Eşzamanlı Sinir Uyarım ve Su Maze Kayıt için Tasarım ve İnşaat Maliyet Etkin headstage

Bu video, uyanık davranan hayvanlarda kronik ve implante edilmiş elektrotları aynı anda kaydeden ve uyaran bir kafa aşaması ön amplifikatör sistemi oluşturma prosedürünü göstermektedir. İlk olarak, bir baskılı devre kartı, hedeflenen sayıda kayıt ve uyarıcı kanala sahip bir kafa aşaması için tasarlanmıştır. Kaynak takipçi devrelerinin iki örneği gösterilmiştir.

Elektronik bileşenler daha sonra devre kartına satılır ve kafa aşaması ve bağlantı kablosu konektörleri, baş aşaması ile hayvanın implantı arasında bir arayüz sağlamak için yapılır. Sistemde gevşek bağlantılar olmadığından, sıçan hipokampusundan güvenilir yerel alan potansiyel kayıtları elde edilebilir. Bu tekniğin, ticari olarak temin edilebilen bir kafa aşaması amplifikatör sistemi satın almak gibi mevcut yöntemlere göre ana avantajı, bu yöntemin binlerce dolar daha ucuz olabilmesi ve belirli stimülasyon ve Kayıt deneyleri için kolayca özelleştirilebilmesidir.

Bu yöntem, davranan beynin aynı anda kaydedilmesine ve uyarılmasına izin verdiği için, bilişin sinirsel mekanizmalarını tanımlamaya ve kontrol etmeye yardımcı olabilir. Buna karşılık, bu yöntemler sonuçta insanlarda işlevi iyileştirmeye ve beyin bozukluklarını tedavi etmeye yardımcı olabilir. Bu videoda yer alan düşük maliyetli kafa aşaması ön amplifikatör sistemi, eşzamanlı nöral kayıt ve stimülasyona izin verir ve yüzen hayvanlarla kullanım için su geçirmez hale getirilebilir.

Tamamlanmış bir sistem aşağıdaki bileşenlerden oluşur: dört kayıt kanalı ve iki stimülasyon kanalı olan bilgisayar tasarımlı bir entegre devre kartı. Altın pimler, beyin sinyallerini baş aşamasına ve stimülasyon sinyallerini hayvanın kafa aşamasındaki ayrı bir konektör aracılığıyla beyne iletir. Bir bağlantı kablosu ve konektör, kayıt ve stimülasyon kanallarını bir kayma halkası komütatörü aracılığıyla bilgisayarlı bir fizyoloji iş istasyonuna iletir.

Kafa kademesinde ve entegre devrede iki tür su yalıtımı vardır. Şimdi, piyasada bulunan bir yazılım CAD paketini kullanarak ana sahnenin tasarımına ve düzenine bir göz atalım. Dört birlik kazanç kaynağı takipçisi ve iki geçiş stimülasyon kanalına sahip baskılı bir entegre devre kartı tasarlanmıştır İlk olarak, bağ ve hayvan bağlantısındaki pin konektörleri için her iki tarafta konektör pedleri oluşturun.

Dörtlü FET işlemsel amplifikatör, dört kanala kadar artı eksi girişi kabul edebilir. Her biri yer ateşine bağlanabilen iki güç hattına ihtiyaç vardır. İşlemsel yükselteçlerde olası indüklenmiş salınımları önlemek için 0.1 mikro ferre kapasitörler.

Bir birlik kazançlı amplifikatör devresi yapmak için, sinyali işlemsel amplifikatörün pozitif girişine yönlendirin ve ardından çıkışı tekrar ters çeviren girişe bağlayın. Ardından, stimülasyon kanalları için toprağa pozitif giriş ile seri olarak 10 mega ohm direnç ekleyin. Çıkışları girişlere bağlayarak izleri VS.To kullanarak geçen izleri döşeyin, sıkılmış ve geri dönülmüş diğer katmana yönlendirin.

Son olarak, zemin anlamına gelen tüm yolları bağlamak için arka katmanda büyük bir zemin plakası oluşturun. Topraklama plakası daha sonra topraklama pimine, ipe ve hayvan tarafına bağlanmalıdır. Tek bir kafa aşaması tasarlanmıştır ve tasarım modeli, daha düşük bir maliyetle birçok kafa aşaması sağlamak için daha büyük bir devre kartı tabakası boyunca döşenir.

CAD dosyası, çift taraflı iki katmanlı kartların, üst ve alt bakır katmanlar kullanılarak basıldığı ve tüm deliklerin kartlardan kaplandığı baskılı devre kartı üretim servisine iletilir. Endüstri standardı FR dört laminatlara karşılık gelen kalay kurşun, güneş kaplama izleri ve pedler kullanın. Bireysel kafa aşamaları büyük kiremitli PCB levhasından kesilir ve elektronik bileşenler güneş enerjisi ile bağlanır.

Şimdi elektronik bileşenlerin nasıl bağlanacağını görelim. Elektronik bileşenlerin askere alınması için hazırlıklara, devre kartındaki bileşenleri askere hazırlanmak üzere düzenleyerek başlayın. Lehimlenecek kalay kurşun yastığın üzerine az miktarda satılan bir miktar koyun ve asker demirinin ucunu bir geyikte eriyecek şekilde yaklaştırın.

Pedin askerine giden asker, önce kapasitörleri, ardından dirençleri, ardından işlemsel yükselteçleri. Op amp'ler aşırı ısınma ile yok edilebildiğinden, değişken ısılı bir asker silahıdır ve askeri eritmek için gereken en düşük ısıdır. İyi bir asker eklemi yapmak için kullanılan ısıtma süresini en aza indirmek en iyisidir.

İletişim veya güç izleri boyunca asker uygulayarak ayak izi pedine akan küçük bir rezervuar veya asker oluşturmayı uygun buluyoruz. Şimdi dirençler arasındaki direncin beklenen değeri karşılayıp karşılamadığını test etmek için bir O metre kullanın. Hiçbir askerin bitişik pedleri bağlamadığından veya köprülemediğinden emin olmak için her pedi yakından inceleyin.

Burada bir asker köprüsü varsa askeri eritmek ve köprüyü kırmak için cımbız kullanmak. Şimdi tether arayüzlerinin nasıl monte edileceğini ve üretileceğini görelim. İlk olarak, mekanik destek için dokuz pinli A BS soketinin kullanılmayan bağlantı noktalarından birine bir parça 19 gauge hipodermik boru yerleştirin.

Dişi ve fenol pimlerini A BS soketine bağlamak için altı adet iki santimetre uzunluğunda yalıtılmış manyetik tel parçası kesin. Şimdi her pimde az miktarda omuz kullanarak, dişi pimleri manyetik tele omuzlamak için pimi uçtan ısıtın. Erkek dişi milax pimlerini kafa aşamasının bağlantı tarafındaki pedlerin üzerine yerleştirin ve basınca oturduğundan emin olmak için pimleri PCB'nin üzerine sıkın.

Daha sonra her bir pimi sırayla her bir pede sattı. Ardından, halka somunu nöral implant konektörünün üzerine yerleştirin ve tüm dişi pimleri plastik taban üzerinde istenen yuvalara itin. A BS soket konektörünün üstüne akrilik yapıştırıcı sürün ve kafa aşamasının tabanına sabitleyin.

Son olarak, destek için 19 gauge tüpü kafa aşamasının ip tarafına yapıştırın. Şimdi, tüm entegre devrenin ve açıkta kalan metal yüzeylerin beş dakikalık epoksi ile su geçirmez hale getirilmesi durumunda kafa aşamasının nasıl su geçirmez hale getirileceğini görelim. İlk kürleme için beş ila 10 dakika ve kalıcı kürleme için 60 dakika bekleyin.

Hayvan ucundan çıkıntı yapan dişi pimlerin etrafına bir BS soketi olan dokuz pimin yüzeyine saldırı sonrası macun sürün. Maksimum su yalıtımı için, A BS soketi ve bir BS fişi eşleştirilmeli ve halka somun sıkılmalıdır. Suyun pim konektörlerine temas etmesini önlemek için arayüzün etrafına küçük bir para film şeridi sarın.

Şimdi burada gösterilen bazı temsili sonuçları göstereceğiz. Başarılı bir kayıt örneği olarak. İyi bir kayıt, hareket sırasında içeri ve dışarı kesmeden bir giriş kaynağı sinyalini takip edecektir.

Elektrofizyoloji veya LFPS hakkında iyi bir referans için ikinci alıntıya bakın. Belirli bir giriş kanalından bir akım geçirirken, kullanıcı, sinyalin bitişik kanallara karışmadığından emin olmalıdır. Bu, sinyali her kanaldan geçirerek ve diğer tüm kanalların çıkışını test ederek yapılabilir.

Kanallar arasında karışma varsa, yararlı öneriler için lütfen üçüncü referans makalesine bakın. Kullanıcı, baş aşamasının hayvanın kafasına düz bir şekilde veya ek kanallarla yerleştirilmesini isteyebilir. Bu tür kafa aşamalarını ek kanallar ve konfigürasyonlarla başarıyla ürettik.

Bu teknik, aynı anda birden fazla kafa aşaması oluşturmak için bir montaj hattı tarzında yapılabilir, böylece tekrarlanabilirlik sağlayabilir ve Hasarlı kafa aşamaları için hızlı bir yedekleme sağlayabiliriz. Bu prosedür, farklı nörotransmiterlerin ve nöromodülatörlerin hafızanın beyin mekanizmalarına nasıl katkıda bulunduğunu araştırmak için hedefe yönelik ilaç infüzyonu veya optogenetik stimülasyon gibi diğer yöntemlerle kombinasyon halinde kullanılabilir. Ve bu tekniklerin kombinasyonunu, sıçan hipokampusundaki beyin ritimlerini kaydetmek ve değiştirmek için kullandık, bu da hafıza performansını öngördü.