Summary
माउस से मस्तिष्क के संकेतों के vivo electrophysiological रिकॉर्डिंग में लिए microdrives के डिजाइन और विधानसभा में वर्णित है. मजबूत driveable वाहकों को microelectrode के बंडलों संलग्न करके, इन तकनीकों के दीर्घकालिक और स्थिर तंत्रिका रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देते हैं. हल्के डिजाइन पशु निम्नलिखित ड्राइव आरोपण द्वारा अप्रतिबंधित व्यवहार प्रदर्शन के लिए अनुमति देता है.
Abstract
पशु प्रयोगात्मक प्रासंगिक कार्यों में संलग्न है, के रूप में स्वतंत्र रूप से व्यवहार कर पशुओं के दिमाग से राज्य के-the-कला electrophysiological रिकॉर्डिंग, शोधकर्ताओं ने एक साथ व्यक्ति की कोशिकाओं से न्यूरॉन्स और कार्रवाई क्षमता की आबादी से स्थानीय क्षेत्र क्षमता (LFPs) की जांच करने के लिए अनुमति देते हैं. लंबे समय से प्रत्यारोपित microdrives कई सप्ताह की अवधि में पिछले करने के लिए मस्तिष्क की रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देते हैं. छोटी ड्राइव और हल्के घटकों चूहों जैसे छोटे स्तनपायी, में होने के लिये इन दीर्घकालिक रिकॉर्डिंग के लिए अनुमति देते हैं. प्रत्येक तार 12.5 माइक्रोन का व्यास है जिसमें चार इलेक्ट्रोड से कसकर लट बंडलों से मिलकर जो tetrodes, का उपयोग करके, यह इस तरह के मस्तिष्क प्रांतस्था, पृष्ठीय हिप्पोकैम्पस, और subiculum रूप में सतही मस्तिष्क क्षेत्रों में physiologically सक्रिय न्यूरॉन्स को अलग करना संभव है, के रूप में अच्छी तरह से ऐसे striatum और प्रमस्तिष्कखंड के रूप में गहरी क्षेत्रों के रूप में. पशु एक varie के साथ चुनौती दी है के रूप में इसके अलावा, इस तकनीक को स्थिर, उच्च निष्ठा तंत्रिका रिकॉर्डिंग सुनिश्चितव्यवहार कार्यों के ty. यह पांडुलिपि माउस मस्तिष्क से रिकॉर्ड करने के लिए अनुकूलित किया गया है कि कई तकनीकों का वर्णन है. पहले KΩ श्रृंखला के लिए MΩ से उनके प्रतिबाधा कम करने के लिए अपने सुझाव दिए, हम, tetrodes बनाना driveable ट्यूबों में उन्हें लोड करने के लिए कैसे दिखाने के लिए, और सोने की थाली. दूसरा, हम ले जाने और कम खर्चीली सामग्री के उपयोग के साथ, खड़ी tetrodes बढ़ने के लिए एक कस्टम Microdrive के विधानसभा के निर्माण के लिए कैसे दिखा. तीसरा, हम स्वतंत्र रूप से चल tetrodes ले जाने के लिए तैयार किया गया है कि एक व्यावसायिक रूप से उपलब्ध Microdrive (Neuralynx VersaDrive) के संयोजन के लिए कदम दिखा. अंत में, हम चूहों की पृष्ठीय subiculum में प्राप्त स्थानीय क्षेत्र क्षमता और एकल इकाई संकेतों के प्रतिनिधि परिणाम प्रस्तुत करते हैं. इन तकनीकों में आसानी इलेक्ट्रोड सरणियों और माउस मस्तिष्क में रिकॉर्डिंग योजनाओं के विभिन्न प्रकारों को समायोजित करने के लिए संशोधित किया जा सकता है.
Introduction
vivo में बाह्य तंत्रिका संकेतों की रिकॉर्डिंग के लिए microelectrode तकनीक के उपयोग के तंत्रिका विज्ञान 1, 2 में एक लंबी और महत्वपूर्ण परंपरा है. स्वतंत्र रूप से व्यवहार कर पशुओं में कई मस्तिष्क क्षेत्रों से विद्युत गतिविधि रिकॉर्ड करने की क्षमता है, तथापि, 3 और अधिक परिष्कृत और उपयोगकर्ता के अनुकूल हो जाता अधिग्रहण, विश्लेषण और तंत्रिका संकेतों के भेदभाव के लिए सॉफ्टवेयर संकुल के रूप में तेजी से आम होता जा रहा है कि एक और अधिक हाल ही में प्रौद्योगिकी है 4. सॉफ्टवेयर पक्ष पर तकनीकी विकास भी चूहों जैसे छोटे स्तनपायी, में रिकॉर्डिंग के लिए पर्याप्त रूप से नीचे पहुंचा दिया गया है जो implantable उपकरणों के वजन और थोक में कटौती, के साथ किया गया है. हल्के (ज्यादातर प्लास्टिक) घटकों का उपयोग करके, शोधकर्ताओं इलेक्ट्रोड या मस्तिष्क क्षेत्रों की एक विस्तृत विविधता 5-7 लक्षित करने के लिए tetrodes की स्वतंत्र स्थिति के लिए अनुमति देते हैं कि microdrives निर्माण करने में सक्षम हैं. जैसे भी गहरी मस्तिष्क संरचना,प्रमस्तिष्कखंड 6 और striatum 5, नियमित रूप से एक उचित लंबी सैर पेंच के चयन के साथ निशाना बनाया जा सकता है. ये रिकॉर्डिंग तकनीकों, 9 शोधकर्ताओं ने उच्च निष्ठा तंत्रिका संकेतों को प्राप्त करने की अनुमति देने और एकल न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि के साथ रजिस्टर में हैं intracellularly 8 दर्ज की गई. आरोपण 10 के बाद दो महीने तक के लिए microdrives के इन प्रकार का उपयोग करना, हम सफलतापूर्वक चूहों से एकल इकाइयों दर्ज की गई है. इसके अलावा, उपकरणों (लगभग 1.5-2.0 छ) के हल्के प्रकृति कई व्यवहार कार्यों में गैर प्रत्यारोपित चूहों के बराबर है कि व्यवहार के प्रदर्शन में हुई है. विशेष रूप से, हम प्रत्यारोपित चूहों उपन्यास वस्तु मान्यता कार्य 10 और वस्तु जगह कार्य (अप्रकाशित डेटा) में सामान्य प्रदर्शन है कि प्रदर्शन का प्रदर्शन किया है.
कई tetrodes लिए युग्मित microdrives का उपयोग शोधकर्ताओं नेटवर्क के स्तर पर तंत्रिका गतिविधि पर नजर रखने और विश्लेषण करने की अनुमति देता हैयह भी मस्तिष्क के भीतर कई एकल इकाइयों से रिकॉर्डिंग करते हुए. इन tetrodes साथ रिकॉर्डिंग इकाई पहचान के उद्देश्य से कई बड़े फायदे हैं और उच्च सटीकता के अधिग्रहण और कई एकल इकाइयों 11 से भेदभाव सक्षम बनाता है. हम बनाना और सोने की थाली tetrode बंडलों और फिर बाद में driveable इलेक्ट्रोड वाहकों में उन्हें लोड करने के लिए कैसे का वर्णन. हम वर्णन ड्राइव वाहक का एक प्रकार व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है और अन्य संसाधनों का एक महत्वपूर्ण निवेश के बिना एकाधिक वाहक और tetrode व्यवस्था को समायोजित कर सकते हैं कि एक साधारण, लेकिन आसानी से विस्तार, ड्राइव डिजाइन है.
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Protocol
1. Tetrode निर्माण
- कैलिफोर्निया वायर ठीक से अछूता 12.5 माइक्रोन (0.0005 ") व्यास कोर प्लैटिनम iridium तार का उपयोग करके प्रारंभ करें. तार की लंबाई लक्ष्य संरचना के लिए उचित लंबाई में कटौती की जानी चाहिए. उदाहरण के लिए, कम से कम 30 सेमी लंबा करने के लिए तार काट पृष्ठीय subiculum या हिप्पोकैम्पस को निशाना बनाने के लिए.
- लंबाई में 15 सेमी होगी जो दो समानांतर तार कर रहे हैं इतना है कि केंद्र पर पर तार मोड़ो. लंबाई में 7.5 सेमी की चार समानांतर तारों के लिए फार्म एक क्षैतिज बांह पर इस तार के मध्य कपड़ा. अगले चार तारों का एक बंडल बनाने, लिपटी तार के नीचे स्थित रबर में लिपटे क्लिप देते हैं.
- रबर तार कसा हुआ है कि सुनिश्चित करते हुए मोटर चालित Tetrode स्पिनर में क्लिप, लेकिन यह कताई प्रक्रिया के दौरान टूट जाएगा के रूप में भी तना हुआ या असर नहीं वजन रखें.
- "मैनुअल" मोड Tetrode स्पिनर स्विच और एक घड़ी की दिशा में तार स्पिन करने के लिए "ठीक है" के लिए जॉयस्टिक धक्का. स्पिनरtetrode फार्म करने के लिए चार तारों की एक तंग बंडल बनाने, लगभग 2 हर्ट्ज पर बारी बारी से होगा.
- जॉयस्टिक पर "ऊपर" जोर से रोक तो 80 दक्षिणावर्त घुमाव लागू करें. इस ठहराव मोटर स्पिनर होगा. अगला, tetrode पर तनाव जारी आदेश में 20 वामावर्त ("वाम") घुमाव लागू होते हैं. तार की लंबाई के प्रति घुमाव की अंतिम संख्या माइक्रोन प्रति 8 घुमाव होना चाहिए.
- वी.जी. बंधन कोट पिघलने से एक साथ तारों फ्यूज करने के क्रम में, 400 डिग्री की एक अधिकतम तक पहुँच जाता है जो कम सेटिंग 1, पर हीटिंग बंदूक का प्रयोग करें. गर्मी बंदूक तार से ~ 2 सेमी पकड़ो और कई अलग अलग कोण से लगभग 5 सेकंड के लिए तार के सीधे लंबाई नीचे बंदूक चलाने के लिए और. लगातार गर्मी बंदूक झाडू और यह इस HML इन्सुलेशन पिघल और तारों के बंडल के भीतर एक साथ फ्यूज करने के लिए कारण होगा के रूप में किसी एक स्थान को पकड़ नहीं करना सुनिश्चित करें.
- Tetrode (क्षैतिज बांह के पास) के शीर्ष पर एक कटौती करें और फिर नीचे में क्लिप से tetrode जारी. Tetrode के एक छोर पर चार अलग तारों कि वहाँ तो एक पाश में कटौती, इन तारों विद्युत बाद में एक चरण में सोने की पिन या एक सर्किट बोर्ड से जोड़ा जाएगा.
- ड्राइव पूरा हो गया है जब तक भंडारण के लिए एक धूल से मुक्त पकड़े बॉक्स में पूरा tetrode रखें.
2. कस्टम Microdrive विधानसभा
- पहले Microdrive (एस) का आयोजन करेगा कि आधार का निर्माण. यह सुरक्षित है और खोपड़ी के midline के साथ तैनात है अगर प्रत्यारोपित Microdrive के आधार आम तौर पर सबसे अधिक स्थिर है. इस प्रोटोकॉल चार पॉलियामाइड ट्यूब वाहक रखने के लिए एक एकल Microdrive के साथ एक आधार बनाने के कदम का वर्णन करता है. जरूरत के रूप में अतिरिक्त microdrives और ट्यूबों आसानी से जोड़ा जा सकता है.
- यह सिर पर प्रत्यारोपित किया जाता है के बाद माउस ड्राइव के साथ आसानी से ले जाने के लिए अनुमति देगा एक आकार में एक लगभग 20 मिमी वर्ग Plexiglas ऐक्रेलिक का टुकड़ा (मोटी 5 मिमी) और रेत ऐक्रेलिक के साथ शुरू करो.
- इसके बाद, ड्राइव इकाई इकट्ठा. 3 अनुकूलित का उपयोग करेंड्राइव पेंच ले जाएगा .3 एक्स 6.3 मिमी पीतल गाइड. लंब के रूप में एक साथ प्रथम, मिलाप दो पीतल गाइड. क्षैतिज टुकड़ा एक्रिलिक आधार में चिपके हो जाएगा, जबकि खड़ी पीतल गाइड, ड्राइव पेंच और इलेक्ट्रोड का आयोजन करेगा.
- एक साथ टांका पीतल के टुकड़े करने के बाद, गाइड के शीर्ष के माध्यम से और एक Delrin प्लास्टिक ब्लॉक में एक पताम रंदा सिर पीतल पेंच पारित करके खुद ड्राइव के विधानसभा शुरू करते हैं. वर्ग ब्लॉक धागा छेद गाइड से बहुत थोड़ा फैला हुआ ब्लॉक का एक चेहरा है, जिसके परिणामस्वरूप थोड़ा दूर केंद्र (0.2 मिमी) है ताकि बनाया गया है. इस इलेक्ट्रोड ले जाने पॉलियामाइड ट्यूबों बैठेंगे जहां पक्ष है.
- अखरोट लगभग गाइड के नीचे छू रहा है जब तक गाइड के अंदर Delrin ब्लॉक, और सभी तरह के माध्यम से पेंच के साथ, एक हेक्स पीतल अखरोट धागा. पूरी तरह से अखरोट कस नहीं है, बजाय अखरोट और पेंच में शामिल होने के क्रम में अंत पर मिलाप की एक छोटी राशि पिघल लेकिन सावधान नहीं करने मिलाप anyt जा रहा हैगाइड करने के लिए हिंग. अब पेंच धागे के साथ खड़ी है, पेंच घूर्णन Delrin ब्लॉक (दक्षिणावर्त) बढ़ना चाहिए और नीचे (वामावर्त). Soldered अखरोट अतीत protrudes कि धागा काट दिया.
- ड्राइव इकट्ठा किया गया है एक बार, एक्रिलिक आधार पर वापस जाने के लिए और इलेक्ट्रोड ड्राइव होगा जहां एक 3 मिमी विस्तृत स्लॉट में कटौती. स्लॉट के माध्यम से क्षैतिज पीतल गाइड दर्रे और उसके आधार के लिए टुकड़ा सुरक्षित करने cryanoacrylate गोंद का उपयोग करें.
- यह जगह में सुरक्षित करने के लिए एक शिकंजा में ऐक्रेलिक आधार रखें. आधार के शीर्ष पर एक इलेक्ट्रॉनिक अंतरफलक बोर्ड (ईआईबी) प्लेस और दो पेंच छेद के स्थानों को चिह्नित. EIBs इलेक्ट्रोड के तार और एक पूर्व एम्पलीफायर headstage के बीच एक संकेत कनेक्शन प्रदान करते हैं कि माइक्रोचिप्स हैं. एक 1.5 मिमी टिप ड्रिल बिट का प्रयोग, ध्यान से आधार के शीर्ष पर जगह में ईआईबी का आयोजन करेगा कि शिकंजा के लिए निशान में छेद ड्रिल. छेद में ईआईबी और धागा दो पीतल शिकंजा रखें.
- Polyam के चार 7 मिमी लंबे टुकड़ों में कटौती करने के लिए सूक्ष्म विदारक कैंची का प्रयोग करेंआईडीई ट्यूबिंग. तह प्रयोगशाला टेप के एक टुकड़े पर एक दूसरे के बगल में चार ट्यूब लाइन. ट्यूब स्वयं के भीतर गोंद पाने के लिए नहीं उन्हें एक साथ शामिल हो लेकिन सावधानी लेने के लिए केंद्र के लिए cyanoacrylate लागू करें. में शामिल हो गए ट्यूबों पूरी तरह से सूखे की अनुमति दें.
- ईआईबी चिप खड़ी है और ड्राइव ऊपर की ओर का सामना करना पड़ फैला हुआ Delrin ब्लॉक के साथ क्षैतिज स्थिति में है कि 90 डिग्री तो ड्राइव आधार घुमाएँ. ध्यान से थपका फिर गोंद पर चार में शामिल हो गए ट्यूबों की जगह, एक विदारक माइक्रोस्कोप के माध्यम से Delrin चेहरे पर cyanoacrylate की एक छोटी राशि देख रहे हैं. गोंद ड्राइव स्थानांतरित करने के लिए प्रयास करने से पहले पूरी तरह से स्थापित करने के लिए अनुमति दें.
- पॉलियामाइड ट्यूब सुरक्षित रूप से जुड़ा हुआ है और पूरे विधानसभा गाइड छूने या किसी भी प्रतिरोध की बैठक के बिना सुचारू रूप से चलता है कि कर रहे हैं कि टेस्ट.
- अगला, जमीन पेंच तैयार करने और ईआईबी को जमीन तार जोड़ने. एक पीतल पेंच (3/32 ") ले रही है और केवल 1-2 धागे रहते हैं जब तक धागे नीचे sanding द्वारा एक जमीन पेंच करें. यह होना चाहिए ~इस पेंच के रूप में 1 मिमी खोपड़ी के भीतर बैठेंगे और मस्तिष्क ऊतक घुसना करने का इरादा नहीं है.
- तांबे के तार के एक 30 मिमी लंबाई (जहां जानवर जमीन के लिए जगह खोपड़ी पर सटीक लंबाई पर निर्भर करेगा) में कटौती. तांबे के तार 100 होना चाहिए - 500 माइक्रोन (.004-0.02 ") व्यास में, यह 38 AWG के माध्यम से 24 AWG तार के बराबर है तांबे के तार के दोनों सिरों को मिलाप प्रवाह लागू एक छोर पर, मिलाप जमीन पेंच के लिए.. तार. दूसरे छोर पर, मिलाप एक ईआईबी सोने की पिन. इस जमीन तार अलग सेट किया जा सकता है और आरोपण सर्जरी के दौरान बाद में ईआईबी से जुड़े.
- अगले कदम पॉलियामाइड ट्यूब के माध्यम से इलेक्ट्रोड मार्गदर्शन और ईआईबी चिप पर चैनल छेद करने के लिए उन्हें जोड़ने के लिए है. पूरी तरह से ट्यूबों को अपने शीर्ष स्थान पर हैं तो दक्षिणावर्त ड्राइव पेंच मुड़ें.
- एक इलेक्ट्रोड के लिए, Stableohm 50 माइक्रोन तार के एक 50 मिमी लंबाई में कटौती और एक पॉलियामाइड ट्यूब के माध्यम से यह गाइड, यह (subiculum को निशाना बनाने के लिए या ट्यूब अंत पिछले कम से कम 2.0 मिमी का विस्तार करने की अनुमतिहिप्पोकैम्पस). ट्यूब को तार affixing और किसी भी तार आंदोलन को रोकने, ट्यूब के शीर्ष पर cyanoacrylate की एक छोटी सी बूंद लागू करें. इसके बाद, एक सोने की पिन का उपयोग कर एक ईआईबी चैनल छेद करने के लिए तार के ढीले छोर से कनेक्ट. ठीक कैंची के साथ किसी भी अतिरिक्त तार बंद ट्रिम. अन्य microelectrodes के लिए दोहराएँ.
- Tetrodes जोड़ने के लिए, एक tetrode भंडारण बॉक्स के बाहर पूरा कर ले. एक पॉलियामाइड ट्यूब के माध्यम से tetrode से जुड़े अंत गाइड और यह ट्यूब अंत (subiculum या हिप्पोकैम्पस के लिए) पिछले कम से कम 2.0 मिमी का विस्तार करने की अनुमति देते हैं. ट्यूब को tetrode affixing और किसी भी आंदोलन को रोकने, ट्यूब के शीर्ष पर cyanoacrylate की एक छोटी सी बूंद लागू करें. Tetrode के दूसरे छोर पर चार ढीले तारों लो और एक सोने की पिन का उपयोग कर एक ईआईबी चैनल छेद करने के लिए प्रत्येक तार जोड़ने. किसी भी अतिरिक्त तार बंद ट्रिम. अन्य tetrodes लिए दोहराएँ.
3. VersaDrive विधानसभा
- यह एक आधार है, बाड़े के होते हैं, और टोपी piec, एक चार tetrode VersaDrive निर्माण शुरू होतों.
- 10 मिमी के लिए एक पॉलियामाइड ट्यूबिंग कट और एक tetrode वाहक पर सबसे छोटे छेद के माध्यम से गाइड. ट्यूब बहुत थोड़ा वाहक (0.5 मिमी) अतीत का विस्तार करने की अनुमति दें. Epoxy के ट्यूब में ही जाने की अनुमति नहीं सावधान किया जा रहा है, जगह में गोंद पॉलियामाइड ट्यूब के लिए 5 मिनट epoxy का प्रयोग करें. तीन अन्य नलियों और कैरियर के लिए इस दोहराएँ.
- Epoxy के पूरी तरह से सेट करने के बाद, VersaDrive आधार पर चार छेद में से एक के माध्यम से प्रत्येक पॉलियामाइड ट्यूब गाइड. सभी चार ट्यूबों उनके छेद के माध्यम से कर रहे हैं एक बार, बाहरी छेद के माध्यम से एक कीट पिन धक्का, इस लाइन में tetrode वाहक पकड़ और पर यात्रा करने के लिए वाहक के लिए एक रेल के रूप में काम करेगा. तीन अन्य विमान सेवाओं के लिए इस दोहराएँ.
- टोपी आधार को शामिल किया गया और tetrode वाहक टोपी के भीतर रहते हैं तो एक टोपी ले लो और चार कीट पिन के साथ यह लाइन अप. टोपी में उपयुक्त छेद के माध्यम से और tetrode वाहक में धागा एक 1 मिमी एक्स 5 मिमी मशीन पेंच. इस वाहक ऊपर और नीचे जाने के लिए ड्राइव पेंच होगा. प्रतिनिधिअन्य तीन शिकंजा के लिए इस खाते हैं.
- Tetrode वाहक अपने शीर्ष स्थान पर हैं और पॉलियामाइड ट्यूब टोपी खोलने के माध्यम से दिखाई दे रहे हैं जब तक दक्षिणावर्त सभी शिकंजा मुड़ें. ठीक सूक्ष्म विदारक कैंची का प्रयोग, (1 मिमी) बस के नीचे सभी चार पॉलियामाइड ट्यूबों में एक ही लंबाई के होते हैं तो उस आधार ट्यूबिंग कटौती.
- एक विदारक सूक्ष्मदर्शी का प्रयोग, ध्यान से एक पॉलियामाइड ट्यूब के माध्यम से एक tetrode धागा. यह किसी भी सनक या झुकता यह बहुत मुश्किल पूरी तरह से tetrode धागा करने के लिए कर देगा के रूप में ट्यूब के माध्यम से पूरी तरह से सीधे यह अग्रिम के रूप में tetrode तार रखने के लिए महत्वपूर्ण है. तीन अन्य tetrodes लिए दोहराएँ.
- सभी tetrodes उनके ट्यूबों में हैं, ध्यान से अपने संबंधित ट्यूब के भीतर tetrodes हासिल करने, प्रत्येक ट्यूब के शीर्ष पर cyanoacrylate की एक छोटी सी बूंद लागू होते हैं. वाहकों के बीच या टोपी के माध्यम से फैला रहे हैं कि ढीला tetrode तारों पर किसी भी cyanoacrylate पाने के लिए नहीं सावधानी रखना.
- वे केवल ट्यूब अतीत का विस्तार इतना है कि tetrodes कट2.0 मिमी (subiculum या हिप्पोकैम्पस के लिए). फिर VersaDrive जिग में ड्राइव आधार (चार कीट पिन डाला) के साथ जगह है. जिग के अन्य आधा चैनल कनेक्शन बनाने के लिए सभी संदूक छेद है कि VersaDrive टोपी का आयोजन करेगा.
- पूरी तरह से tetrodes अपने निम्नतम स्थिति में हैं कि इतने वामावर्त ड्राइव पेंच मुड़ें.
- सोने के पात्र को tetrode तारों को जोड़ने से पहले, पहले टोपी को जमीन तारों को जोड़ने. VersaDrive टोपी छेद की दो पंक्तियों के केंद्र की स्थिति में जमीन कनेक्शन के लिए दो पिन छेद है. कम से कम 30 मिमी (जहां जमीन के लिए जगह खोपड़ी पर निर्भर करता है) के एक तांबे के तार कट और इन केंद्र छेद में से एक के माध्यम से गाइड. तांबे के तार 100 होना चाहिए - 500 माइक्रोन (.004-0.02 ") व्यास में, यह 38 AWG के माध्यम से 24 AWG तार के बराबर है जगह में तांबे के तार पकड़ने के लिए और किसी भी अतिरिक्त तार ट्रिम करने के लिए छेद के माध्यम से एक सोने की संदूक पुश.. तांबे के तार के दूसरे छोर पर, प्रवाह और solde लागूएक जमीन पेंच को r इस तार अंत (2.11 देखें.). दूसरी जमीन तार के लिए दोहराएँ.
- अगला, सभी ढीला tetrode तारों (कुल सोलह वहाँ होना चाहिए) टोपी पर उनके संबंधित गोदाम छेद के माध्यम से गाइड. यह एक tetrode के साथ शुरू और यह ऊपर सीधे खत्म हो जाएगा कि उचित चार छेद करने के लिए व्यक्तिगत तारों धागा करने के लिए सबसे अच्छा है. वे कमजोर हैं और बहुत मजबूती से जकड़ लिया तो आसानी से समेटना कर सकते हैं के रूप में व्यक्तिगत tetrode तारों के प्रकाश दबाव के साथ संभाला जाना चाहिए. कीट पिन छेद अस्तर द्वारा टोपी स्थापित करें और आधार के लिए फिटिंग दबाएँ.
- Tetrode तारों टोपी के माध्यम से फैला के साथ, जगह में tetrode तारों को पकड़ने और बिजली के कनेक्शन बनाने के लिए सोने के पात्र फिट दबाएँ. सोने के संदूक नीचे धकेल दिया है एक बार तारों का लगभग 50% (टोपी) से ऊपर से काटा जाएगा. टोपी के ऊपर से फैला हुआ रहता है कि किसी भी अतिरिक्त तार ट्रिम. दुर्लभ मामलों में (कम से कम 5%), नीचे सोने गोदाम धक्का तार को कुचल देंगेऔर एक कट चैनल में जिसके परिणामस्वरूप, संदूक के नीचे यह टूट गया. इस वियोग प्रतिबाधा परीक्षण और विद्युत कदम (4.7 देखें) तक का एहसास नहीं हो सकता है.
- तीन अन्य tetrodes के लिए प्रेस ढाले प्रक्रिया दोहराएं. शीर्ष करने के लिए उन्हें वापस ले जाने के लिए दक्षिणावर्त ड्राइव शिकंजा मुड़ें और ड्राइव आंदोलन चिकनी है यह सुनिश्चित.
4. इलेक्ट्रोड टिप्स के गोल्ड चढ़ाना
- चाहे का क्या इस्तेमाल किया जा रहा microelectrodes के प्रकार, इलेक्ट्रोड के सुझावों टिप प्रतिबाधा कम करने के लिए सोने का मुलम्मा किया हुआ होना चाहिए. यह मज़बूती से रिकॉर्ड और एकल इकाई कार्रवाई क्षमता भेदभाव करने की क्षमता को अधिकतम जाएगा. Neuralynx nanoZ डिवाइस का प्रयोग कर इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा का परीक्षण करें. nanoZ प्रतिबाधा उपाय और स्वचालित विद्युत के लिए अनुमति देता है कि एक कंप्यूटर आधारित उपकरण है.
- सबसे पहले अपने निम्नतम स्थिति को (वामावर्त) नीचे Microdrive शिकंजा बारी. फिर सुरक्षित रूप से कम करने की अनुमति देगा एक क्लैंप पर Microdrive के माउंटसोना चढ़ाना समाधान में इलेक्ट्रोड सुझावों.
- SIFCO गोल्ड समाधान और आसुत जल के साथ अन्य टॉवर के साथ एक Delrin टॉवर भरें. सोने के समाधान में इलेक्ट्रोड सुझावों को कम करें.
- तब nanoZ यूएसबी एक Windows-आधारित कंप्यूटर में केबल और प्लग nanoZ कार्यक्रम खुला. इस कार्यक्रम के प्रतिबाधा रीडिंग दे और Microdrive का प्रत्येक जुड़ा चैनल पर सोना चढ़ाना प्रदर्शन करेंगे.
- ड्रॉप डाउन डिवाइस पर जाएं और जिसके बाद यह खिड़की के नीचे स्थित "कनेक्शन स्थापित" दिखाएगा, nanoZ का चयन करें. अगला, ड्रॉप डाउन मीनू में परीक्षण के लिए उपयुक्त अनुकूलक का चयन करें. "टेस्ट impedances" पर क्लिक करें और 1004 हर्ट्ज (40 चक्र, 0 मिसे ठहराव) के लिए परीक्षण आवृत्ति सेट. उनके MΩ रीडिंग के साथ सभी उपलब्ध चैनलों से पता चलता है कि "जांच रिपोर्ट" खिड़की खुल जाएगा जो, "परीक्षण जांच" पर क्लिक करें. डिस्क आइकन पर क्लिक करके या "फाइल" का चयन करके इन प्रतिबाधा मूल्यों को बचाने के लिए, तो "रिपोर्ट सहेजें".
- अगला, "डीसी बिजली से" पर क्लिक करें और आवंटितनिम्न मान: मोड = मैच impedances, वर्तमान = -1.0 μA, लक्ष्य = 350 kΩ 1,004 पर हर्ट्ज, 5 रन, 5 सेकंड के अंतराल, 2 सेकंड थामने चढ़ाना.
- "Autoplate" पर क्लिक करें. कार्यक्रम पहले कि चैनल को निर्दिष्ट वर्तमान लागू तो, हर चैनल की प्रतिबाधा पढ़ा होगा, प्रतिबाधा फिर से परीक्षण और लक्ष्य प्रतिबाधा (या कम मूल्य) पर पहुंच गया है जब तक जरूरत के रूप में मौजूदा लागू होते हैं. लक्ष्य इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा कम करने के लिए है, यह चैनल 100 kΩ के मूल्यों नीचे बिजली से होगा संभव है. ऐसे मामलों में, यह tetrode पर पड़ोसी तारों को एक साथ shorted किया गया है कि संभव है. यदि ऐसा होता है, अधिक सोने के कणों को हटा दें कि चैनल की प्रतिबाधा फिर से परीक्षण, और फिर विद्युत दोहराने के लिए वर्तमान ध्रुवता (+ 1.0 μA) रिवर्स. 325 kΩ - चार 12.5 माइक्रोन तारों का एक बंडल पर ठेठ अंतिम प्रतिबाधा मूल्यों 150 से लेकर.
- 350 kΩ नीचे चढ़ाया नहीं किया गया है कि किसी भी एक चैनल है, तो विद्युत आवरण प्रक्रिया को दोहराने.कार्यक्रम पहले से ही लक्ष्य तक पहुँच चुके हैं कि चैनलों पर छोड़ सकते हैं और नहीं है जो होगा ही थाली चैनलों जाएगा.
- एक बार जब सभी चैनलों को एक स्वीकार्य प्रतिबाधा को चढ़ाया गया है, nanoZ कार्यक्रम को बंद करने और डिवाइस डिस्कनेक्ट. चढ़ाना समाधान के इलेक्ट्रोड बाहर उठाएँ और अधिक सोने के कणों से कुल्ला करने के क्रम में आसुत जल Delrin टावर में सुझावों को कम.
- इलेक्ट्रोड उनके शीर्ष स्थान के लिए उठाया है जब तक दक्षिणावर्त ड्राइव शिकंजा मुड़ें. अब Microdrive और इलेक्ट्रोड आरोपण के लिए तैयार हैं.
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Discussion
हम बाह्य इकाई और चूहों में क्षेत्र संभावित गतिविधि की रिकॉर्डिंग के लिए प्रकाश और कॉम्पैक्ट microdrives के निर्माण के लिए तकनीक का एक सेट का वर्णन किया है. ऐक्रेलिक कांच (मिथाइल methacrylate) से फैशन अड्डों के साथ कस्टम microdrives निर्माण करके, कोर प्रणाली को आसानी से एकाधिक ड्राइव के लिए और तंत्रिका क्षेत्रों की एक विस्तृत सरणी के लक्ष्य के लिए अनुकूलित किया जा सकता है. हम सफलतापूर्वक कई मस्तिष्क लक्ष्य से रिकॉर्डिंग के लिए और चूहों में रिकॉर्डिंग के लिए बड़ा सरणियों के साथ सिस्टम को संशोधित किया है. आगे संशोधन के साथ, मोटर ड्राइव तत्वों दूरदराज के लिए अनुमति देने के लिए शामिल किया जा सकता है, और संभवतः अधिक सटीक, इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट 7.
हम इन रिकॉर्डिंग डिवाइस एक microwires या ऐसे tetrodes के रूप में तार के बंडलों, या तो उपयोग में शोधकर्ता लचीलापन दे कि तनाव चाहेंगे. बड़ा व्यास एकल microwires अधिक मजबूत और मस्तिष्क ऊतक के भीतर LFPs की रिकॉर्डिंग के लिए बेहतर अनुकूल हैं. Whiले tetrodes भी LFPs रिकॉर्ड करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, वे एकल इकाई कार्रवाई के अलगाव की क्षमता 8, 11 के लिए अनुकूलित कर रहे हैं. हमारी प्रयोगशाला में, एकल इकाइयों के स्थिर रिकॉर्डिंग आरोपण के बाद 8 सप्ताह तक के लिए प्राप्त किया गया है. हालांकि, ये रिकॉर्डिंग है कि पूरे समय के साथ ही ख्यात इकाइयों के नहीं हैं. हमारे हाथ में, एक एकल इकाई के लिए एक अंतर - सत्र स्थिरता 10 को दर्शाती है, 3 दिन की अवधि है कि अवधि कई रिकॉर्डिंग सत्र (30 मिनट प्रत्येक) से अधिक का पालन किया जा सकता है. दूसरी ओर, मजबूत LFPs और नेटवर्क दोलनों विशेष रूप से इस तरह के 50 माइक्रोन (0.002 ") तार के रूप में बड़े व्यास तार के उपयोग के साथ, पूरे आरोपण के बाद की अवधि में दर्ज किया जा सकता है. नोट यहाँ वर्णित तरीकों का एकतरफा रिकॉर्डिंग पर लागू होने वाली मस्तिष्क संरचना, लेकिन वे आसानी से द्विपक्षीय रिकॉर्डिंग के लिए संशोधित किया जा सकता है. उदाहरण के लिए, कस्टम microdrives जब इमारत, ड्राइव के बीच उचित दूरी टेक करने के क्रम में पहले से निर्धारित किया जाना चाहिएद्विपक्षीय erly लक्ष्य मस्तिष्क संरचना.
Microdrive के घटकों अधिक हल्के हो जाते हैं और तंत्रिका संकेतों का विश्लेषण करने के लिए सॉफ्टवेयर में सुधार, तंत्रिका विज्ञान के भीतर संभावित मस्तिष्क लक्ष्य और परीक्षण योग्य परिकल्पना के पुस्तकालय का विस्तार जारी है. इसके बाद से अपनी स्थापना के 1, 12, जाग बर्ताव पशुओं से मस्तिष्क रिकॉर्डिंग बहुत न्यूरॉन्स के न्यूरॉन्स और नेटवर्क behaviorally प्रासंगिक घटनाओं 3, 4,13,14 सांकेतिक शब्दों में कैसे की हमारी समझ को विकसित किया है, कि स्पष्ट है. विशेष रूप से, आनुवंशिक रूप से संशोधित चूहों से मस्तिष्क रिकॉर्डिंग महत्वपूर्ण तंत्रिका एन्कोडिंग 15-17 में शामिल कर रहे हैं कि आणविक cascades की पहचान की अनुमति दी है. महत्वपूर्ण बात है, तकनीक हाल ही में चिकित्सकीय उन्मुख मुद्दों 17, 18 से लागू किया गया है.
Tetrodes के निर्माण और निर्मित समाधान की वृद्धि की उपलब्धता में अग्रिम आगे इस technolog के आंदोलन की सुविधा होगीमानव रोगों और बीमारियों के 19, 20 संबोधित में वाई. मस्तिष्क के ऊतकों में इलेक्ट्रोड की पैठ प्रकृति में आक्रामक है और, जबकि इन रिकॉर्डिंग ऐसे कार्यात्मक इमेजिंग तकनीकों से प्राप्त नहीं किया जा सकता है कि व्यक्तिगत न्यूरॉन्स से अमूल्य जानकारी प्रदान करते हैं. इस प्रकार, पशु मॉडल और मनुष्य दोनों में, जंगम microdrives उपयोग कर जाग बर्ताव रिकॉर्डिंग मस्तिष्क के भीतर तंत्रिका टुकड़ियों, तंत्रिका कोडन, स्थलाकृतिक विशिष्टता, और नेटवर्क दोलनों के बारे में अपरिहार्य जानकारी प्रदान करने के लिए जारी रहेगा.
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Disclosures
लेखकों वे कोई प्रतिस्पर्धा वित्तीय हितों की है कि घोषित.
Acknowledgments
हम उसकी मदद की और इस परियोजना को जल्दी योगदान के लिए डैनियल Carpi धन्यवाद. हम भी कलाकृति और छवियों के साथ उसकी सहायता के लिए Lucrecia Novoa धन्यवाद. इस काम एनआईएच / NIAID कार्यक्रम अनुदान 5P01AI073693-03 के द्वारा समर्थित किया गया था.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.0005" (12.5 μM) diameter Platinum-Iridium wire | California Fine Wire | CFW#100-167 | HML VG insulated www.calfinewire.com |
| 0.002" (50 μM) diameter Stableohm 675 wire | California Fine Wire | CFW# 100-188 | HML insulated Ni-Cr |
| polyamide tubing | Polymicro Technologies | 1068150020 | 99 micron I.D., 166 micron O.D. www.polymicro.com |
| brass guides | World Plastics Inc | 3.3 x 6.6 mm | |
| Delrin blocks | World Plastics Inc | 3.13 x 2.5 mm | |
| Fillister head brass screws | J.I. Morris Co. | 00-90 x 1/2 | drive screw www.jimorrisco.com |
| hex brass nuts | J.I. Morris Co. | 00-90 | |
| Fillister head brass screws | J.I. Morris Co. | 000-120 x 3/32 | EIB mount and ground screw |
| plexiglass acrylic | Canal Street Plastics | 5 mm thick, clear, www.cpcnyc.com | |
| cyanoacrylate | Krazy Glue | 2 g tube | |
| electronic interface board | Neuralynx | EIB-18 | www.neuralynx.com |
| non-cyanide gold solution | SIFCO | SIFCO 5355 | www.sifcoasc.com |
| VersaDrive 4 | Neuralynx | four tetrode model | |
| tetrode assembly station | Neuralynx | ||
| motorized tetrode spinner | Neuralynx | tetrode spinner 2.0 | |
| VersaDrive jig | Neuralynx | ||
| soldering iron | Radio Shack | 64-2802B | www.radioshack.com |
| nanoZ | Neuralynx | ||
| small bit drill/driver | Ram Products | Rampower 35 | with footpedal controller, www.ramprodinc.com |
| drill bits | Small Parts, Inc. | 3/32" bits, www.smallpartsinc.com | |
| dissecting microscope | Olympus | SZ-60 | www.olympusamerica.com |
| heat gun | Alphawire | Fit gun 3 | use setting "1" only, www.alphawire.com |
| 26 AWG copper wire | Arcor Electronics | F26 | for ground wires, www.arcorelectronics.com |
| soldering flux | Eagle | 2 oz, #205 | |
| 0.02" diameter solder | Kester | 24-6337-0010 | www.kester.com |
| benchtop vise | Vacu-Vise | Model 300 | |
| fiber optic light | Nikon | MKII | dual light arms, www.nikon.com |
| 5-min epoxy | Allied Electronics | 25 ml, www.alliedelec.com | |
| fine tweezers | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-4907, RS-5010 | INOX material, www.roboz.com |
| micro dissecting scissors | Roboz Surgical Instrument Co. | RS-5880 | |
Table 1. Materials and reagents used for constructing tetrodes and microdrives. |
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References
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