Name: Sinir Arayüzler için voltaj kutuplanması, Voltametri, ve Elektrik Empedans Spektroskopisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: Öğrenin sinir kayıt elektrotları için voltaj kutuplanması, voltametri ve elektrik empedans spektroskopisi yöntemlerini. Bu teknikler elektrot-doku arayüzünü iyileştirerek uzun vadeli fonksiyonelliği artırır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (R03DC009339-02, NIDCD) tarafından ve Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) Dr Jack W. Judy himayesinde Microsystems Teknoloji Ofisi (MTO), (tarafından desteklenmiştir jack.judy @ Uzay ve Deniz Harp Sistemleri Komutanlığı (SPAWAR) Sistemleri Merkezi (SSC) Pasifik hibe No N66001-11-1-4013 ile Güvenilir Sinir Teknoloji Programı&#39;nın bir parçası olarak darpa.mil).

1. Elektrokimya Enstrüman ayarlama <ol><li> Böyle bir Methrohm Autolab PGSTAT (Utrecht, NL) gibi Elektrokimya enstrümantasyon ÇBS, CV ve Gençleştirme için gereklidir. Add-on FRA2 ÇBS sağlar ve kanal çoklayıcı (MUX) add-on multi-kanal elektrotlar test etmek için yararlıdır. </li><li> Headstage için MUX kanal bağlamak için bir headstage adaptörü oluşturun. </li><li> Bağlantılarını yapın. Çalışma ve MUX kanala elektrotlar algılama ve geçerli dönüş yolu bağlı, tipik bir implante paslanmaz çelik veya titanyum kemik vidası headstage adaptörünün parçası referans ve karşı elektrotlar bağlayın bağlayın. </li></ol> 2. Elektrik Empedans Spektroskopisi <ol><li> Frekans Analyzer (FRA) yazılımını başlatın ve Usulü dosya ayarlarını doğrulayın. Prosedür her anda 10 Hz ile 30 arasında değişen 15 sinüslerle oluşan iki multi-sinüs dalga test etmek için ayarlanmış olmalıdırkHz. Uygulanan voltaj 25 mV veya (tamamlayıcı yöntemler bakınız) daha az olmalıdır. </li><li> Proje dosyasını açın ve düzenleyin. Proje, Usul dosyasını kullanan her kanal döngüsü ve sonucu (ek yöntemler bakınız) kaydeder. </li><li> Pasif bir (hayır amplifikatörler) headstage hayvan konu bağlayın. Aktif headstages giriş sinyalleri geçmek olmaz. </li><li> Proje dosyayı çalıştırın. Her kanal ayarlarına bağlı olarak saniyede onlarca alır. </li><li> Sonucu görüntülemek ve yorumlamak. MATLAB (Natick, MA) ile çıkış metin dosyalarını ayrıştırma ve Nyquist arsa olun. Yüksek frekansları bir yarım daire, bir doku tepkisi gösterir. </li></ol> 3. Voltametri <ol><li> Genel Amaçlı Elektrokimya Sistemi (GPES) yazılımı başlatın ve Usulü dosya ayarlarını doğrulayın. Prosedürü (Pt, mV / s Tipik bir sinir elektrot malzemeleri için +0.8 ila -0.6 V hidroliz sınırları içinde 50 voltaj süpürmek için ayarlanmış olmalıdırIr, IROX). En az üç taramaları dengeye ulaşması sistemi için çalıştırılmalıdır. Nihai tarama elde edilen sonuçlar (ek yöntemler bakınız) kaydedilir. Tarama hızı azaltmak için ölçüm süresi 1 V / s ile arttırılabilir; tarama hızı elektrot-doku arayüz meydana gelen yük iletimi reaksiyon daha hızlı olduğu, ancak, IV grafiğinin şeklini değişecektir. </li><li> Proje dosyasını açın ve düzenleyin. Proje, Usul dosyasını kullanan her kanal döngüsü ve sonucu (ek yöntemler bakınız) kaydeder. </li><li> Pasif bir headstage hayvan konu bağlayın. </li><li> Proje dosyayı çalıştırın. Her kanal ayarlarına bağlı olarak yaklaşık üç dakika sürer. 1 V / s tarama hızı artan kanal başına yaklaşık on saniye için ölçüm zamanını azaltır. </li><li> Sonucu görüntülemek ve yorumlamak. MATLAB ile çıkış metin dosyalarını ayrıştırmak ve IV ilişki çizdirilir. Taşıma kapasitesi ücret alan entegre ederek ölçülürCV içinde katodik akım. </li></ol> 4. Gençleştirme <ol><li> Genel Amaçlı Elektrokimya Sistemi (GPES) yazılımı başlatın ve Usulü dosya ayarlarını doğrulayın. Adımlar ve Sweeps yöntemi kullanarak, işlem (ek yöntemler bakınız) 4 saniyelik bir süre için 1.5 V gerilim adıma ayarlanmalıdır. </li><li> Proje dosyasını açın ve düzenleyin. Proje, Usul dosyasını kullanan her kanal döngüsü ve sonucu (ek yöntemler bakınız) kaydeder. </li><li> Pasif bir headstage hayvan konu bağlayın. </li><li> Proje dosyayı çalıştırın. Her kanal yaklaşık on saniye sürer. 4.5) EIS ve CV veri toplama ve sonuçları yorumlama. </li></ol> 5.. Temsilcisi Sonuçlar Kayıtları, EIS, CV ve gençleştirme gibi tipik bir iş akışı, Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. Kayıtlar ve ÇBS ederken CV, tüm kanallardaki (günlük veya haftalık) en sık toplanarak ediliraktivite spiking artık tespit ise yenilenme kullanılabilir. Bir elektrot haftalar sonra gün boyunca EIS değişiklikler implante edilir. EIS veri Nyquist komplo olarak görüntülendiğinde, daha yüksek frekanslar (kökeni yakın) elektrot sitesi (Şekil 2) doku yanıtı göstergesidir az yarım daire. CV bazı histerezis gösteren bir akım-gerilim (IV) eğrisi üretir. En uygun CV istatistik taşıma kapasitesi ücretsizdir, (Şekil 3) elektrot sit alanı ile normalize IV eğrisi içinde kalan alan. Büyük şarj kapasitesi ile Elektrotlar mikro-uyarılması için tercih edilir. Gençleştirme sırasında bir gerilim darbesi genellikle artmış şarj kapasitesi sonuçlar ve empedans büyüklükleri (Şekil 3a ve b) &#39;de azalma uygulanır. Çivileme daha önce sivri (Şekil 4a) vardı kanalları restore edilebilir. Gençleştirme empedans ve sinyal-hayır sadece kısa vadeli etkileri olmaklaISE oranı (SNR), bu teknik, günlük uygulanabilir. Şekil 4b ve c günlük gösterir öncesi ve sonrası gençleştirme 1 kHz empedans büyüklüğü ve kobay kortekste implante edilen 16 kanal dizi için SNR verileri. Gençleştirme Her uygulamadan sonra bir büyüklük sırasına göre 1 kHz empedans büyüklüğünün düşürülmesi üzerine sağlam bir etkiye sahiptir. Kurtarılmış sinyalleri ve alt empedansı bir sonucu olarak, her bir yenilenme SNR aktif sonra arttırır. Sonuçta, tüm sinyaller 160 gün implantasyonu sonrası ve gençleşme artık etkili oldu takiben kaybedildi. <img src="/files/ftp_upload/3566/3566fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1. EIS her kayıt seansından sonra ölçülür. Hiçbir diken diken oldu, daha önce bir kanal kaydedilmiş ve EIS zamanla arttı geniş doku bileşeni gösterir, o zaman CV ve gençleştirme bu kanal üzerinde çalışılmıştır. EIS ve kayıt daha sonra arıtma başarılı olup olmadığını belirlemek için kullanılır. Şekil 2. 4 ay sonra bir elektrot hemen implantasyon sonrası sitesi (mavi) ve (yeşil) bir Nyquist arsa görüntülenen EIS veri. Nyquist arsa üzerindeki her noktadan tek bir frekansta gerçek ve hayali empedans temsil eder. Site çevresindeki doku nedeniyle kısmi yarım daire yüksek frekanslarda açıktır. <img src="/files/ftp_upload/3566/3566fig3.jpg" alt="Şekil 3" /> Şekil 3. Implante bir iridyum oksit elektrot ön ve post-gençleştirme CV ve EIS değişir. (A) Rejuvenation taşıma kapasitesi artan bir şarj denk IV eğrisinin alanı artar. (B) düşük empedans seviyelere empedansı specra anlamlı bir değişim genellikle gençleştirme sonra görülmektedir. <img src="/files/ftp_upload/3566/3566fig4.jpg" alt="Şekil 4" /> Şekil 4. Effegerilim cts kayıtları ve empedansı üzerindeki kutuplama. (A) öncesi ve sonrası gençleştirme kayıtları sivri sessiz kalmış kanallar geri kazanılabilir göstermektedir. Günlük pre-ve 1 kHz&#39;e empedansı büyüklüğü ve ameliyatı sonrası yaklaşık 150 gün süreyle SNR in (C) sağlam bir artış (B) damla post-yenilenme sonuçlanır. Errorbars kobay korteks implante bir 16-kanal dizi toplanan veriler standart hata temsil eder.

<ol><li>Szarowski, D. H., Andersen, M. D., Retterer, S., Spence, A. J., Isaacson, M., Craighead, H. G., Turner, J. N., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+responses+to+micro-machined+silicon+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Brain responses to micro-machined silicon devices.</a> Brain Res. 983, 23-35 (2003).</li>
<li>Vetter, R. J., Williams, J. C., Hetke, J. F., Nunamaker, E. A., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+neural+recording+using+silicon-substrate+microelectrode+arrays+implanted+in+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Chronic neural recording using silicon-substrate microelectrode arrays implanted in cerebral cortex.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 51, 896-904 (2004).</li>
<li>Williams, J. C., Hippensteel, J. A., Dilgen, J., Shain, W., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+impedance+spectroscopy+for+monitoring+tissue+responses+to+inserted+neural+implants%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Complex impedance spectroscopy for monitoring tissue responses to inserted neural implants.</a> J. Neural Eng. 4, 410-423 (2007).</li>
<li>Johnson, M. D., Otto, K. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repeated+voltage+biasing+improves+unit+recordings+by+reducing+resistive+tissue+impedances%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehabil.+Eng%22%5BJournal%5D)">Repeated voltage biasing improves unit recordings by reducing resistive tissue impedances.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng. 13, 160-165 (2005).</li>
<li>Otto, K. J., Johnson, M. D., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltage+pulses+change+neural+interface+properties+and+improve+unit+recordings+with+chronically+implanted+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Voltage pulses change neural interface properties and improve unit recordings with chronically implanted microelectrodes.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 53, 333-340 (2006).</li>
<li>Pickup, P. G., Birss, V. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+model+for+anodic+hydrous+oxide-growth+at+iridium%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electroanal.+Chem%22%5BJournal%5D)">A model for anodic hydrous oxide-growth at iridium.</a> J. Electroanal. Chem. 220, 83-100 (1987).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Kayıt özelliği zaman implantasyon sonrası azalır gibi nöral kayıt protez sistemleri sınırlı fonksiyonel ömrü gösterilecek. Azalan performans olasılıkla katkıda kompakt bir glial kılıf işlevsel sağlıklı doku 1 yabancı cisim izole olarak implante cihaza reaktif doku yanıttır. Sinir kaydı ile birlikte, elektro-kimyasal ölçümleri (EIS ve CV) tipik olarak elektrot-doku arayüz 2,3 uzunlamasına izlenmesi için kullanılır. EIS arayüz kayıt özelliği değerlendirmede pratik olarak yararlıdır. Empedansı hızlı süre ile reaktif doku tepkisi düşündüren post-implantasyon arayüz 3 elektriksel özelliklerini değiştiren arttırır. Buna ek olarak, EIS veri implante elektrot 3-5 bitişik hücresel bileşimi modeli için kullanılabilir. Voltametri daha kayıtları ve ÇBS değişiklikleri araştırmak için kullanılabilir. Elektriklikompozisyonda, malzeme ve pürüzlülük gibi elektrokimyasal reaksiyonları ve çevreleyen dokuya IV grafiğinin şeklini etkiler. IV eğrisinin alanı tespit kapasitesi,, geniş bir şarj taşıyan genellikle özellikle elektrik mikro-uyarılması için, tercih edilir. Düşük şarj kapasitesi genellikle artmış ÇBS ile ilişkilidir. CV sırasında uygulanan potansiyel gerilim aralığı redoks reaksiyonları tahrik etmek kadar büyük, özellikle şarj kapasitesi ve ÇBS kendisi değiştirebilir. Voltajı eğimlendirme veya gençleştirmenin uygulaması, empedansı azaltılması, ve kaydedilmiş sivri 5 ile kanal numarasını artan, taşıma kapasitesi artan şarj etmek amacıyla kullanılabilir. Oksidasyon olasılıkla gençleştirme sırasında elektrot arayüzü meydana geliyor, ve iridyum malzemeleri ile, bir sulu oksit tek tabakalı 1.2 V 6 anodik potansiyellerde oluşturur. Bu tek tabakalı oluşumunu kaldırabilir öne sürülmüştür hücresel ve acellular malzemenin arayüz 5 daha düşük empedans sonuçlanan elektrot bağlı. Gençleştirme sinir sinyalleri kaybetti kurtarabilirsiniz Önceleri önce bir kaç gün içinde ani vardı kanallarda kullanılırsa, en etkili olur. Kayıtlar, EIS, CV ve gençleştirme iyi nöral arayüzü izlenmesi ve implante cihazların uzun dönemli işlevsellik iyileştirilmesi tamamlayıcı araçlar olarak kullanılabilir.

<table border="1"><tbody><tr><td> Ekipman </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td> Elektrokimya Enstrüman </td><td> Metrohm Autolab </td><td> PGSTAT128N </td><td> eklentileri: FRA2, kanal MUX </td></tr><tr><td> Pasif headstage </td><td> Tucker-Davis Teknolojileri </td><td></td><td> modeli konektörü ve kanal sayısı bağlıdır </td></tr><tr><td> 26-pin dişi konnektör </td><td> AMP </td><td> 5749069-2 </td><td> Headstage Adaptörü Veya headstage için yerine uygun konektörü </td></tr><tr><td> Banana Jacks </td><td> Digikey </td><td> J151-ND </td><td> Autolab kanal MUX headstage Adaptörü banana fişleri var </td></tr></tbody></table>

sinir arayüzler için voltaj kutuplanması, voltametri, ve elektrik empedans spektroskopisi

Voltage Biasing, Cyclic Voltammetry, &amp; Electrical Impedance Spectroscopy for Neural Interfaces

Elektrik impedans spektroskopisi (EIS) ve voltametri (CV) ek invaziv prosedürler olmaksızın elektrot-doku arayüzü ölçü özellikleri ve uzun vadede elektrot performansını izlemek için kullanılabilir. EIS çoklu frekanslarda elektrik empedansı ölçer ve voltametri elektrod taşıma kapasitesi şarj ölçer ve şarj farklı gerilim seviyelerinde nasıl aktarıldığını gösterir iken empedans artar, cihaz etrafında artmış glial skar oluşumu göstermektedir. Yerleştirilmiş elektrotlar yaş, EIS ve CV veri değişim ve daha önce spiking nöronlar kaydedildi elektrot siteler genellikle sinirsel kayıt için daha düşük etkinlik sergilemek gibi. Gençleşme olarak bilinen elektrot implante diziler, kısa bir gerilim darbe uygulaması bir süre için aksi sessiz elektrot sitelerinde faaliyet spiking geri getirebilir. Gençleştirme değiştirir EIS ve CV ve bu tamamlayıcı yöntemler izlenebilir. Tipik olarak, EIS elektrot yerinde doku tepkisi bir göstergesi olarak, günlük olarak ölçülür. Sivri önceden sivri olan bir kanal eksik bulundukları takdirde, daha sonra CV elektrot sitesi taşıma kapasitesi şarj belirlemek için kullanılır, ve yenilenme arayüz etkinliğini arttırmak için uygulanabilir. CV ve EIS sonra elektrot-doku arayüzünde değişiklikleri kontrol etmek için tekrarlanan ve nöral kayıtları toplanır. Gençleştirme genel amacı implante dizilerin fonksiyonel ömrünü uzatmak için.

Nöral kayıt elektrotları elektrot-doku arayüzü impedans spektroskopisi (EIS) ve voltametri (CV) ile karakterize edilebilir. Gerilim değişiklikleri elektrot-doku arayüzü elektrokimyasal özelliklerini kutuplama ve artırabilir kayıt özelliği uygulanması. Gerilim kutuplama, EIS, CV ve sinir kayıtları tamamlayıcıdır.

Sinir Arayüzler için voltaj kutuplanması, Voltametri, ve Elektrik Empedans Spektroskopisi

Elektriksel empedans spektroskopisi (EIS) ve döngüsel voltametri (CV), elektrot-doku ara yüzeyinin özelliklerini ek bir invaziv işlem gerektirmeden ölçer...

Bu prosedürün genel amacı, implante edilmiş nöral kayıt protez sistemlerinin elektrot-doku ara yüzey kalitesini izlemek ve kayıt kalitesi ile uzun vadeli işlevselliği artırmaktır. Bu işlem, öncelikle günlük elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve nöral kayıt verilerinin toplanmasıyla gerçekleştirilir. Nöral aktivite göstermeyen ve yüksek empedans sergileyen elektrot-doku ara yüzeylerinin kalitesi hakkında daha fazla ayrıntı elde etmek için Siklik V telemetrisi veya CV verileri toplanır.Ardından, dört saniye boyunca 1,5 voltluk düzeltici bir voltaj biyaslaması uygulanır. Bunu, sürekli veri toplama ve gerektiğinde ek voltaj biyaslaması takip eder. Sonuç olarak, bu yöntemler kullanılarak empedansın düşürülmesi ve kaydedilen nöral aktivitenin iyileştirilmesi veya yeniden canlandırılması mümkündür.Bu tekniğin, ilaçla iletim veya yüzey modifikasyonu gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, voltaj kutuplamasının, implantasyondan onlarca veya yüzlerce gün sonra nöral kayıt protez sistemlerinin işlevselliğini ve performansını artırmada güçlü bir etkiye sahip olabilmesidir. Bu yöntem, implant edilebilir elektrot sistemlerinin fonksiyonel ömrünün nasıl artırılacağı gibi nöral mühendislik alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin etkileri, çok sayıda nörolojik eksikliğin tedavisine veya teşhisine kadar uzanmaktadır.Bu açıkların yaygınlığı ve tedavi seçenekleri arttığı için bu durum önemlidir. FA two ve channel mucks eklentileriyle uyarlanmış meth auto lab. PG stat üzerinde çalışın. Channel mucks düzeneğini baş aşamasına bağlamak için bir baş aşaması adaptörü oluşturun.Şimdi çalışma ve algılama elektrotlarını kanal mucks eklentisine bağlayın. Ardından, denek hayvana bağlı olan referans ve karşıt elektrotları, kafa aşaması adaptörünün akım dönüş yoluna bağlı olan kısmına bağlayın. Frekans yanıt analizörü yazılımını başlatın ve prosedür dosyasının, 10 hertz ile 30 kilohertz arasında değişen, her biri 15 sinüsten oluşan iki çoklu sinüs dalga formunu aynı anda test edecek şekilde ayarlandığını doğrulayın.Ayrıca, uygulanan voltajın 25 milivolt veya daha düşük olduğundan emin olun. Şimdi proje dosyasını açın ve düzenleyin. Proje, her bir kanal üzerinden döngüye giren ve sonucu kaydeden prosedür dosyasını kullanır.Hayvan denekle, yükseltme yapmayan pasif bir kafa evresini bağlayın. Aktif kafa evreleri giriş sinyallerini iletmeyecektir. Ayarlara bağlı olarak proje dosyasını çalıştırın.Her bir kanaldan alınan kayıtlar 10 saniye ile birkaç dakika arasında sürer. Şimdi sonucu görüntüleyin ve yorumlayın. Çıktı metin dosyalarını MATLAB ile işleyin ve bir Nyquist veya Bode diyagramı oluşturun.Fazdaki frekansa bağımlı kaymalar bir doku yanıtına işaret eder. Genel amaçlı elektrokimya sistem yazılımını başlatın. Prosedür dosyası ayarlarının, voltajı saniyede 50 millivolt hızla tarayacak şekilde ayarlandığını ve hidroliz limitleri dahilinde olduğunu doğrulayın.Sistemin dengeye ulaşması için en az üç tarama gerçekleştirin ve son taramanın sonuçlarını kaydedin. Ölçüm süresini kısaltmak için tarama hızı saniyede bir volta yükseltilebilir. Ancak, tarama hızı elektrot-doku arayüzünde gerçekleşen yük transfer reaksiyonlarından daha hızlı olursa, IV eğrisinin şekli muhtemelen değişecektir.Ardından, proje dosyasını açın ve düzenleyin. Proje, her bir kanaldan geçen işlem döngüsüyle sonuçları kaydeden prosedür dosyasını kullanır. Hayvan denekle pasif bir baş bölgesi (head stage) bağlantısı kurun ve proje dosyasını saniyede bir volt hızında çalıştırın.50 milivolt/saniye tarama hızı kullanılırken toplama işlemi kanal başına 10 saniye sürer. Kanal başına yaklaşık üç dakika sürer. Son olarak, sonuçları görüntüleyin ve yorumlayın.Çıktı metin dosyalarını MATLAB ile aktarın ve IV ilişkisini çizin. Yük taşıma kapasitesi, kateter akımının CV E içindeki alanının entegre edilmesiyle nicelleştirilir. Bu protokoldeki en kritik karar, voltaj kayması uygulamanın ne zaman belirleneceğidir. Bu işlem, empedans döngüsel telemetri ve kayıt verileri ile sağlanır.Genel amaçlı elektrokimya sistemi yazılımını başlatın ve prosedür dosyasının adımlar ve taramalar (steps and sweeps) yöntemini kullanacak şekilde ayarlandığını doğrulayın. Voltajı 1,5 volt değerinde dört saniyelik sürelerle kademelendirin. Ardından, her kanalda döngü oluşturmak ve sonuçları kaydetmek için prosedür dosyasını kullanan proje dosyasını açın ve düzenleyin.Hayvan denekle pasif bir kafa ünitesini bağlayın ve her kanaldan proje dosyası kayıtlarını gerçekleştirin. Yaklaşık 10 saniye bekleyin, ardından EIS CV ve kayıt verilerini toplayıp sonuçları tipik bir iş akışında yorumlayın. Kayıtlar ve EIS tüm kanallar üzerinden günlük veya haftalık olarak toplanırken, CV ve gençleştirme işlemleri de kullanılabilir.Spike aktivitesi artık tespit edilemiyorsa, bir elektrot implante edildikten sonra EIS günlerce veya haftalarca süren bir zaman zarfında değişiklik gösterir. Mavi veriler implantasyondan hemen sonra, yeşil veriler ise dört ay sonra toplanmıştır. EIS verileri bir nyquist grafiği olarak görüntülendiğinde, orijine yakın yüksek frekanslardaki bir yarım daire, elektrot bölgesindeki doku yanıtının göstergesidir.CV analizi, bir miktar histerezis gösteren bir akım voltaj eğrisi üretir. En ilgili CV istatistiği, IV eğrisinin içindeki alanın elektrot bölge alanına normalize edilmesiyle elde edilen yük taşıma kapasitesidir. Mikro stimülasyon için yüksek yük kapasitesine sahip elektrotlar tercih edilir.Gençleştirme sırasında bir voltaj darbesi uygulanır. Bu işlem genellikle şarj kapasitesinde artış ve empedans büyüklüklerinde azalma ile sonuçlanır; daha önce spike'lar kaydedilen kanallarda spike'lar yeniden geri kazanılabilir. Gençleştirme işleminin empedans ve sinyal-gürültü oranı üzerindeki etkileri kısa süreli olsa da, bu teknik günlük olarak uygulanabilir.16 kanallı bir dizi implante edilmiş bir Gine domuzundan günlük olarak toplanan verilerde, gençleştirme işleminin her uygulamanın ardından bir kilohertz empedans büyüklüğünü bir mertebe düşürmede güçlü bir etkisi olduğu görülmüştür. Sinyallerin geri kazanılması ve empedansın düşmesi sonucunda, her gençleştirme seansından sonra SNR artmıştır. Nihayetinde, implantasyondan 160 gün sonra tüm sinyaller kaybedilmiş ve gençleştirme işlemi artık etkili olmamıştır.Bu teknik üzerinde uzmanlaşıldığında, yaklaşık bir saat içinde tamamlanabilir. Bu prosedür uygulanırken, doğru bağlantıların kurulduğundan ve voltaj biyoterapileri öncesinde empedans spektroskopi sonuçlarının anlamlı bir doku yanıtı gösterdiğinden emin olmak önemlidir.

voltage-biasing-cyclic-voltammetry-electrical-impedance-spectroscopy

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Burada optik temizleyerek, ve kemirgen beyin dokusunda kronik implante Mikrocihazlarda çevresindeki görüntüleme sağlam beyin dokusuna arayüzü, etiketleme, yakalamak için bir histolojik yöntem sunuyoruz. Bu yöntem oluşan tekniklerden elde edilen sonuçlar, çevreleyen doku ile ilgili çeşitli nüfuz edici beyin-implant etkisini anlamak için yararlıdır.

Beyin-implante Microdevices ve Çevresi Doku Bozulmamış Histolojik Karakterizasyonu

Farklı elektrot kaplamalar elektrokimyasal, kimyasal ve mekanik özellikleri değişiklikler yoluyla sinir kayıt performansını etkileyebilir. In vitro elektrot karşılaştırması, ancak in vivo yanıt karşılaştırılması tipik olarak elektrot / nöron mesafede ve hayvanlar arasında farklılıklar ile komplike nispeten basittir. Bu makalede, nöral kayıt elektrotları karşılaştırmak için sağlam bir yöntem sağlar.

Sinir Kayıt Elekrtotların Sistematik Elektrokimyasal ve Elektrofizyolojik Değerlendirme için Bir Yöntem

Kapalı döngü protokolleri günümüz elektrofizyolojisinde giderek yaygınlaşmaktadır. Kortikal piramidal nöronlarda in vitro olarak karmaşık elektrofizyolojik protokolleri gerçekleştirmenin basit, çok yönlü ve ucuz bir yolunu sunuyoruz.

Gerçek zamanlı Elektrofizyoloji: Probe Nöronal Dynamics ve Ötesi Kapalı çevrim Protokolleri Kullanma

Burada Ti3C2 MXene mikroelektrot dizileri imal etmek ve in vivo nöral kayıt için bunları kullanmak için bir yöntem açıklar.

In Vivo Nöral Kayıt için Ti3C2 MXen Mikroelektrot Dizilerinin İmalatı

Burada, istiflenmiş metal-yalıtkan-metal yapısı için iletim elektron mikroskopisi (TEM) ile yerinde önyargı sırasındaki nanoyapısal değişikliklerin analiz edildiği bir protokol sunulmaktadır. Yeni nesil programlanabilir mantık devreleri ve nöromimicking donanımları için dirençli anahtarlama çapraz çubuklarında, temel çalışma mekanizmalarını ve pratik uygulanabilirliklerini ortaya çıkarmak için önemli uygulamalara sahiptir.

Karışık Fazlı a -VOx'e Dayalı Asimetrik Çapraz Çubukların Önyargılı ve İmalatlı Yerinde İletim Elektron Mikroskopisi

Bu protokol, hücre içi optik biyo-modülasyonu için basit ve kolay bir yöntemde silikon nanotellerin kullanımını açıklamaktadır. Bu teknik, çeşitli hücre tiplerine son derece uyarlanabilir ve in vitro ve in vivo uygulamaları için de kullanılabilir.

Silikon Nanowires ve Optik Stimülasyon İç-ve Hücrelerarası Elektrik Kaplin İncelemeler için

Bu protokol, biyoelektronik araştırmaları için hassas kardiyak stimülasyon, kayıt ve enfarktüs modellemesi sağlayan optik ve elektriksel çift yönlü biyoarayüz için gelişmiş malzeme üretimi ve ex vivo sıçan kalbi yöntemlerini ana hatlarıyla belirtir.

Sağlıklı ve İskemik Ex Vivo Sıçan Kalplerinde Çift Yönlü Elektrik ve Optoelektronik Arayüzler

Dinamik kelepçe elektrofizyolojisi, nöronal ateşleme eksiklikleri ile iyon kanalı disfonksiyonu arasında nedensel bağlantılar kurabilir. Fare serebellar Purkinje nöronlarında dinamik kelepçe yöntemlerini ve protokollerini açıklıyoruz, faydalı kaynaklara ve teknik hususlara dikkat çekiyoruz. Temsili bir çalışmada, tekrarlayan ateşlemeyi kurtarmak için Tsc1-/- Purkinje nöronlarına modellenmiş sodyum iletkenliği ekliyoruz.

Otizmle İlişkili Bozulmuş Nöronal Uyarılabilirliği Araştırmak için Dinamik Kelepçe Yöntemleri

Bu protokol açıklanan prosedür testosteron testosteron hakkında yönetim ve halk inançları, sosyal davranışları ile doğrudan karşı ilişkili olabileceğini göstermektedir.

Davranış Endokrinoloji ve Deneysel İktisat birleştiren: Testosteron ve Sosyal Karar Verme

Striatal beyin dilimleri elektriksel olarak uyarılmış presinaptik dopamin dinamiklerini ölçmek için hızlı tarama döngüsel voltametri kullanma.

Hızlı tarama Cyclic Voltametri striatal Beyin Slices presinaptik dopamin Dinamiği

Öğrenin sinir kayıt elektrotları için voltaj kutuplanması, voltametri ve elektrik empedans spektroskopisi yöntemlerini. Bu teknikler elektrot-doku arayüzünü iyileştirerek uzun vadeli fonksiyonelliği artırır.

Sinir Arayüzler için voltaj kutuplanması, Voltametri, ve Elektrik Empedans Spektroskopisi

Daha fazla video keşfet