Micro-sürücü Kronik Array In vivo Kayıt: Tetrode Meclisi

Bu protokolde, uyanık kemirgenlerde kronik in vivo kayıtlar için dört elektrotlu Tetros demetlerinin üretimi ve yerleştirilmesini açıklıyoruz; tetro üretimine başlanması için, mikroelektrot telleri içeren bir şerit, dört paralel telden oluşan bir demet oluşturacak şekilde kendi üzerine iki kez katlanır. Bu teller daha sonra birbirine bükülür ve sıcak hava tabancası ile sabitlenir.

Tamamlanan her bir tero, bir saklama kutusuna yerleştirilir. Daha fazla tero üretilirken, her bir tero, doğrusal bir aktüatördeki bir açıklıktan girip mikro sürücü dizisinin tabanından çıkan özel bir yol boyunca ilerletilir. Tero'nun dört telinin her biri, mikro sürücü dizisinin üst kısmına sabitlenmiş bir çıkış konnektör kartındaki ayrı pinlere bağlanır.

Tero'nun her bir kanalının empedansı, altın elektrokaplama işlemi kullanılarak düşürülür. Tüm terolar kurulup elektrokaplandığında, konnektör kartındaki ilgili pinlere iki toprak hattı bağlanır ve koruyucu konut topraklandıktan sonra koruma amacıyla mikro sürücü dizisinin çerçevesine sabitlenir. İmplantasyona hazır, tam fonksiyonel Tero mikro sürücü dizileri. Merhaba, ben Pickout Öğrenme ve Bellek Enstitüsü'ndeki Nat Wilson laboratuvarından Dave Nian.

Bugün MIT'de size terosların imalatı, terosların yüklenmesi ve mikro sürücü rekonstrüksiyonunun son aşamalarının tamamlanmasıyla ilgili bir prosedür göstereceğiz. Laboratuvarımızda bu prosedürü, uyanık ve davranış gösteren bir hayvan preparasyonunda, geniş popülasyonlar ve nöronlar arasındaki koordineli nöral aktiviteyi incelemek için kullanıyoruz. Öyleyse başlayalım.

Standart mikro sürücü dizimiz için tero oluşturmak amacıyla, 50 santimetre uzunluğunda yalıtımlı 12 mikron mikrome tel ile başlarız. Teli ikiye katlayın ve tellerin birbirine yapışmasını sağlamak için parmaklarınızı çift boyunca kaydırın. Tel çiftinin tüm uzunluk boyunca iyi temas ettiğinden emin olun.

İki ucu bir arada tutarak çifti tekrar katlayın. Bir uçta oluşan döngünün bükülmediğinden emin olun. Dört ucu hizalayacak şekilde, döngü olmayan uçtaki dört teli kesin.

Bir sonraki adım için modifiye edilmiş bir timsah klipsine, motorlu bir döndürme cihazına ve döndürme cihazının üzerinde yer alan yatay bir bara ihtiyacınız olacak. Timsah klipsi, tabanına plastik bir bar yapıştırılarak modifiye edilir. Uçlar açığa çıktığında, dört teli modifiye edilmiş timsah klipsi ile birlikte sıkıştırın.

Tel halkasını yatay çubuğun üzerine asın. Aligatör klipsi motorlu platformun içine yerleştirin. Yaklaşık üç dakika boyunca tel demetine önce saat yönünde 80, ardından saat yönünün tersine 40 büküm uygulayın.

Bu parametreler ihtiyaçlarınıza göre değiştirilebilir. Tero bükme işlemi tamamlandıktan sonra, her açı için orta ila düşük akış kullanarak bir ısı tabancasıyla üç farklı açıdan ısıtarak telleri birbirine kaynatın; ısıtma işlemine, tel demetinin ayrıldığı yerin bir ila iki santimetre altından başlayın. Ardından, ısı tabancasını tellere iki santimetre mesafeden yaklaşık beş saniye boyunca aşağı ve yukarı doğru hareket ettirin.

Yüksek sıcaklıklar yalıtımı tamamen eriteceği ve kısa devrelere yol açacağı için dikkatli olun. Teller birbirine kaynadığına göre, tero üzerindeki gerilimi azaltmak için timsah klemensi yavaşça kaldırarak tero'yu bükme düzeneğinden çıkarın ve tero'yu timsah klemensin yakınından kesin. Diğer uçta, eşit uzunlukta dört adet markasız tel bağı kalacak şekilde döngüyü kesin. Ardından, yumuşak uçlu bir cımbızla telleri hafifçe bükerek üstteki tekil telleri birbirinden ayırın.

Tero artık mikro sürücü dizisine yerleştirilmeye hazırdır. 21 ila 25 adet daha Tet yolu hazırlayın ve tero yükleme işleminin gerçekleştirilme zamanı gelene kadar bunları tozsuz bir kutuda saklayın. Henüz bir tane oluşturmadıysanız, tam bir mikro sürücü dizisine ihtiyacınız olacaktır.

Tasarım planımızdaki kronik in vivo kayıt mikro sürücü dizisi üretimi için mikro elektrot sürücü dizisi videosuna bakınız. Tero'nun bir ucu konnektör donanımına bağlanacak ve mikro sürücüdeki poly mid taşıyıcı tüp boyunca, elektrot uçları mikro sürücü dizisinin tabanının altına uzanacak şekilde ilerleyecektir. Şimdi bu yükleme işlemini bir tero için göstereceğiz.

Başlamadan önce, bir ucundan konnektör kartına takılabilen ve diğer ucundan bir buz teknesine sabitlenebilen sürücü tutucuyu hazırlayın. Bu örnekte sürücü tutucu, bir X exacto bıçak sapının bir ucuna yapıştırılmış milax konnektörüdür. Yumuşak uçlu cımbızlarla tetro'yu tutun ve bir stereoskop kullanarak tetro'nun ucunu mikro sürücülerden birinin poly mid taşıyıcı tüpünün içine itin. Tetroad'u, tekil elektrot telleri sürücü dizisinin üst kısmındaki konnektör kartına yakın olana kadar tüpün içine itin; telleri kırmamaya veya bükmemeye dikkat edin, çünkü bu durum tetro'nun beyne dik yerine açılı girmesine neden olacak ve tetro'nun bütünlüğünü bozacaktır.

Şimdi, dört telin diğer uçlarını yumuşak uçlu pensler kullanarak elektrot arayüz kartındaki ilgili deliklere nazikçe yerleştirin. Tellerin kırılmasını veya bükülmesini tekrar önleyin. Dört telin tamamı yerleştiğinde, altın pinleri alt çenesi kısaltılmış bir pense ile deliklerine doğru itin.

Pinler deliğe itildiğinde, tel izolasyonunu soyacak ve daha sonra referans alınması için elektriksel bir bağlantı oluşturacaktır. Mikro sürücüler ile elektrot arayüz kartındaki pin pozisyonları arasındaki eşleşmeyi takip edin. Toplam 18 tetrodun yüklenmesine devam edin.

Dizide kalan üç mikro sürücü, referans elektrotlarını yerleştirmek için kullanılacaktır. Her bir referans elektrodu, bağlanmamış dört yn'den yalnızca birini kullanan bir tero'dan oluşur. Referans elektrotlarını takmak için yükleme prosedürünü izleyin, ancak dört elektrottan yalnızca birini konnektör kartındaki ilgili referans elektrot pinine takın.

Çok bölgeli kayıtlar planlıyorsanız, tetro'lardan konnektör kartına giden bağlantıları önceden planlamak faydalı olabilir. Örneğin, tek bir anatomik bölgeyi hedefleyen tetro'ları elektrot arayüz kartı üzerinde birlikte gruplandırın. Bu işlem, deneyler sırasında yanlış tetro'nun ayarlanma olasılığını en aza indirecektir.

Tero yüklemesi tamamlandıktan sonra, biri hayvan için diğeri ise koruyucu koni için olmak üzere iki toprak hattı hazırlayın. Altı inç uzunluğunda yalıtılmış bir çelik tel kesin ve metal cımbız kullanarak telin her iki ucundan üç milimetrelik yalıtımı sökün. Ardından, dört inç uzunluğunda yalıtılmış bir çelik tel kesin.

Bir uçtan üç milimetre, diğer uçtan ise bir santimetre yalıtımı çıkarın. Altı inçlik toprak telini, mikro sürücü dizisinin yan tarafındaki delikten geçirerek arayüz kartına doğru yönlendirin. Açığa çıkan teli, belirlenen toprak deliğindeki altın bir pin ile elektrot arayüz kartına bağlayın.

Bu tel hayvan kafatasına bağlanacaktır. On santimetrelik toprak hattı telini, daha önce monte edilmiş olan toprak hattı teline paralel olacak şekilde yönlendirin. Soyulmuş üç milimetrelik ucu, belirlenmiş başka bir toprak deliğindeki altın pini kullanarak elektrot arayüz kartına bağlayın.

Bu tel daha sonra, gürültü yakalamasını azaltmak için küçük bir faraday kafesi görevi görecek olan koruyucu bir koniye bağlanacaktır. Tel bağlantılarını tamamladık ve teroslarımızı hassaslaştırma işlemine geçebiliriz. Bu süreçteki amacımız, tüm terosları hedef beyin yapısının derinliğinden ve örneğimizden biraz daha uzun olacak şekilde kesmektir.

Mikro sürücüler, yetişkin bir sıçanın birçok neokortikal bölgesine ve dorsal hipokampusuna ulaşmak için yeterli olan beş ila altı milimetrelik maksimum bir ilerleme için tasarlanmıştır. İlk olarak, tüm tetrodların aynı anda maksimum düzeyde açığa çıkması için tüm mikro sürücüleri indirin. Tüm tetrodları, son kesim için bir çift keskin ince makas kullanarak, istenen nihai uzunluktan yaklaşık beş milimetre daha uzun olacak şekilde kesin.

Bir buz teknesinde bir çift tırtıklı makas hazırlayın; bir sapı hafifçe aşağıya doğru açılı ve tırtıklar yukarı bakacak şekilde sabitleyin, diğer sapı ise serbest bırakın. Mikro sürücüleri yukarı çevirerek tüm Tet elektrotlarını kılavuz kanüllerinin içine tamamen geri çekin. Bir stereoskop kullanarak, elektrotlardan birini kanülünden tamamen dışarı çıkarın.

Bir cetvel kullanarak tırtıklı makası, kılavuzla kanül arasındaki istenen mesafeye yerleştirin. Tero'yu tek ve akıcı bir hareketle yavaşça ve nazikçe kesin. Tero kesildikten sonra, mikro sürücüyü üç ila dört milimetre yukarı çekin.

Tüm tero'lar kesilene kadar bu işlemi her biri için tekrarlayın. Bu aşamada, altın kaplama işlemi için hazırsınız. Altın kaplama.

Uzun süreli stabil kayıtlar için ro teros kritik öneme sahiptir. Korozyonu önler ve biyouyumluluğu artırır. Empedans ölçerini, akım jeneratöründe harici modda ve ses çıkışlı DC kontrol modunda kurun.

Akım jeneratörünün iki ucunu, her bir tero içindeki altı olası kanal çiftine dokundurun ve çiftler arasında kısa devre olup olmadığını belirlemek için sesli geri bildirimi kullanın. Kanal çiftleri arasındaki bir kısa devre şu şekilde duyulur. Eğer bir kısa devre varsa, teroyu tırtıklı makasla yeniden kesin ve tekrar test edin.

Sorun devam ederse, Tet yolunu atın ve yenisiyle değiştirin. Tüm mikro sürücüleri aşağı kaydırın ve tüm Tet yollarını mümkün olduğunca dışarı doğru uzatın. Elektrot empedansını kontrol etmek için ekipman konfigürasyonunu düzenleyin.

Şimdi tüm teroların uçlarını standart altın kaplama çözeltisi banyosuna daldırın. Altın banyosu, empedans ölçerin negatif ucuna elektriksel olarak bağlanmıştır. Empedans ölçerin pozitif ucunu konnektör kartındaki ilgili pine dokundurarak elektrodun empedansını kontrol edin.

Mikro sürücü dizisindeki her bir telin empedansını ölçün ve kaydedin. Normal değerler, akım jeneratöründe bir ila üç mega ohm arasındadır. Akımı bir ila üç mikroampere ayarlayın.

Ardından güvenli bir şekilde sabitleyin. Empedans ölçerin pozitif ucunu konnektör kartındaki pine bağlayın. Empedans ölçer üzerinde.

Bypass modundayken normal moddan bypass moduna ve tekrar geri hızlıca geçiş yapın. Akım Tet yolundan ve altın çözeltisinden geçecek ve elektrot ucuna altın kaplanacaktır. Her kaplama turundan sonra empedans, önceki değerden daha düşük olmalıdır.

Mevcut darbeyi tekrarlayın. Eğer empedans bir mega ohm değerinin altına düşmediyse, kabul edilebilir empedansların muhafazakar aralığı 250 kilo ohm ile 350 kilo ohm arasıdır.

Empedans 200 kilo ohm değerinin altına düşerse, bu bir kısa devreye işaret edebilir. Tekrarlanan darbelerden sonra empedans yeterince düşmezse, elektrot ucu tıkanmış olabilir. Tero'yu yeniden kesin, kısa devre kontrolü yapın ve altın kaplama işlemini tekrarlayın.

Yeniden kesme işlemi yardımcı olmazsa, tero'yu değiştirin ve işlemleri baştan başlatın. Tüm terolar kaplandıktan sonra, onları etanola daldırın ve üç ila beş dakika boyunca kurumaya bırakın. Tero uçları havaya açıkken, akım jeneratörünü kullanarak terolar içindeki kısa devreleri test edin.

Bir tero'nun iki veya daha fazla elektrodu arasında DC bağlantısı varsa, tero'yu yeniden kesin ve tekrar altın kaplama yapın. Tüm tero'ların altın kaplama işlemi tamamlandıktan sonra, tüm tero'ları sürücüye yerleştirin. Her mikro sürücünün üst kısmındaki son adım olarak, her tero ile ona ait poli tüp arasındaki ara yüze orta kıvamda bir damla siyanoakrilat yapıştırıcı ekleyin.

Bu işlem, tero'yu mikro sürücüsüne sabitleyecektir. Koruyucu koninin amacı, mikro sürücüleri ve açıkta kalan tero telini dış ortamdan korumaktır. Ayrıca deney sırasındaki tutma işlemleri için destek sağlar ve elektriksel gürültüyü azaltır.

3B yazıcı ile üretilmiş plastik bir koni kullanıyoruz. Ancak koninin, bükülmüş bir soda kutusu parçası gibi diğer malzemelerden yapılması da mümkündür. Plastik koni alınarak iç veya dış yüzeyine alüminyum folyo bant sabitlenebilir.

Öncelikle, sürücü dizisi askıdayken, koninin yanlarına 3/16 inç uzunluğunda 3 adet 1/72 boyutunda vida yerleştirin ve bunları kısmen çevirin. Koniyi sürücünün üzerine yerleştirin. Her iki toprak hattının da sürücü dizisinin altından uzandığından emin olun.

Dört inçlik toprak hattının açıkta kalan kısmını 1 72 vidalardan birinin etrafına birkaç kez sarın ve vidayı sıkın. Kalan iki koni vidasını sıkarak koniyi sürücü tabanına sıkıca sabitleyin. Mikro sürücü dizisi üretimi artık tamamlanmıştır. Mikro sürücü diziniz, üç referansta 18 teros ile yüklenmiştir.

Dayanıklılık için koruyucu bir koni ve kapak içine yerleştirilmiştir. Bitmiş sürücü genellikle ortalama 20 ila 25 gram ağırlığındadır.

Tamamlanan sürücü dizisi, standart cerrahi prosedür kullanılarak implante edilir. Gördüğünüz gibi, sürücü bir ön yükseltici çipine ve sinyali veri toplama donanımına ve yazılımına taşıyan bir kablo demetine bağlıdır. Size terosların nasıl yapılacağını ve mikro sürücü dizisi kurulum prosedürünün nasıl tamamlanacağını göstermiş olduk.

Bu videoda, teroların nasıl üretileceğini, in vivo kayıt için teroların nasıl yükleneceğini ve koşullandırılacağını gösterdik. Ayrıca, mikro sürücü dizisinin zaman içinde dayanıklı olmasını sağlamak için buraya nasıl bir koni ekleneceğini gösterdik. Mikro sürücü dizisinin kurulumunda birçok adım bulunmaktadır; bu nedenle sabırlı olun, elektrotlara karşı nazik davranın ve tüm ara adımların düzgün bir şekilde tamamlandığından emin olun.

İzlediğiniz için teşekkür eder, deneylerinizde başarılar dileriz.