Name: Küçük Hayvanlar Kronik Sinir Kayıtlar için Ultra-hafif Motorlu Microdrive Tasarımı ve Montajı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 29 s
Description: Öğrenin, küçük hayvanlarda kronik sinir kayıtları için ultra-hafif motorlu microdrive tasarımı ve montajını. Bu yöntem, davranışsal nöroloji araştırmalarında uzun süreli stabil kayıtlar sağlar.

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 çalışma Ester ve Joseph Klingenstein Fonu, McKnight Endowment Fund tarafından desteklenen ve 1R01NS066408-01A1 NINDS edildi.

1. Bileşenleri Genel Bakış <ol><li> Tam bir Microdrive birkaç ana bileşenleri (Şekil 1) oluşur: Sürücü için üstyapı, ince dişli, mil çıkışlı bir motor, elektrotlar taşır ve elektrik bağlantı noktası sağlar ve bir dişli servis olarak hizmet veren bir şasi ve bir Omnetics (veya eşdeğeri) konektörü. </li><li> Şasi, elektrot servis ve elektrot servis tüpler 3D CAD yazılımı (SolidWorks) ile tasarlanmıştır ve yerel hassas makinist tarafından işlendi özel bileşenleri vardır. Diğer tüm bileşenleri ticari olarak mevcuttur. </li><li> Elektrot mekik tüpler Paslanmaz çelik boru derialtı (0,0293 &quot;OD x 0,00975&quot; kimliği) bir torna boyutuna kesim ise Karoser ve servis, hafif Polieterimid (PEI) arası işlenmiştir. Bu bileşenler diğer malzemelerden kesilebilir ama biz PEI ve paslanmaz çelik sağ işlenebilirlik denge, güç ve w olduğunu buldukBizim uygulama için sekiz. </li><li> Sürücü, düşük DC voltaj step motor iplik kapasitesine sahip bir motor kontrol, monte etmek için gereklidir. Biz timestep girişi sağlayan IC zamanlayıcı ile birlikte üç-fazlı motor sürücüsü IC (Üretici tarafından sağlanan Faulhaber BLD05002) dayanan özel bir çözüm kullanır. Off-the-raf çeşitli çözümler (örneğin Faulhaber MCBL05002 veya Sutter Aletleri MP-285) de mevcuttur. </li></ol> 2. Sürücü Şasi Hazırlanması ve Montajı <ol><li> Ince, çapraz kesiciler ile Omnetics (veya eşdeğer) konektörü altındaki kontak pimleri Döşeme - Arka satır için 1.5 mm, ön sıra (Şekil 2A) için 1 mm. Sürücü şasi ve konektörü arasında epoksi bağ gücünü arttırmak için, iki bileşenin de arka yüzeylerine pürüzlendirilmesi bir neşter kullanır. </li><li> Bir neşter kullanılarak, tel gu olarak kullanılmak üzere Polyimide boru (0.0113 &quot;Kimlik x 0.0133&quot; OD) dört 15 mm uzunluğunda bölümleri kesmekides. Aşağı açık kavite (Şekil 2B) ile küçük bir mengeneye şasi dikkatlice sabitleyin. Kasaya Polyimide tüpleri bağlamak için siyanoakrilat yapıştırıcı kullanın. Bunlar, arka şasi yüzeyi ile aynı hizada koymak ve Şekil 2B&#39;de gösterildiği gibi, birbirine dönük paralel olmalıdır. </li><li> Kuruduktan sonra, yaklaşık uzunluğu 6 mm borular poliimid ve atık bölümleri çıkarmak kırpın. Kalan borular kasanın alt kenarından yaklaşık 3 mm olmalıdır. </li><li> Headstage veya kablo ile çiftleşme için uygun boşluğu sağlamak için, bağlayıcı tüpleri poliimid ve şasi yüzey (Şekil 2B) ile paralel olarak birkaç milimetre üzerinde monte edilmelidir. , Bağlayıcı için küçük bir kaide inşa üstteki pim kısa satırla üstüne yerleştirin ve bağlayıcı etrafında daha epoksi eklemek için epoksi (Torr Mühür) kullanın. Epoksi tamamen kürünü tamamlayana kadar devam etmeyin. </li><li> Yardımcısı gelen şasi kaldırma, aktarmakmotor kontrol bağlantısı için izin veren bir jig yukarı bakacak sürücünün ön yüzeyi ile ve şark (yani, bizim durumumuzda, bu jig sadece çiftleşme Omnetics bir ucuna yapıştırılmış soketi ile rijit çubuk). Şasi delikten motor kablolarını Kılavuzu ve baz oluğa motoru kaydırın. Motor ve tahrik mili kasaya paralel olmalı ve alt ve yan karşı kuytu uygun olmalıdır. </li><li> Kasaya Epoksi motor, tahrik mili veya elektrotların kurulacağı alanı (Şekil 4 Torr Seal yerleşim bakınız) ya da engellemek için özen. Epoksi dinlenmeye bırakılmalıdır. </li><li> Bağlayıcı erişilebilir olacak şekilde şasi döndürün. Motor tellerini desteklemek ve kazara kırılmayı önlemek, onlar gövdeden çıkan teller hızlı-set epoksi küçük bir damla ekleyin. Konektörü üzerindeki uygun temaslar (Şekil 2A) Trim, şerit, ve lehim telleri. Motor testHer iki yönde de yumuşak gövde rotasyonu sağlamak. </li></ol> 3. Elektrot Servisi Meclisi <ol><li> Kayıtları hareket kaynaklı eserler olasılığını en aza indirgemek için, elektrot servis şasi snuggly uygun olması esastır. Motor miline o diş ve düşük hızda milinin tam uzunlukta aşağı yukarı çalışan ve tarafından mekik uyum sınayın. Sürücüsüne servis kama ve böylece aşırı torklamaya motor kalıcı bu aşamada plastik gearhead zarar çok kolaydır. Vermemek için dikkatli olun Önceden dönen bir motor miline dönüm olmaktan çıkarsa, gearhead zarar görmüş olabilir. </li><li> Servis şaftı aşağı düzgün çalışmazsa, şasi yüzeyler ve enkaz için sürücü vidasını kontrol edin. Ince forseps veya sıkıştırılmış hava, bazı hafif mineral yağ ve yeniden kontrol mekik uyum içinde kat parçacığı ile çıkarın. </li><li> Servis çok sıkı olursa, fro tıkayıcı malzemeyi kaldırmak için forseps ve ince taneli özendirme kullanınMekiğin m tarafı. Eşit malzeme çıkarmak için özen gösterin. </li><li> Mekik tenteliler ve seyahat, tutkal ve şasi yüzeyi arasındaki boşluğu doldurmak için transfer asetat film küçük bir şerit boyunca sohbet eden öyle ki çok gevşek ise. </li><li> Servis düzgün uygun edildikten sonra, mili servis kaldırmak ve mekik dört büyük deliğe paslanmaz çelik servis boru birine basın. Her dört tüpleri floş uçları (Şekil 3) ile servis merkezli olmalıdır. Borusunun tabanına uygulanan siyanoakrilat yapıştırıcı küçük bir düşüş ile elde edin. Tutkal Mekik kenarlarında veya tüpleri içine almak için izin için çok dikkatli olun. </li><li> Tahrik mili için geri tamamlanmış elektrot servis geçirin ve iplik tabanına tüm yol aşağı getirmek. </li></ol> 4. Kılavuz Tüp ve Elektrot Kurulum <ol><li> Kesim dört 25 mm uzun bölümler tubin Polyimideg elektrot kılavuzları olarak kullanım için (0.0045 &quot;x 0.006 kimlik&quot; OD). Buna ek olarak, montaj esnasında konum olarak kılavuz tüp tutacak sahte elektrot olarak kullanılması için 40 mm kesitler için dört elektrot kesilir. (Bu kukla elektrotlar sadece montaj için ve kayıt için kullanılmaz, bu nedenle her derleme için aynı olanlar yeniden olabilir. Not) elektrot ötesinde ~ 10 mm uzanan böyle bir kukla elektrot için üzerine tüp her bölümü kaydırın borusunun sonudur. </li><li> Şekil 4A&#39;da gösterildiği gibi, her bir taşıyıcı içinde tüpler poliimid düzenlemek. Bu, elektrot kılavuzların uçları neden olur, birbirleri ile yıkayın ve motor milinin baz ile hizalı, elektrot mekik doğru dışarı splaying ve karşısındaki tahrik alt kısmında birleşen sona erer. Kwik-Cast küçük bir miktar karıştırılır ve elektrot kılavuzları üst ucunun altında yaklaşık olarak 2 mm uygulanır. Kurumasını bekleyin. </li><li> Kukla elektrotları çıkarın ve yeniden konumlandırmak elektrodun serbest uçları gibi kılavuzlukOnlar sürücünün altındaki sıkı bir bohça olduğunu. Bu geçici bir yer (Şekil 4B) onları tutmak için ince tel kullanmak yararlı olabilir. Daha Kwik-Cast yeni konumu sabitleyin. Kurumasını bekleyin. </li><li> Keskin bir neşter ile, Microdrive alt ötesine elektrot kılavuz tüpleri kırpın. Implante edilmiş, bu tüpler sürücü (kafatası üzerine oturan) alt kısmından beyin yüzeyine elektrotlar yönlendirir. Böylece, tüpler kesilmiş edilmesi gereken uzunluk implantasyon bölgesindeki (Şekil 5) anatomisine göre değişir. Ötücü için, bu yaklaşık 1,5 mm&#39;dir. </li><li> Konektörüne bir elektrot bağlamak için, yalıtılmış platin tel 30 mm uzun bölüm (0.003 &quot;çap.) Kesilir ve bir ucundan izolasyonu 1 mm şerit. Konektörü üzerindeki sinyal işaretçilerine birine Lehim bunu. Altında tel bükün bağlayıcı ve tel kılavuz tüplerinden biri aracılığıyla itin. t kılavuz slotu etrafında tel alay çekin ve sarınkasanın o top. </li><li> Makas veya ince tel kesiciler ile, uzunluğu ~ 25 mm elektrot kesti. Elektrot bükme veya ucu zarar vermeden bunu yapmak için özen; ya oluşursa, elektrot kullanılamaz. Milin üstündeki artık elektrot servisi ile bir Polyimide tüpüne elektrodu takın ve mekik paslanmaz çelik tüpten yukarı doğru çekin. Elektrodun ucunda poliamit tüpün alt ucu ile aynı hizada olduğu bu tür yerleştirin. Servis tüp Yukarıda elektrot 1 mm kesin. </li><li> Forseps güzel bir dizi ile, elektrodun son 2 mm ve platin tel son 2 mm uzakta izolasyonunu. Servis tüp elektrot konumlandırın, tüpe platin tel takın ve tüpe tungsten tel kısa bir 1 mm kesit (0.008 &quot;çap) kaydırarak birlikte iki pin. Bu hem sağlayacak sıkı bir uyum olmalıdır elektrot ve tel (Şekil arasındaki mekanik ve elektrik bağlantısı3). </li><li> Sürekli hareket sağlamak için tahrik mili uzunluğu aşağı mekik ve çalıştırın. </li><li> Tüm elektrotlar yüklü oylandı kadar 4,5-4,8 tekrarlayın. </li><li> Tel bir zemin olarak kullanmak için gümüş tel 30 mm uzun bölüm (0.005 &quot;çap) kesin. Zemin pin bir ucunu ve lehim kapalı izolasyonlarını 1 mm. </li></ol> 5. Nihai Montaj ve Pre-İmplantasyon Hazırlama <ol><li> Kılavuz tüp karşı elektrot sürtünmeyi azaltmak için, hafif mineral yağ ile kılavuz tüp doldurun. Kılcal eylem bir ucunda yerleştirilmiş bir yağ açılan boru doldurmak için yeterlidir. </li><li> Motor ve elektrotlar için koruyucu bir kapak oluşturmak için bir 12 mm şeffaflık x 25 mm dikdörtgen kesilmiş ve U şeklinde geniş bir içine katlayın. Şasi (Şekil 6) dış yüzeylerine tutkal kapak siyanoakrilat kullanın. 15 mm şeffaflık x 6 mm dikdörtgen kesin ve bağlayıcı etrafında tutkallayın için siyanoakrilat kullanabilirsiniz. Parazite önlemek içinkonektörü ile kurulmaması, şeffaflık uzun kenar konnektörünü üst kenarı ile aynı hizada olmalıdır. </li><li> Aşılama öncesinde, 10 dakika için 10:1 DI su ağartıcı çözelti içine genişletilmiş elektrotlar düşürerek elektrotlar ve kılavuz tüp sterilize edin. Sonra, steril su ile iyice yıkayın. </li><li> Adım 2,5 kullanılana benzer bir itenekli ayırıcı implantasyon esnasında bir stereotaksik manipülatör içinde Microdrive tutmak için de kullanılabilir. </li></ol> 6. Temsilcisi Sonuçlar Bu protokol, yaklaşık 5 saat gerektirir eller epoksi ve kuruması için tutkal için serpiştirilmiş ek bir 6-8 saat ile montaj süresi. Ancak, bir kez Microdrive ilk kez monte edildikten sonra, en az 2 saat içinde yeniden (örn., elektrot elektrot kılavuz borular, kablolar ve elektrot değiştirilebilir) için hazırlanabilir. Bu protokol izlenerek elde kayıtlarının kalitesi ve karakter, tabii ki, bağlı kısmen olacaktırkayıt hedef, elektrotlar arasında bir seçim ve headstage veya Microdrive daha da üst baş yapılan herhangi bir işlem. Bu, bir yana, daha fazla on haftalık bir zaman dilimi boyunca bir davranan hayvandan kararlı kayıtları elde etmek mümkün olur. Davranan bir Songbird&#39;de archistriatum (RA), sağlam çekirdekten tek bir birim kayıtların örnekleri Şekil 7A gösterilmiştir; aynı bölgeye çoklu ünite etkinlik Şekil 7B &#39;de gösterilmiştir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig1.jpg" /> Şekil 1. Monte motorlu Microdrive 3D modeli. (I) taşıyıcı, (ii) dişli çıkış şaftı ile motora, (iii) elektrot mekik, (iv) mekik tüpler, (v) elektrotlar, (vi) elektrot kılavuz tüp, ve (vii: Microdrive çeşitli ana bileşenden oluşmaktadır ) konektörü. <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/4314/4314fig2.jpg" /> Şekil 2, a.)Konektörü için Model ve bağlantı şeması. Motor teller: b, i, l. Elektrot teller: c, d, e, f. Topraklama k. Yardımcı enstrümantasyon için mevcut diğer tüm işaretçilerine. B) konektör resmi Torr Seal epoksi ile kasaya bağlı. Konnektör ve altta yatan tel kılavuz tüpleri hem konumunu unutmayın. Net ve böylece, pozisyon kurur kılavuz tüpleri tutan siyanoakrilat yapıştırıcı görüntüde görünür değildir. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig3.jpg" /> Şekil 3. Elektrot servis montaj. <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/4314/4314fig4.jpg" /> Şekil 4. A) Önceden Kwik-Cast uygulayarak kasaya yerleştirilmiş elektrot kılavuzu tüpleri. B) elektrotların paralel olarak sürücü alt çıkış sağlamak için, Kwik-Cast en son damla eklenmeden önce sıkı bir paket içine kılavuz tüp alt uç getirir. Şekil 5,. Elektrot kılavuz tüp sürücü alt ötesine uzatmak miktarı implantasyon site anatomisi ile belirtilir. Diyagramı kılavuzu tüplerin uzunluğu belirlemek için ilgili olan boyutları göstermektedir. Songbird aşılamak için, 1.5 mm yeterlidir. <img alt="Şekil 6" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig6.jpg" /> Şekil 6. Koruyucu bağlanmış kapakları ile tamamladı motorlu Microdrive. <img alt="Şekil 7" src="/files/ftp_upload/4314/4314fig7.jpg" /> Şekil 7. Davranıyor zebra ispinozu archistriatum arasında sağlam çekirdeği (RA) Temsilcisi kayıtları. A) Tek birim faaliyet 10M platin-iridyum elektrotlu kaydedildi. Top: Örneğin kayıt implantasyon bir hafta sonra yapılır. Alt: Örneğin kayıt aynı elektrottanYukarıdaki gibi, dokuz hafta sonra. B) 1MΩ platin elektrot ile kaydedilir Multi-ünite aktivitesini. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/4314/4314fig7large.jpg" target="_blank">büyük bir rakam görmek için buraya tıklayın</a> . Ek Dosyalar: şasi, mekik, ve elektrot tüpler SolidWorks 2010 CAD yazılımı ile tasarlanmıştır. Bu bölümü dosyaları özel (*. Sldprt&#39;ye) ve satıcı-nötr (*. Iges) formatları hem de sunulan ve üretim çizimleri PDF formatında verilmiştir boyutlandırılmıştır.

<ol><li>O'Keefe, J., Dostrovsky, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hippocampus+as+a+spatial+map%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">The hippocampus as a spatial map.</a> Brain Research. 34, 171-175 (1971).</li>
<li>Pennartz, C. M., Berke, J. D., Graybiel, A. M., Ito, R., Lansink, C. S., van der Meer, M., Redish, A. D., Smith, K. S., Voorn, P. Corticostriatal Interactions during Learning, Memory Processing, and Decision. 29, 12831-12838 (2009).</li>
<li>Kepecs, A., Uchida, N., Zariwala, H., Mainen, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates%2C+computation%2C+and+behavioural+impact+of+decision+confidence%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Neural correlates, computation, and behavioural impact of decision confidence.</a> Nature. 455, 227-2231 (2008).</li>
<li>Hahnloser, R. H. R., Kozhevnikov, A. A., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+ultra-sparse+code+underlies+the+generation+of+neural+sequences+in+a+songbird%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">An ultra-sparse code underlies the generation of neural sequences in a songbird.</a> Nature. 419, 65-70 (2002).</li>
<li>Leonardo, A., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ensemble+Coding+of+Vocal+Control+in+Birdsong%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Ensemble Coding of Vocal Control in Birdsong.</a> J. Neurosci. 25 (3), 652-661 (2005).</li>
<li>Yamamoto, J., Wilson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+chronically+implantable+precision+motorized+microdrive+array+for+freely+behaving+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Large-scale chronically implantable precision motorized microdrive array for freely behaving animals.</a> J. Neurophysiol. 100 (4), 2430-2440 (2008).</li>
<li>Fee, M. S., Leonardo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniature+motorized+microdrive+and+commutator+system+for+chronic+neural+recording+in+small+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Miniature motorized microdrive and commutator system for chronic neural recording in small animals.</a> J. Neurosci. Methods. 112, 83-94 (2001).</li>
<li>Ölveczky, B. P., Otchy, T. M., Goldberg, J. H., Aronov, D., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+the+neural+control+of+a+complex+motor+sequence+during+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Changes in the neural control of a complex motor sequence during learning.</a> J. Neurophys. 106, 386-397 (2011).</li>
<li>Otchy, T. M., Ölveczky, B. P. Effects of Sensory Experience on the Development and Maintenance of a Motor Program Underlying a Complex Motor Sequence. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOtchy%2C+TM+%22Soc.+for+Neurosci.+Abstr%22">Soc. for Neurosci. Abstr</a>. , (2011).</li>
<li>Goldberg, J. H., Adler, A., Bergman, H., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Singing-related+neural+activity+distinguishes+two+putative+pallidal+cell+types+in+the+songbird+basal+ganglia%3A+comparison+to+the+primate+internal+and+external+pallidal+segments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Singing-related neural activity distinguishes two putative pallidal cell types in the songbird basal ganglia: comparison to the primate internal and external pallidal segments.</a> J. Neurosci. 30 (20), 7088-7098 (2010).</li>
<li>Goldberg, J. H., Fee, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Singing-related+neural+activity+distinguishes+four+classes+of+putative+striatal+neurons+in+the+songbird+basal+ganglia%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophys%22%5BJournal%5D)">Singing-related neural activity distinguishes four classes of putative striatal neurons in the songbird basal ganglia.</a> J. Neurophys. 103 (4), 2002-2014 (2010).</li>
<li>Venkatachalam, S., Fee, M. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Miniature+headstage+with+6-channel+drive+and+vacuum-assisted+microwire+implantation+for+chronic+recording+from+neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Miniature headstage with 6-channel drive and vacuum-assisted microwire implantation for chronic recording from neocortex.</a> J. Neurosci. Methods. 90, 37-46 (1999).</li>
<li>Shirvalkar, P. R., Shapiro, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+Construction+of+a+Cost+Effective+Headstage+for+Simultaneous+Neural+Stimulation+and+Recording+in+the+Water+Maze%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze.</a> J. Vis. Exp. (44), e2155(2010).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Yapı ile uygun dikkat yalnızca, burada sunulan protokol en az hareket eserler ile yüksek kaliteli kayıtlar yapabilen bir cihaz ile sonuçlanacaktır. Kasadaki mekik uyum kritik önemi ise: çok sıkı ve motor aşırı yüklenmesi riski yüksektir; çok gevşek ve anlamlı hareket artefaktı riski yüksektir. İdeal uygun servis konumu veya gevezelik eğerek dışarı olmadan dişli şaft uzunluğu boyunca yolculuk sağlayacaktır. Kayıt elektrotları seçimi benzer şekilde önemlidir; malzemesi, empedans, yalıtım, ve b...

<table><tbody><tr><td>Şasi</td><td>Özel</td><td></td><td>PEI'den kesilmiş</td></tr><tr><td>Elektrot Mekiği</td><td>Özel</td><td></td><td>PEI'den kesilmiş</td></tr><tr><td>Mekik Tüpleri</td><td>Özel</td><td></td><td>Paslanmaz çelikten kesilmiş</td></tr><tr><td>Konektör</td><td>Omnetics</td><td>A7886-001</td><td>A7877-001 ile eşleşir</td></tr><tr><td>Dişli Başlıklı Motor</td><td>Faulhaber</td><td>0206-A-001-B-021-47:1</td><td></td></tr><tr><td>Kablo Kılavuzu</td><td>Small Parts, Inc.</td><td>SWPT-0113-12</td><td></td></tr><tr><td>Elektrot Kılavuzu</td><td>Small Parts, Inc.</td><td>SWPT-0045-12</td><td></td></tr><tr><td>10M&amp;#937; Pt-Ir elektrotlar</td><td>Microprobes, Inc</td><td>PI2PT310.0H3</td><td></td></tr><tr><td>Platin Tel</td><td>A-M Systems</td><td>772000</td><td>Elektrot telleri için</td></tr><tr><td>Gümüş Tel</td><td>A-M Systems</td><td>786000</td><td>Topraklama teli için</td></tr><tr><td>Tungsten Tel</td><td>A-M Systems</td><td>797000</td><td>Elektrot pinleri için</td></tr><tr><td>Şeffaf Film</td><td>3M</td><td>AF4300</td><td></td></tr><tr><td>Torr Seal</td><td>Varian Inc., Agilent</td><td>9530001</td><td></td></tr><tr><td>Kwik-Cast</td><td>World Precision Instruments, Inc.</td><td>KWIK-CAST</td><td></td></tr><tr><td>Siyanoakrilat</td><td>Krazy Glue</td><td>KG517</td><td></td></tr><tr><td>Hızlı Kürlenen Epoksi</td><td>Hardman</td><td>04001</td><td></td></tr><tr><td>Hafif Mineral Yağ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M5310</td><td></td></tr><tr><td>Klorlu çamaşır suyu</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diagonal keski</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Neşter ucu</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pens/Forseps</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sürücü aparatı</td><td>Özel</td><td></td><td>Eşleşen konektörü bir şırıngaya veya çubuğa epoksi ile sabitleyin</td></tr><tr><td>Küçük Mengen</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

küçük hayvanlar kronik sinir kayıtlar için ultra-hafif motorlu microdrive tasarımı ve montajı

Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals

Kronik serbestçe hareket eden bir hayvana nöronların topluluklarda kayıt yeteneği navigasyon 1 gibi doğal davranışları, karar 2,3 verme çeşitli altta yatan nöral devrelerin fonksiyonu diseksiyon için paha biçilmez bir araç kanıtlanmıştır ve var karmaşık motor dizileri 4 kuşak , 5,6. Hassas işleme gelişmeler örneğin, fare ve ötücü gibi küçük hayvanlar, kronik kayıtları için uygundur hafif cihazların imalatı için izin verdi. Küçük uzaktan kumandalı motorlar ile elektrot konumunu ayarlamak için yeteneği ileri hayvan taşıma azaltarak çeşitli davranışsal bağlamlarda kayıt verimi artmıştır. 6,7 Burada küçük hayvanlarda uzun süreli kronik kayıtları için ultra-hafif motorlu Microdrive inşa etmek için bir protokol açıklar. Bizim tasarım önceki bir yayınlanan sürümü 7 evrimleştiği ve kullanım kolaylığı ve maliyet effecti için adapte edilmişVeness daha pratik ve araştırmacıların geniş bir dizi için erişilebilir olmalıdır. Bu kanıtlanmış tasarım 8,9,10,11 ~ 5 mm aralığında elektrotların ince, uzaktan konumlandırma sağlar ve tamamen monte edildiğinde daha az 750 mg ağırlığında. Hepimiz özel Microdrive bileşenler için 3D CAD çizimleri de dahil olmak üzere, bu sürücüler oluşturmak ve monte etmek için komple protokolü sunarız.

Tasarım, imalat ve ultra-hafif motorlu Microdrive montajı açıklanmıştır. Cihaz küçük davranıyor hayvanlarda tek birimler kronik kayıtlar için bir maliyet-etkin ve kolay kullanımlı bir çözüm sağlar.

Küçük Hayvanlar Kronik Sinir Kayıtlar için Ultra-hafif Motorlu Microdrive Tasarımı ve Montajı

Serbestçe hareket eden hayvanlardaki nöron popülasyonlarından kronik kayıt yapabilme yeteneği, ... fonksiyonunu çözümlemek için paha biçilemez bir araç olduğunu kanıtlamıştır.

Bu prosedürün genel amacı, davranış sergileyen küçük hayvanlardan stabil hücre dışı kayıtlar yapmak için uygun, ultra hafif motorlu bir mikro sürücü tertibatı kurmaktır. Bu işlem, öncelikle konnektörün ve motorun şasiye güvenli bir şekilde monte edilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise, mekiği şasiye uyacak şekilde şekillendirmek ve mekik tüplerini takmaktır.Ardından, elektrot kılavuz tüpleri yerleştirilir ve kayıt elektrotları mikro sürücüye yüklenir. Son olarak, elektrotları ve kabloları istenmeyen hasarlardan korumak için şeffaf kapaklar eklenir. Uygun şekilde monte edilen ve implante edilen bu mikro sürücü, 10 haftaya kadar olan bir süre boyunca hücre dışı aktiviteyi kaydetmek için kullanılabilir.Tasarım ve montaj prosedürümüz, kullanım kolaylığını maksimize etmek ve maliyeti minimize etmek için zamanla geliştirilmiştir; böylece daha önce yayınlanmış birçok versiyona kıyasla daha geniş bir araştırmacı kitlesi için daha pratik ve erişilebilir hale gelmiştir. Burada tam bir mikro sürücü gösterilmektedir. Bu sistem; sürücü için üst yapı görevi gören bir şasideen, ince dişli bir çıkış miline sahip bir motordan, elektrotları taşıyan ve elektrik bağlantı noktası sağlayan dişli bir mekikten ve ayrıca mekik tüplerinde, elektrotlarda ve elektrot kılavuz tüplerinde gösterilen bir noetics konnektöründen oluşan birkaç ana bileşenden meydana gelir.Şasi elektrot mekiği ve elektrot mekik tüpleri, 3D CAD yazılımı ile tasarlanan ve yerel bir hassas makine işlemcisi tarafından üretilen özel bileşenlerdir. Diğer tüm bileşenler ticari olarak temin edilebilir. İlk olarak, konnektörün altındaki temas pinlerini düzeltmek için yan keski kullanın.Şemada gösterildiği gibi, arka pin sırasını 1,5 milimetreye ve ön sırayı bir milimetreye kadar kesin. Ardından şasiyi, açık boşluk aşağı gelecek şekilde küçük bir mengençle dikkatlice sabitleyin ve dört adet 15 milimetrelik poliamid tüp parçasını, burada gösterildiği gibi arka şasi yüzeyiyle aynı hizada ve birbirine paralel olacak şekilde siyanoakrilat yapıştırıcı kullanarak şasiye tutturun. Siyanoakrilat yapıştırıcı kuruduktan sonra, poliamid tüpleri yaklaşık altı milimetre uzunluğa getirecek şekilde kesin ve orta bölümleri çıkarın.Kalan tüp bölümleri, şasinin alt kenarından yaklaşık üç milimetre uzaklıkta olmalıdır. Ardından, konnektör için küçük bir kaide oluşturmak amacıyla şasi üzerinde epoksi kullanın. Konnektörü üzerine yerleştirin ve konnektörün etrafına ek epoksi ekleyin.Konnektör yüzeyi, poliamid tüplerin birkaç milimetre üzerinde olmalı ve şasi yüzeyine paralel konumlandırılmalıdır. Epoksi tamamen kürlendikten sonra, şasiyi mengeneden çıkarın ve ön yüzeyi yukarı bakacak şekilde bir sabitleme aparatına (jig) yerleştirin. Ardından motor kablolarını şasideki delikten geçirin ve motoru tabandaki yuvaya kaydırarak yerleştirin.Motor ve tahrik milinin şasiye paralel olduğunu ve alt ile yan kısma tam oturduğunu kontrol ettikten sonra, motoru şasiye epoksi ile sabitleyin. Epoksi kürlendikten sonra, konnektöre erişilebilmesi için şasiyi döndürün. Motor ve kablolar üzerindeki mekanik stresini azaltmak için, kabloların şasiden çıktığı noktalara az miktarda hızlı donan epoksi ekleyin. Şimdi kabloları kısaltın, uçlarını soyun ve konnektör üzerindeki uygun kontaklara lehimleyin.Milin her iki yönde de sorunsuz döndüğünden emin olmak için motoru test edin ve ardından elektrot mekiğinin montajına geçin. İlk olarak, mekiği dikkatlice motor miline geçirip düşük hızda tahrik milinin tüm uzunluğu boyunca yukarı ve aşağı hareket ettirerek uyumunu test edin.Mekik, şasiye sıkıca oturmalı; sürücüye sıkışmamalı ve motor mili dönmeyi durdurmamalıdır. Mekik mil boyunca pürüzsüz bir şekilde hareket etmiyorsa, şasinin yüzeyini ve sürücü vidasını kalıntı olup olmadığına karşı kontrol edin.Kalıntıları ince bir pens veya basınçlı hava ile temizleyin, ardından dişli kısmı hafif mineral yağ ile kaplayın ve uyumu yeniden kontrol edin. Mekik çok sıkıysa, mekiğin yan tarafındaki engelleyici malzemeyi temizlemek için pens ve ince kumlu bir sürtme taşı kullanın. Malzemeyi eşit şekilde kaldırmaya özen gösterin.Son olarak, hareket sırasında eğilme ve titreme ile kendini belli eden bir gevşeklik söz konusuysa, mekik ile şasi yüzeyi arasındaki boşluğu doldurmak için mekiğe küçük bir şeffaf film şeridi yapıştırın. Uygun yerleşim sağlandığında, mekiği milden çıkarın ve paslanmaz çelik tüpleri mekiğin dört büyük deliğinin her birine, tüplerin mekik üzerinde merkezlendiğinden ve burada görüldüğü gibi dört tüpün uçlarının aynı hizada olduğundan emin olarak yerleştirin; ardından her bir tüpün tabanına küçük bir damla siyanoakrilat tutkal sürün ve tutkalın mekiğin kenarlarına veya tüplerin içine bulaşmadığından emin olun. Tutkal kuruduktan sonra, tamamlanmış elektrot mekiğini tekrar tahrik miline vidalayın ve vidalama kısmının en tabanına kadar getirin.Elektrot kılavuzları olarak kullanılmak üzere 25 milimetre uzunluğunda 4 adet poliamid tüp parçası kesin. Ayrıca, montaj sırasında yalancı elektrotlar olarak kullanılmak üzere dört elektrodu 40 milimetrelik bölümler halinde kesin. Her bir tüp bölümünü, elektrot tüpün ucundan yaklaşık 10 milimetre dışarı çıkacak şekilde bir yalancı elektrodun üzerine geçirin.Şimdi, poliamid tüplerin her birini şasinin içine burada gösterildiği gibi yerleştirin. Az miktarda hızlı döküm malzemesini karıştırın ve elektrodun üst ucunun yaklaşık iki milimetre altına uygulayıp kurumasını bekleyin. Ardından, sahte elektrodları çıkarın ve elektrod kılavuzlarının boşta kalan uçlarını, sürücünün altında sıkı bir demet oluşturacak şekilde yeniden konumlandırın.Gerekirse, elektrotları yerinde tutmak için etraflarına ince bir tel sarın. Ardından, burada gösterildiği gibi yeni konumu hızlı döküm malzemesiyle sabitleyin. Mikro sürücünün alt kısmının ötesine uzanan elektrot tüp kılavuzlarını düzeltmek için keskin bir bistüri kullanın.Bu tüpler nihayetinde elektrotları beynin yüzeyine yönlendirecektir, bu nedenle seçilen uzunluk implantasyon bölgesinin anatomisine bağlıdır. Ardından, 30 milimetre uzunluğunda yalıtımlı platin tel kesin ve bir ucundan bir milimetre boyunca yalıtımı soyun. Daha sonra, bunu konnektördeki sinyal pinlerinden birine lehimleyin.Ardından teli konnektörün altından bükün ve tel kılavuz borularından birinin içinden itin. Teli gergin bir şekilde çekin ve elektrot mekiği şaftın üst kısmındayken şasinin üstündeki kılavuz yuvasına getirin. Poliamid tüpe 25 milimetrelik bir elektrot yerleştirin ve paslanmaz çelik tüp üzerinden yukarıya doğru çekin.Mekik içerisinde. Elektrot ucunu, poliamid tüpün alt ucuyla aynı seviyeye gelecek şekilde konumlandırın. Ardından elektrodu, mekik tüpünün bir milimetre üzerinden kesin.Elektrodun son iki milimetresindeki ve platin telin son iki milimetresindeki izolasyonu soymak için ince pensler kullanın. Elektrodu, ucunun kılavuz tüplerin alt kısmıyla hizalanacağı şekilde yeniden konumlandırın. Ardından platin teli mekik tüpüne yerleştirin ve bir milimetrelik kısa bir tungsten tel bölümünü mekik tüpüne kaydırarak her ikisini birbirine sabitleyin.Hem mekanik hem de elektriksel bağlantı sağlamak için elektrot ve tel arasında sıkı bir uyum olduğundan emin olun. Ardından, hareketin sorunsuz devam ettiğini kontrol etmek için mekiği tahrik milinin boyunca yukarı ve aşağı hareket ettirin. Tüm elektrotlar aynı şekilde kurulduktan sonra, toprak teli olarak kullanılmak üzere 30 milimetre uzunluğunda bir gümüş tel parçası kesin.Elektrotların kılavuz tüp çeperlerine sürtünmesini azaltmak için bir uçtan bir milimetre yalıtımı soyun ve şase pinine lehimleyin. Kılavuz tüplerin ucuna bir damla hafif mineral yağ damlatın ve yağın kılcal hareketle tüplerin içine çekilmesini sağlayın. Ardından, 12 milimetre x 25 milimetre boyutlarında bir şeffaf film dikdörtgeni kesin ve bunu geniş bir U şekli oluşturacak şekilde katlayın.Bu kapağı şasinin dış yüzeylerine yapıştırmak için tutkal kullanın. Ardından şeffaf filmden 15 milimetre x 6 milimetrelik bir dikdörtgen kesin ve bunu konektörün etrafına sabitlemek için siyanoakrilat tutkalı kullanın; şeffaf film parçasının uzun kenarının konektörün üst kenarıyla aynı hizada olduğundan emin olun.Nihai cihaz şu şekilde görünmelidir. Aşağıdaki görüntüler, davranış sergileyen zebra ispinozunun arch AUM robust çekirdeğinden alınan temsili kayıtları göstermektedir. İlk görüntü, implantasyondan bir hafta sonra 10 mega platin iridyum elektrot ile kaydedilen tek ünite aktivitesini göstermektedir.Sıradaki görüntü, önceki görüntü için kullanılan aynı elektrotla ancak yaklaşık dokuz hafta sonra alınmış bir kaydı göstermektedir. Düşük empedanslı elektrotlar kullanılarak kaydın yüksek kalitesinin devam ettiğine dikkat edin. Stabil çoklu ünite aktivitesi kaydedilebilmektedir.Bu son görüntü, bir mega ohm platin elektrot ile kaydedilen çoklu ünite aktivitesini göstermektedir. Montaj prosedürü ustalıkla uygulandığında, ilk kurulumdan sonraki epoksi kuruma süresi hariç, bir mikro sürücü yaklaşık beş saat içinde tamamen monte edilebilir. Bununla birlikte, sürücü iki saatten kısa bir sürede yeniden kullanıma hazır hale getirilebilir.

design-assembly-an-ultra-light-motorized-microdrive-for-chronic

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Bu protokolde sıçanlarda kronik elektrofizyolojik kayıtlar için bir mikro-sürücü dizi nasıl imal göstermektedir.

Micro-sürücü Kronik Array In vivo Kayıt: Sürücü Fabrikasyon

Bu protokolde sıçanlarda kronik elektrofizyolojik kayıtlar için tasarlanmış bir mikro-sürücü dizi ile kullanılmak için imal ve durumu tetrodes nasıl göstermektedir. Buna ek olarak, mikro-sürücü yüklemeden yer teller ve koruyucu bir koni içeren dizi inşaat, son aşamaya göstermektedir.

Micro-sürücü Kronik Array In vivo Kayıt: Tetrode Meclisi

Fare beyin sinyallerinin in vivo elektrofizyolojik kayıtları için mikro sürücünün tasarım ve montaj açıklanmıştır. Sağlam driveable taşıyıcılara mikroelektrot demetleri takılarak, bu tekniklerin uzun vadeli ve istikrarlı bir sinir kayıtları için izin verir. Hafif tasarım hayvan aşağıdaki sürücü implantasyonu ile sınırsız davranış performans sağlar.

Uyanık davranmak Fare Kronik Sinir Kayıtlar için Microdrive Diziler İnşaatı

Davranışın nöral substratlarını anlamak, beyin devresi topluluğu kaydını gerektirir. Genetik izlenebilirliği nedeniyle, fare devre diseksiyonu ve hastalık taklidi için bir model sunar. Burada, farede derin beyin yapısını hedeflemek için uygun olan minyatür probların tasarlanması ve üretilmesi için bir yöntem açıklanmaktadır.

Farelerde Elektrofizyolojik Recordings Tasarım ve Ultralight Ağırlık Fabrikasyon, Ayarlanabilir Çoklu elektrot Probları

Biz on sekiz bağımsız olarak ayarlanabilir tetrodes ile 3D yazdırılabilir bir hipersürücü inşaatı mevcut. Hiper-sürücüyü özgürce bir birkaç hafta boyunca fareler davranışlar içinde beyin etkinliklerini kaydetmek için tasarlanmıştır.

Bir geliştirilmiş çoklu tetrot hiper motor yapımı fareler davranışlar içinde büyük ölçekli sinirsel kayıt için

Bu protokol, serbestçe hareket eden farelerde iki beyin bölgesinde dokuz bağımsız olarak ayarlanabilir tetrode ve bir ayarlanabilir opto-silikon probu implantasyonu sağlayan bir hibrid microdrive dizisinin yapımını açıklar. Ayrıca güvenli bir şekilde kurtarma ve birden fazla amaç için opto-silikon probu yeniden kullanmak için bir yöntemdir gösterilmiştir.

SerbestÇe Hareket Eden Farelerde Çift Alan Yüksek Yoğunluklu Kayıt için Kurtarılabilir Opto-Silikon Prob ve Tetrode ile Hibrid Microdrive Sistemi

Burada, doğum sonrası gün 20'den (p20) doğum sonrası gün 60'a (p60) ve ötesine kadar kritik bir gelişimsel pencerede aynı anda birden fazla beyin bölgesinden kronik alan ve tek üniteli kayıtlara izin veren bir mikro sürücü tasarımı, cerrahi implantasyon prosedürü ve ameliyat sonrası iyileşme stratejisini açıklıyoruz.

Genç farelerde kronik tetrod kayıtları için hafif tahrikli bir implant

Protokol, serbestçe hareket eden bilinçli farelerde hücre dışı elektrofizyolojik özellikleri ortaya çıkarmak için motor kortekste (MC) hücre dışı kayıt metodolojisini ve ayrıca yerel alan potansiyellerinin (LFP'ler) ve sivri uçların veri analizini açıklar.

Serbestçe hareket eden farelerde çok kanallı hücre dışı kayıt

Burada, kemirgenlerde kronik elektrofizyoloji için kullanım kolaylığı, prob geri kazanımı, deneysel çok yönlülük ve davranışla uyumluluk için optimize edilmiş hafif, uygun maliyetli bir prob implant sistemi sunuyoruz.

DREAM implant: Başa sabitlenmiş ve serbest hareket eden farelerde kronik elektrofizyoloji için hafif, modüler ve uygun maliyetli bir implant sistemi

Elektrot İmalat ve İmplantasyon Aplysia californica Bozulmamış, Serbestçe Behaving Hayvanlar Çok kanallı Sinir ve Kas Kayıtlar

Öğrenin, küçük hayvanlarda kronik sinir kayıtları için ultra-hafif motorlu microdrive tasarımı ve montajını. Bu yöntem, davranışsal nöroloji araştırmalarında uzun süreli stabil kayıtlar sağlar.

Küçük Hayvanlar Kronik Sinir Kayıtlar için Ultra-hafif Motorlu Microdrive Tasarımı ve Montajı

Daha fazla video keşfet