفحص تكوين قصيرة. القناة العاشرة والقناة هي Y أي قناتين من قنوات مختلفة tetrode الأربعة. E) تكوين لقياس المعاوقة الكهربائي. المصدر الحالي هو 'قبالة'. تم تعيين متر مقاومة ل'على' و 'اختبار'. F) تكوين لطلاء الذهب من النصائح الكهربائي. تم تعيين مصدر في الوقت الراهن إلى "حول" ، والصوت هو "على" ، ووضع هو 'القطب الواحد' ، DC تجارب على "تشغيل" ، يتم تعيين الحالي الى 2 microamps.

Discussion

هذا البروتوكول هو الدفعة الثانية من بروتوكول الجزء الثاني : "الصغرى ، محرك لمجموعة مزمنة في الجسم الحي ، التسجيل." مزيج من مجموعة من الأقراص الصغيرة وtetrode هو أداة قوية للحصول على التسجيلات في وقت واحد العديد من الخلايا العصبية في اليقظة ، إعداد يتصرف الحيوان. يؤمل ، قدمنا ​​لكم مع كل المعلومات اللازمة لأنك سوف تحتاج لبدء أو تحسين التسجيلات الكهربية في المختبرات الخاصة.

وكان العرف الجهاز مصمم بمحركات الاعصار tetrode وملفقة. لقد قدمنا ​​عددا البائعين والجزء الذي سوف يسمح لك أن تأمر جهاز مع وظائف مشابهة. بدلا من ذلك ، قد يتم بناؤها جهاز تشغيل المحركات في المنزل ببساطة عن طريق الجمع بين بار الدورية بمحركات مغناطيس بقضيب ممغنط التحريك التي تعلق على مقطع التمساح ، وهذا التكوين يتطلب على الأرجح العد اليدوي للتناوب ، وعكس اتجاه دوران يدوي ، ودليل بدء / توقف.

بعض لوحات واجهة الكهربائي لم يكن لديك دبوس حفرة وآليات لتوصيل سلك كهربائي. بدلا من ذلك ، كنت قد حصلت على لوحة الواجهة التي قد المسامير المعدنية التي تمتد خارج من لوحة موصل ؛ المسامير المعدنية مثل هذه مشابهة لتلك الموجودة في كثير من الأحيان على المكونات الإلكترونية القياسية. نحن بإيجاز منهجية لربط قنوات tetrode إلى المسامير المعدنية. أولا ، إزالة العزل على نصائح من الأسلاك القطب أربعة من كل tetrode. ويتم تحقيق هذا عن طريق تطبيق الشعلة إلى غيض من كل قطب كهربائي بصورة موجزة قدر المستطاع باستخدام شعلة البوتاجاز المحمولة. الحصول على تقليص التفاف التي تناسب بسهولة على مسمار معدني ، وسوف تضغط على دبوس بإحكام بعد تسخينها التفاف يتقلص. قطع الأنابيب لف يتقلص إلى طول مسمار معدني. استخدام العمل الشعري لملء لف يتقلص مع طلاء الفضة. إدراج غيض من سلك كهربائي يتعرض احد إلى التفاف يتقلص. الشريحة بلطف التفاف على تقليص مسمار معدني بحيث السلك الكهربائي هو بين طرف وجدار لف يتقلص. كرر هذه الخطوات المتبقية لقنوات القطب ثلاثة من tetrode. أخيرا ، مع الحركة جنبا إلى جنب من بندقية حرارة ، والحرارة من المسامير الأربعة المشمولة في تقليص التفاف (مع الأسلاك الكهربائي داخل يتقلص التفاف). في هذه النقطة ، يجب أن يكون لديك اتصالات مستقرة وموثوق بها بين tetrode ومجلس الموصل.

طوال هذه الإجراءات تلفيق التعامل مع الأسلاك الكهربائي مع الرعاية كما هو مطلوب القليل جدا من القوة للضرر لهم. هناك العديد من الخطوات في tetrode والصغرى صفيف محرك الداخلي وكل خطوة حاسمة مثل الآخرين من أجل الحصول على بيانات عالية الجودة. عملت بروتوكول الموصوفة هنا أيضا لدينا مختبر النظر في الأدوات المتاحة. الموارد في المختبرات الخاصة بك قد تكون مختلفة ، لذلك ، والنظر في كل خطوة بعناية وعدم التردد في تغيير بروتوكول لتلبية الاحتياجات الخاصة بك والمعوقات لتحقيق الأداء الأمثل.

Materials

Name	Type	Company	Catalog Number	Comments
Panavise	Tool	Panavise	Model 301	Holds either micro-drive array or serrated scissors
Modified Xcelite 378M Pliers	Tool	Newark Inc	96F8903	For inserting connector board pins. To make, remove 2mm from one tip of the pliers.
Slow Cure Glue	Material	Great Planes (Champaign, IL)	GPMR6015	To glue the tetrode to the micro-drive
Gold Plating Solution	Material	Neuralynx Inc.	Sifco Selectron Gold NC	Contains gold particles for electroplating
Current Generator	Tool	World Precision Instruments, Inc.	A365D-B	A.K.A. Stimulus Isolator. Used to electroplate gold solution onto electrode tips.
Impedance Meter	Tool	BAK Electronics	IMP-1 / 6662 / 2788	To check impedance of electrodes
Hot Air Gun	Tool	Steinel (Germany)	HG 3002 LCD	To fuse electrodes together to make tetrode
Accu-Tek Carbofib Tip Tweezers	Tool	Aven	18768 (Pattern 304)	For handling tetrodes
Alligator Clip	Tool	Fine Science Tools	18050-35	A.K.A. Bulldog serrefine. To clip the tetrodes together during twisting
Micro Dissecting Scissors	Tool	Biomedical Research Instruments	25-1000	For general cutting of tetrode/electrode wire
Iris Toughcut Serrated Scissors	Tool	Fine Science Tools	14058-09	For final cut of tetrodes
Teflon Coated Stainless Steel Wire	Material	A-M Systems	790500	Ground wire
12.5 micron nichrome wire	Material	Kanthal Palm Coast	Rediohm-800 1/4 HARD PAC COATING	Polyimide coated micro-wire for making tetrodes.
Tetrode Twister	Tool	Neuralynx Inc.	Tetrode Assembly Station	Increases the speed and consistency of tetrode fabrication.
Silver Paint	Material	GC International	22-023	For connecting the micro-electrode wires of the tetrode to the connector pins (see Discussion)
X-Acto Knife Handle	Material	MSC Direct	X3001	For constructing a micro-drive holding device.
26 Pin, 2 Row Connector	Material	Mill-Max	852-10-026-30-001000	For constructing a micro-drive holding device.