Abstract
Fare, mus musculus fizyolojik araştırmalar sayısı, mikrodevreli diseksiyon ve hastalık modelleme hedefleyen genetik yöntemlerinde büyüme sürecine paralel, son dalgalanma yaşadı. Optogenetik tanıtımı, örneğin, benzeri görülmemiş bir zamansal çözünürlükte, genetik tanımlanan nöronların yönlü manipülasyonu için izin verdi. Bu araçları yararlanmak ve beyin microcircuits arasındaki dinamik etkileşimleri içgörü kazanmak için, o tek hem baş-sabit ve serbestçe davranmak hazırlıklarında, derin bu küçük kemirgen beyin içindeki nöron topluluklarının kayıt yeteneğine sahip olması önemlidir. Derin yapılar ve farklı hücre tabakalarından kaydetmek için istenen beyin bölgelerine doğru elektrotlar hassas ilerlemesini sağlayan bir hazırlık gerektirir. Nöral topluluklar kaydetmek için, her bir elektrot mahallede bırakarak tek tek hücrelerin çözmek için deneyci sağlayan, bağımsız bir şekilde hareket edebilir olması gereklidiroring elektrotlar rahatsız. Serbestçe davranıyor fare hem yapmak, hafif esnek ve spesifik beyin yapıları hedefleyen için son derece özelleştirilebilir bir elektrot sürücü gerektirir.
Ayrı ayrı özelleştirilebilir ve kolay piyasada bulunan parçaları monte edilir microdrive elektrod dizileri tasarımı ve minyatür, ultralight ağırlığı, imal edilmesi için bir tekniği sunulmuştur. Bu cihazlar kolaylıkla ölçeklenebilir ve yapısı hedef alınıyor için özelleştirilmiş olabilir; doğal davranış sırasında serbestçe davranıyor hayvan talamik ve kortikal bölgelerden kaydetmek için başarıyla kullanılmaktadır.
Introduction
Mus musculus hızlı bir şekilde genetik olarak tanımlanan nöronların mikrodevreli düzeyinde diseksiyon ve insan hastalığı fare modelleri araştıran ilgilenen fizyolog için tercih edilen hayvan modeli haline dolayı genetik tractability için vardır. Örneğin, Optogenetic ve kimyasal genetik aktüatörler gibi nedensel genetik araçları, son giriş experimentalists davranış 1-4 tanımlanan nöral devrelerin gerekliliğini ve yeterliliğini test için izin verdi. Rekombinant transgenik fare sürücü hatları (Cre-hat), geniş kullanılabilirliği bu deneylerde 5 için fare değeri ekleyerek, nöron alt tipler hedeflenen tarafından hangi deneysel kolaylığı güçlendirilmiş bulunmaktadır.
Aynı şekilde, genetik ekranlar ve yaygın nörolojik ve psikiyatrik bozuklukların genom dernekler beyin hastalığı 6,7 genetik risk faktörlerinin belirlenmesini kolaylaştırmıştır. Büyüyen ile birlikte bu gelişmeler,genetik manipülasyon ve farelerde genom mühendislik araç, insan hastalığı modelleme için tercih organizma yaptık. Hastalık modelleri ve nedensel genetik araçları kombinasyonu beyin hastalığı anlamak ve müdahaleler için devre düzeyinde hedefler belirlenmesi için görülmemiş bir fırsat sağlar.
Tam olarak bu moleküler araçlar yararlanmak ve sağlık ve hastalık mikrodevreli fonksiyonu içgörü kazanmak için, o beyin aktivitesinin fizyolojik okumalarla çift onları esastır. İdeal olarak, deneyci tek hücre çözünürlüğü korurken nöronların çok sayıda izlemek mümkün olacaktır. Özgürce davranıyor hayvanlarda hücre dışı, çoklu elektrot kayıtları böyle bir fırsat sağlamak; Ancak fare Bu teknolojinin kullanımı, sınırlı olmuştur. Küçük hedeflere (örneğin, hipokampus CA1 tabaka) kayıt yapmak için, ayarlanabilir elektrotların kullanımı, aşağıdaki Surgic kayıt elektrotları küçük hareketler olarak gerekli olduğuark implantasyon imkansız kayıt istikrarı 8,9 bakımını yapabilir. Geleneksel olarak, fare kullanıldığında, beyin içindeki elektrotlar ağırlık önlemler gerektiren, hareket ettirmek için kullanılabilmektedir olan yöntemler, bu organizmada davranışı olan nöronların çok sayıda çift kaydı ile bu zor bir hale getirmektedir.
Burada, yöntemler tek tek optogenetik uyumlu, hedef alındığını beyin bölgesinde özelleştirilebilir minyatür, ultra-hafif, mikroelektrod dizileri imalatı için tanıtıldı ve kolayca piyasada bulunan parçaları toplandı. Çoklu elektrot "hiper" olan her bir "microdrive" vidasından momenti ortadan kaldırmak için hiper gövdesinin içine yerleştirilmiş elektrot ve bir plastik rayı ilerletmek için bir yay ve vidalı mekanizması kullanır. İlk olarak, 3D baskı için bir CAD programında hiper organları ve Microdrives tasarımı süreci tarif edilmektedir. Özelleştirilmiş hipersürücü organları tasarlayarakBelirli yapılarda, bu hedefleme hassasiyetini arttırmak için ve daha fazla preparatın verimini artırmak mümkündür. İkinci olarak, fabrikasyon işlemi çoklu elektrot dizisi ticari olarak temin edilebilir parçalar elle monte edilir, burada detaylı olarak tarif edilmektedir. Bu teknik, doğal toplayıcılık ve edimsel görevleri sırasında özgürce davranıyor hayvanda hipokampus, talamus ve korteks nöron topluluklarının kayıt için, başarıyla kullanılmıştır.
Protocol
1. Tasarım Niyet
- Elektronik fare beyin atlas sagital bölümleri gezinerek seçim (lateral genikulat nükleus (Lgn, görsel talamus)) beyin bölgesini belirleyin.
- A / P koordinatlarında (-2.3 - -2.7 mm), LGN'nin geniş olduğunu. Sürücü dip (alt parça) tasarlamak için bu bölgeyi kullanın.
NOT: 8 bağımsız bir şekilde hareket edebilen elektrotları toplam LGN hedeflemek için kullanılabilir (4-6 Elektrodlar Lgn için yapacaktır, 2-4 elektrotlar implantasyon hataları, Şekil 1A dengelemek için ilave edilmiştir.) - Solidworks, ön düzlemde tasarım gövde (Şekil 1B) bir kroki çizin. Gösterildiği gibi, sürücü tabanı, kolları ve poliamid yarım yuvaları için hatlarını içerecek bir kroki çizmek ve eğrilerle kombinasyonunu kullanabilirsiniz sonra kroki tıklatın. Kontur açık boşlukları içermez emin olun. Sonra çıkın Sketch tıklayın.
- Sonraki, ön ve sağ uçakları hem seçin ve "Crea tıklayınte Eksen ". Ardından, vurgulanan mavi kroki konturu (Şekil 1B) 360 ° çevirerek 3D tasarım vücut modeli oluşturmak. Özellikleri menüsünde, "Döndürülmüş Boss / Base" tıklayın. Devrimin Ekseni olarak orta hat seçin. Parametreler bölümünde, başkanlığında Blind tıklayın 1 ve açı altında 360.00 ° seçin. Seçilen hatları bölümünde, kontur mavi seçilmiş olan vurgulanan emin olun.
- Kırmızı döner tek polyimid yarı alanı oluşturun hatlarını 13 ° (Şekil 1C, sol üst) vurgulanır. Adımları açı özelliği hariç yukarıda 1.4 ile aynıdır
- Bir sürücü oluşturun yeşil konturu 15 ° (Şekil 1C, sağ üst) döner tarafından işler.
- Dairesel desen işlevini (Şekil 1C, sol alt) kullanılarak ikinci sürücü kolu oluşturun. Özellikleri menüsünde, "Dairesel Desen" tıklayın. Parametrelerinde, dönme ekseni olarak orta hat seçin. Seç 1Örnek sayısına olarak açısı ve 2 olarak 80.00 °. İlk dokunmak "Desen Özellikleri" altında seçili olduğundan emin olun.
- Onaltı polimit oluşturun dairesel desen işlevini (Şekil 1C, sol alt) kullanılarak yarı-yuvaları. 1.7 benzer hareketleri gerçekleştirin, ancak "Desen Özellikleri" olarak ilk polyimid yarım yuvasını seçin. Açısı 22.5 ° 'dir ve örnekleri sayısı 16 (: Bu kez sayısına bölünmesiyle sadece 360 ° Eğer desen özelliği istediğiniz Not) vardır
- Polimid prizi çekmek için yeni bir düzlem oluşturun. Ana menüde "insert" tıklayarak bunu başarmak. Poliimid yarısı yuvaları iki tarafı seçin, "Referans Geometri" tıklatın ve sonra "Yeni Plane oluştur"; (Şekil 1D, üst)
- . Microdrive yuvasını (vida deliği, polimidler delik ve anti-tork rayı (Şekil 1D, alt) oluşturun oluşturarak bu elde1.9 oluşturulan yeni bir düzlemde tüm bu özellikleri kapsayan bir kroki. Bu anti-tork raylar için, poliamid üst yuvalardan iki taraf arasında bir orta tanımlar edin. Daha sonra, tercihan merkezleri 1 dışında çapı merkez dik olan iki daire oluşturmak ve daha sonra orta kontur kesme aracılığı ile anti tork raylar çizin.
- Özellikler menüsünde, antitorque ray oluşturmak için "Yükselt / Taban" üzerine tıklayın ve yukarı gidiyor 10 mm ve aşağı doğru gidiyor 2 mm'lik bir kör ekstrüzyonunu seçin. Vida deliği ve poliimit delik, "Extrude cut" üzerine tıklayın ve kör 6mm seçin ve (sol, Şekil 1E) hem de yukarı gidiyor birkaç mms.
- Desen devrim (22.5 °, 16 örnek, eşit aralık) ekseni olarak merkezi kullanılarak mikro-sürücü yuvasına 16x, (Şekil 1E, sağ)
- Sapın üzerine, merkezi bir yüz oluşturma, tahrik kolunun merkez ucunda başlayan bir 3 mm x 3 mm kutu çizmektaksiler. Yukarı "Extrude Boss" fonksiyonunu kullanarak bu 2 mm a'ya. AYB vidalar gidecek olan yerlerde 1mm çaplı daireler çizin. Daha sonra, 1.5 mm "Extrude Cut" bir delik yapmak için yapmak. Sonra, desen iki Dairesel Desen işlevini (Metin gösterimi: 180 °, 2 örnekleri, eşit aralık, merkez ekseni) kullanarak kutusu ve delik.
- Bir üst parça kroki çizmek için Şekil 1F (milimetre cinsinden) boyutları kullanın. Bunun bir 3D modelini yapmak için "Extrude Boss / Base" kullanın.
NOT: Bu adımlardan sonra sürücü tasarımı tamamlandı. Fiziksel sürücü beden stereolitografi sürecinde oluşturulur. STL dosyaları dayalı stereolitografi baskı sunan şirketlerin bir dizi vardır. Biz en az 0.1 mm minimum çözünürlük ile, (örneğin Accura® 55 gibi) sert plastik yazdırabilirsiniz hizmetlerini öneririz.
Hyperdrive Bileşenleri 2. Hazırlık
- Küçük bir dışarı Lay(: '. /' 0116 'ID / OD 0,0071'; Duvar: 0,00225) düz bir yüzey üzerinde çift taraflı bant parçası ve yaklaşık 8 santimetre 31 G Polyimide tüplerin gerekli sayıda kesti (Şekil 2A - 2B) .
- Mümkün olduğunca bant üzerinde birbirine yakın olarak kılavuz tüpleri yerleştirmek için özen, çift taraflı bant kılavuz boruların ilk katmanı yerleştirin. Poliimitlerin tabakası üzerine ince, siyanoakrilat yapıştırıcı küçük bir miktar hafifçe sürün. (Şekil 2C)
- Hızla poliimidlerin ikinci bir tabaka (Şekil 2B) yatıyordu.
- 26 G kanül kullanılarak fiber optik tutucu oluşturmak. Bu montaj (Şekil 2E) dahil edilmeden önce bir teflon bazlı bir kayganlaştırıcı ile yağlanmış olduğundan emin olun.
- Polimid demet (Şekil 2F) dik uzunlukta epoksi 4-5 mm bir çizgi uygulayın. Epoksi (2-3 saat) sertleştikten sonra, alt tabaka ve ree bandı çıkarınDiğer tarafı poxy. Epoksi tekrar sertleştikten sonra, 26 G'lik bir kanül çıkarıldı ve yapı, bir hiper (Şekil 2H) için kullanılabilen her biri iki polimid matrisler ile sonuçlanan, bir traş makinesi bıçak (Şekil 2G) ile ortadan kesilebilir.
- Şeffaflık bir kağıda üzerinde koni şablonu yazdırın ve ağır alüminyum folyo (Şekil 3A - 3C) karşılık gelen bir levha kesti.
- Alüminyum folyo epoksi tabakası uygulanır ve hızlı bir şekilde şeffaflık kağıt uygulanır. Eşit olarak (Şekil 3B) dağıtılır böylece ağır bir nesne ya da bir tahta takoz kullanılarak, epoksi yumuşatır.
- Koni şablonu kesip bir timsah klibi ile kenetlemek. Son olarak, sürekli parçaları (Şekil 3E) sabitlemek için epoksi bir miktar kullanın.
Microdrive 3. Nihai Montaj
- Sürücü vücuda EIB takınVe poliimid kılavuz tüp matrisi ile 26 G kanül takın. Kılavuz tüpleri EIB dik olmasını sağlamak için EIB fiber optik deliği kullanarak tahrik gövdesi ile polimid matris hizalayın ve hiçbir epoksi kılavuz tüpler içine ya da akar emin olmak için özen sürücü gövdesine matris epoksi Sürücü vücut (Şekil 4A - 4C).
- Tahrik gövdenin iç duvarı üzerinde karşılık gelen bir brakete polimid matris her kılavuz tüpü haritada. Her kılavuz tüpe ve parantez içine 33 g poliamid küçük ringi ve her bir kılavuz tüpü sabitlemek için siyanoakrilat yapıştırıcı küçük bir miktar uygulanır. (Şekil 4D - 4E) Son olarak, tahrik gövdesinin iç çeperine bütün aygıtları epoksi ve sadece iç dudak (Şekil 4F - 4G) üzerinde çıkıntı böylece polimitler kesti.
- Özel-b birini koyarak bir microdrive derleme oluşturmak5 mm yaylar biri tarafından takip üst parçasının merkezi delikten uilt vidalar. Raylar birinin üzerine üst parçanın dış delik kaydırın ve vidayı hafifçe sürün. Bahar minimum sıkıştırılmış uzunluğu var ulaşıncaya kadar vidayı sürün. (Şekil 4H - 4I) Her ray / Microdrive (Şekil 4J'ın) için bu işlemi tekrarlayın.
- Baş aşağı tahrik dizi çevirin ve kılavuz tüp matris bir resim çekmek. Bu resim, her mikro sürücüsü (Şekil 4 K) karşılık gelen kılavuz tüpünün yerini eşlemek için kullanılacaktır.
- Tahrik tabanın altından her bir kılavuz tüp içine, bir polimid tüp (0.005 ') yerleştirin. Taşıyıcı boru fotoğrafta gelen mikro-sürücü kimlik üzerinde tamamen indirilmiş Microdrive ve kaydın üstünden 1-2 mm'den edelim. (Şekil 4L - 4M)
- , Mikro sürücü destek polimid tüp epoksi le dikkat ederekt epoksi yay veya vida (- 4Ç Şekiller 4N, 4P) üzerine Microdrive koşuyoruz.
- Tüm Microdrives Tam daha düşüktür. Polimid matrisi (Şekil 4O) altındaki fışkırtma off polimid tüpleri kesin.
- İki # 00-90 cm x 3/16 'vidalarını (Şekil 4R) kullanarak sürücü tabanına elektrot arayüz kartı takın.
Not: Bu noktada, sürücü dizi stereotrodes veya tetrodes yüklü hazırdır. Tetrode inşaat ve yükleme ile ilgili ayrıntılar için, 10 bakınız. Bağlantı SolidWorks dosyalarını indirin: baskılı sürücü tabanı ve Mikro sürücüler SolidWorks 2011 3D CAD yazılımı tasarlanmıştır. - Yüklemeden sonra, sürücüyü ters çevirin ve dikkatlice sadece alt parça çıkacak şekilde sürücü üzerinde koruyucu koni indirin. Sürücü vücuda koni epoxying tarafından koruyucu koni yapıştırın.
- Koni takıldıktan sonra, küçük bir uzunluğu şeritEIB paslanmaz çelik tel (.008 'Kaplı' Çıplak, .011 ') ve pin. Bir iğne ile koninin iç alüminyum parçası kaşı ve gümüş boya kullanarak konisine çelik tel yer. Gümüş boya kuruduktan sonra, epoksi damlasıyla güçlendirir. Seçenek olarak ise, çelik tel doğrudan iletken bir epoksi dab (MG Chemicals, Surrey, Kanada) ile koni bağlı olabilir.
Representative Results
İmplant yapı alt parçasının yapımı geçmeden, 3D baskılı hiper (Şekil 1) tasarımı ile başlayan bir süreç (Şekil 2), koruyucu bir koni (Şekil 3) ve hiper son montaj, gereğidir MicroDrives bireysel inşaat (Şekil 4). Bu adımlar (10 bakınız) elektrotlar ile Microdrives yükleyerek takip edilmektedir. Bu adımı takiben, birden fazla beyin bölgelerinde kaydetmek için bu cihazları kullanmak mümkündür. Şekil 5, örneğin, gösterilen yanal genikulat çekirdeği (LGN'nin) ve hipokamp (HPC) eş zamanlı bir kayıt izleri. Şekil 5B'de gösterilen tek birim stabilitesi birkaç günlük bir süre boyunca tutarlı bir dalga formlarını gösteren dikkat çekicidir. Tarafından gösterildiği üzere, nöronlar, ışık-yayan diyot uyarıya yanıt vermesi ile nöronlar Lgn teyit edilmiştirzamanlı bir histogram Şekil 5C'de (PSTH) peristimulus. Bu aynı hazırlık, HPC yerel alan potansiyel davranış devlet için bir vekil olarak kaydedildi. Bu izler onların hipokampal orjinli davranışsal sakinleştikten sırasında keskin dalga dalgaların (Şekil 5D), gösterdi.
Solidworks hipersürücüyü Tasarımı Şekil 1.. Bregmadan -2.7 mm - A / P bir fare beyninin bir koronal bölümünde A. şematik -2.3 koordinatları. Dört ayrı poliimidler (300 um) elektrotlar ile LGN'nin bölgesi (kırmızı) hedefleme gösteren, korteks üstünde çekilir. B. Çizim tasarım gövdesinin. 3D tasarım vücut modeli (iç) 180 ° sonuçları mavi kontur döner. Polyimid yuvaları ve sürücünün C. eklenmesi tasarım vücuda işler. Kırmızı HIGHL DönerBir poliimid yarım yuvasına 13 ° sonuçları B ağirlikli konturları (sol üst). Bir sürücü kolu 15 ° (sağ üst) tarafından B yeşil konturu döner tarafından eklenir. İkinci kolu dairesel desen işlevini (sol alt) kullanılarak eklenir. Aynı işlev 16 Polimid yarım yuvası (sağ alt). D. yeni bir uçak vida deliğinden oluşan microdrive deponun için yeni bir taslak oluşturmak için izin, tasarım (üst) ilave edilir, poliimidleri oluşturmak için kullanılabilir delik ve antitorque demiryolu (alt). E. Bu özellikler kesim ve a'ya fonksiyonlarını kullanarak tasarım içine uygulanan ve 16 prizleri oluşturmak için 360 ° döndürülmüş olacaktır. üst parça kroki (solda) ve 3B model F. Boyutları (sağ ). Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Hiper taban parçasını hazırlanması Şekil 2.. A. ilk polyimid tüp çift taraflı bant üzerine yerleştirilir. B. sonraki tüpleri tek tek yerleştirilir, tüpler arasındaki boşluk en aza indirmek için dikkat. C. birinci tabaka ortaya koydu sonra , siyanoakrilat yapıştırıcı ince bir tabaka D. tutkal kurutulmadan önce hızlı bir şekilde ilave edilir poliimidler ikinci bir tabaka uygulanır. poliimidler demetinin E. üzerinde iyi bir 26 G kanül optik fiber için bir yer tutucu olarak ilave edilir. K . Tüm yapı, güvenli bir epoksi damlası ile sabitlenir. G., kanülün uzaklaştırılmasından sonra, yapı, bir traş makinesi bıçak ile ortada kesilebilir, iki özdeş alt parça elde edildi. H. görüntüle bitmiş bir kesme yüzeyinde Dört poliimidlerin iki çift satır gösteren alt parça,ve optik fiber için delik. , bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3. hipersürücüyü monte edilmesi. A. poliimit matrisli 26 G kanülü kullanılarak tahrik gövdesi içine yerleştirilen ve elektronik arabirim kartına (EIB) ile hizalanır. Epoksi az miktarda için polyimid matris sabitlemek için kullanılan B. Tahrik organı. C. epoksi ikinci uygulama gerekli olabilir, ve bundan sonra fazla epoksi yerleştirilen matris ile tahrik gövdesi D. en görünüşle Dremeled edilmelidir. E 33 G polimid boru küçük bir parça kullanarak, dış kılavuz tüpleri tahrik gövdesinin ilgili yuvalara monte edilmiştir. F G., onlar epoksi ile güvenli ve sadece iç dudak üzerinde kesilmesi gerekir. H. Bir mikro sürücüsü özel bir dahili vida, 5 mm'lik bir yay ve bir üst parçadan oluşan düzeneği monte edilmiş kılavuz tüpleri birine karşılık gelen, bir ray üzerine yerleştirilmelidir. I. Her microdrive düzeneği dikkatli bir sürücü vücuda vidalanmalıdır., J. Montajdan sonra, her kılavuz tüp karşılık gelen bir mikro sürücüsü olmalıdır polimid matris L K. Alttan görünüm -.. M. Poliimid tüpleri (0.005 '), her bir dış kılavuz tüp içine sokulur. Bu mikro sürücüsü tekabül ediyor N. her bir iç kılavuz tüpü çatal içine rahatça uyması gerekir. O., iç borular polimid mukabil mikro sürücüsü epoksi ile tutturulur vemümkün olduğu kadar kısa kesilmiş. Tüm iç kılavuz tüpleri epoxied sonra, polimid-matris çıkıntı yapan, iç kılavuz tüpleri matris ağız ile aynı hizada kesilmelidir. Sürücünün S. Ters makro bakış iç kılavuz boru yükleme sırasında. Sürücünün Q en makro bakış iç kılavuz tüp yükleme sırasında. R. Tam elektrotlar ile yüklenecek hazır ekli AYB ile hyperdrive'ı, monte. bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
. Şekil 4. koruyucu koni hazırlanması A. Koni şablon şeffaflık kağıda yazdırılmış B -. D. Alüminyum folyodan oluşan bir tabaka epoksi ince bir tabaka kullanılarak şablonun yapıştırılmıştır. E. < / Strong> şablonu kesmek sonra, koni oluşmuş ve epoksi ile birlikte yapıştırılmış.
Şekil ultralight-ağırlık Hipersürücüyü. Using 5. Çoklu sitesi kayıtları. Hiper implante. Iki tek ünitenin B. Örneklerle serbestçe davranmak fare görüntü bu fare kayıtları dalga formlarını. C. Sol, elektrotların bazı düşürülmüştür yanal genikulate çekirdeğini vurgulayarak fare beyninin, koronal bölümü. Sağ, örneğin görsel uyarı (sarı bar) hizalanmış iki LGN'nin nöronların zaman histogramlarını (PSTHs) peristimulus. D. Sağ, elektrotların başka bir set düşürülmüştür hipokampus (HPC), vurgulama koronal kesit. Doğru, hipokampal dalgalanma (kırmızı vurgulamak) yerel alan potansiyeli kaydı örneği.
Sürücü bileşenleri Şekil 6. bakış. (Sol) Hipersürücü bileşenlerinin kapsamlı bakış. Bireysel microdrive montaj na (Sağ) İllüstrasyon.
Discussion
Bu protokol fare tek bir veya birden fazla beyin bölgeleri hedefleyen için ultra-hafif microdrive dizi inşa sürecini özetliyor. Inşaatın son adımlardan sonra, hiper standart cerrahi teknikler kullanılarak implant emplantasyon ve diş çimentosu ile fare kafatasından yapıştırılmıştır hazırdır. Fare el ile kısıtlanır ise implantasyon sonrası, elektrotların her biri, bağımsız bir şekilde, küçük bir tornavida ile gelişmiş olabilir. Her bir elektrot gelişmeler, vidanın tonu ile belirlenen tur başına mesafe. Yarım ve çeyrek dönüşler daha fazla çözünürlük için kullanılabilir olsa burada başvurulan vidaları kullanarak, her elektroda dönüşü başına yaklaşık 150 mm ilerler.
Şekil 1B eskiz boyutları implantın toplam boyutunu belirlemek, bu nedenle, çift yönlü implantlar ölçek için açık bir yol kritik kroki üzerinde boyutlarını değiştirmektir. Buna ek olarak, THVidaların uzunluğun derin beyin yapılarını hedef uzatılabilir. Bu hafif ve çelikten daha az kırılgan olarak biz özel, titanyum vidalar yapılan öneririz. Antitorque raylar vida uzunluğu ile doğrusal arttırmamız gerekiyor ve bu noktada biz bu yapıların basılabilir hangi maksimum uzunluğu tespit değil unutmayın. Çoklu beyin bölgeleri hedeflemek için, taban parçasının şekli değiştirilebilir. Bilinen boyutlu pullar (kalınlığı 200 mikron), eklenmesi (örneğin, hipokampus ve prefrontal korteks için) ayrı beyin yapıları hedefleyen poliimidlerin arasında gerekli aralayıcıları sağlayabilir. Bu alt parça montaj basamakları dahil ve epoksi sertleştikten sonra, daha sonra kesilmiş olabilir.
Bu tasarımın büyük bir sınırlama sahipli yazılımlara (bu durumda Solidworks) üzerindeki bağımlılık olduğunu. Minimal mühendislik arka pln ile bu tür ekipman tasarımı için elverişli kullanıcı dostu arayüz sağlar, açık kaynak kodlu programların gelecekteki gelişimiyuvarlak nörobilim topluma büyük yarar olacaktır.
Bu yöntem, mevcut yöntemlere göre bazı avantajları temin etmektedir. İlk olarak, tasarım, çok az çizimler (Şekil 1) bağlıdır basittir. İkincisi, kendi montaj gitmek için hiçbir diş çimento veya ağır malzeme gerektiren ultra-hafif, olduğunu. Benzer işlevsellik ticari olarak temin edilebilir implantlar ağırlığının yaklaşık üçte - Genel olarak, yaklaşık 1.7 gr ağırlığındadır. , Implant vücut çoklu kaynaklardan yazılı 3B edilebilir (örneğin, approto.com için, ama orada birkaç diğerleri) - Üçüncü, bunu yapmak için hiçbir özel ekipman gerektirir Özel bir vida (örneğin antrinonline.com için) yapılabilir; yaylar (örneğin leesprings.com için) ticari olarak temin edilebilir; ve bunun bir sonucu olarak tüm montaj işlemi bir gün içinde olabilir. Son olarak, bu implantlar, doğal toplayıcılık sırasında birden beyin bölgelerinde kaydetmek için kullanılır olmuştur, yapılandırılmış davranışsal görevleri ve uyku (Şekil5).
Bu yöntemin Gelecek uygulamalar onun ölçeklenebilirlik uygulama içerir. Bu implant, iki-yönlü) 1 değiştirerek basitçe Şekil 1B Çizim ve desenli microdrive kaplar (Şekil 1D), 2) sayısına boyutunu ölçeklendirilebilir muhtemeldir. Örneğin, erken gelişim özgürce davranmak farelerin rekor aşağı ölçekli ve sıçan, tavşan, dağ gelinciği ve belki de insan olmayan primatlarda kayıt yukarı ölçekli olabilir.
Son bir söz özetlenen yöntemin başarılı bir şekilde uygulanması için kritik tutundukları tasarımı dosyaları stl uygulamak herhangi bir değişiklik prototip olduğunu anımsatmak olduğunu. Okuyucu ekli tasarım "şekil 8" antitorque demiryolu içerdiğini, örneğin, göreceksiniz. Bu genellikle bu delmenizi olması gereklidir gibi, 3D baskı sınırlama verilen en iyi tasarım mümkün oldu. Bir daire olması olması, ist olurduromise kararlılık, ama bir kare olan veya açılı bir şekil sondaj ile 3D baskı kusurları düzeltmek için yeteneğini sınırlayabilir olacaktır.
Disclosures
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Microdrive screws | Antrin | Half Circle 0.6 UNM Titanium Screws. 8 mm thread. 9 mm length from under head. | |
| Tap-ease | AGS CO. | #TA2 | Tapping Grease |
| Microdrives | See .STL file | ||
| Drive Body | See .STL file | ||
| Outer Polyimide Guide Tube | Minvasive Components | IWG Item # 72113300022-012 | Length: 12’’, ID: 0.0071’’, OD: 0.0116’’, WALL: 0.00225’’ |
| Inner Polyimide Guide Tube | Minvasive Components | IWG Item # 72113900001-012 | Length: 12’’, ID: 0.0035’’, OD: 0.0055’’, WALL: 0.001’’ |
| Grounding Wire | A-M Systems, Inc. | Catalog # 791900 | 0.008'' Bare, 0.011'' Coated |
| Tri-Flow | Teflon based lubricant - Aerosol | ||
| Microdrive Springs | Lee Spring | Part # CB0050B 07 E | Outside Diameter: 1.016 mm, Hole Diameter: 1.193 mm, Wire Diameter: 0.127 mm, Free Length: 10.160 mm, Solid Length: 3.581 mm |
| Z-poxy 5 Minute | Pacer Technology (Zap) | PT37 | |
| Silver Paint | GC Electronics | Part #: 22-023 | Silver Print II |
| Tri-Flow | 20009 | ||
| 26 G Hypodermic Tube - Stainless Steel | Small Parts | HTXX-26T-12-10 | Length: 12’’, ID: 0.012’’, OD: 0.018’’ |
| EIB screws | Component Supply Co. | MX-0090-03SP | #00-90 x 3/16’’ |
| Fine Scissors - Toughcut | Fine Science Tools | 14058-09 | 22 mm |
| Transparency Paper | 3M | PP2500 | |
| Aluminum Foil | Reynold's Wrap Heavy Duty | Extra Thick |
References
- Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).
- Fenno, L., Yizhar, O., Deisseroth, K. The development and application of optogenetics. Annu Rev Neurosci. 34, 389-412 (2011).
- Alexander, G. M., et al. Remote control of neuronal activity in transgenic mice expressing evolved G protein-coupled receptors. Neuron. 63, 27-39 (2009).
- Halassa, M. M., et al. Selective optical drive of thalamic reticular nucleus generates thalamic bursts and cortical spindles. Nat Neurosci. 14, 1118-1120 (2011).
- Tsien, J. Z., et al. Subregion- and cell type-restricted gene knockout in mouse brain. Cell. 87, 1317-1326 (1996).
- Nestler, E. J., Hyman, S. E.
- Collins, P. Y., et al. Grand challenges in global mental health. Nature. 475, 27-30 (2011).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Dynamics of the hippocampal ensemble code for space. Science. 261, 1055-1058 (1993).
- Wilson, M. A., McNaughton, B. L. Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep. Science. 265, 676-679 (1994).
- Nguyen, D. P., et al. Micro-drive array for chronic in vivo recording: tetrode assembly. J Vis Exp. (26), (2009).
