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

Bu prosedürün genel amacı, herhangi bir beyin bölgesini hedef alacak şekilde özelleştirilebilen ve çeşitli küçük hayvan türlerinde kullanım için kolayca ölçeklendirilebilecek, ticari olarak temin edilebilen parçalardan bağımsız olarak ayarlanabilen elektrotlara sahip sağlam, ultra hafif bir implant tasarlamak ve inşa etmektir. İlk olarak, ilgilenilen beyin bölgesi tanımlanır ve kayıt elektrotlarının düzenlenmesinin haritalandırılması gerekir. Bu, sürücü gövdesinin ve sürücü tabanının tasarımını belirleyecektir.

İkinci adım, tek tek mikro sürücülerin yanı sıra katı çalışma yazılımı kullanarak elektrotları taşıyacak üst parçaları barındıracak sürücü gövdesini oluşturmaktır. Daha sonra, elektrotlar için kılavuz tüpleri ve bir koruyucu koniyi içeren alt parça hazırlanır. Son adım, alt parçayı sürücü gövdesine yerleştirerek, ayrı mikro sürücüyü oluşturarak, elektronik arabirim kartını takarak ve mikro sürücüleri elektrotlarla yükleyerek hiper sürücüyü tam olarak monte etmektir.

Sonuç olarak, hiper sürücü implante edilir ve birden fazla beyin bölgesinden tek birim kayıtları elde edilebilir. Hyperdrive'ın özelleştirilebilme ve ölçeklendirilebilme kolaylığı nedeniyle, farklı hayvan modellerinde çalışan araştırmacıların sayısına fayda sağlayacaktır. Bu nedenle, sağlam, hafif implantlara sahip olmak, psikofiziksel görevleri yerine getirirken stabil bir nöronal topluluk kayıtları ve serbestçe davranan fareler elde etmemizi sağlar.

Prosedüre başlamak için, ilgilenilen beyin bölgesini belirleyin. Bizim durumumuzda, AP koordinatları negatif 2.3 ila negatif 2.7 milimetre olan lateral gent çekirdeğidir. LGN en geniştir ve bu bölge sürücü tabanını tasarlamak için kullanılır.

Solid work yazılımını açın ve ön düzlemi seçin. Sürücü tabanı tutamaklarının ve poliamid Yarım yuvaların konturlarını içerecek olan çizim işlevini kullanarak sürücünün 2B profilini çizin. Konteksin herhangi bir açık boşluk içermediğinden emin olun.

Ardından, hem ön hem de sağ düzlemleri seçin ve eksen oluştur'a tıklayın. Ardından döndürülmüş patron tabanı işlevine tıklayın. Mavi 2D profili seçin ve ardından 2D profili eksen etrafında 360 derece döndürün.

3D sürücü tabanını oluşturmak için, birinci yönün altına kör tıklayın ve dönüş açısı olarak 360 derece girin. Bundan sonra, vurgulanan konturu seçerek ve konturu merkezi eksen etrafında 13 derece döndürmek için döndürme işlevini kullanarak bir poliamid yarım yuvası oluşturun. Ardından, tutamaklar için konturu seçin ve ikinci tahrik tutamacını oluşturmak için merkezi eksen etrafında 15 derece döndürün.

Özellikler menüsündeki dairesel desen işlevini kullanarak, dairesel desene tıklayın ve dönüş ekseni olarak merkezi ekseni seçin. Açı olarak 180 derece ve örnek sayısı olarak ikiyi seçin ve 16 poliamid yarım yuva oluşturmak için desen özellikleri altında ilk tutamacın seçili olduğundan emin olun. Dairesel desen işlevini kullanarak, desen için özellik olarak ilk poliamid yarım yuvayı seçin.

Örnek sayısına 16 ve açıya 22,5 derece girerek deseni 16 kez tekrarlayın. Referans geometrisi altındaki düzlem sekmesine tıklayarak yeni bir düzlem tanımlayın. Yeni bir düzlem oluşturmak için poliamid üst yuvalarından birinin iki tarafını seçin.

Bu düzlem, haznenin devam edeceği yerdir. Vida deliği ve poliamid deliği için dairesel konturları bu düzleme çizin. Anti tork rayları için, poliamid üst yuvaların iki tarafı arasında bir merkez çizgisi tanımlayın.

Ardından, bir yarıçapımızı merkezleyen merkez çizgisine dik iki daire oluşturarak ve ardından vida deliği, poliamid deliği ve anti tork rayı dahil olmak üzere mikro sürücü yuvasını oluşturmak için orta konturları kırparak anti tork raylarını çizin. Anti tork rayını oluşturmak için ekstrüzyon patron tabanına tıklayın ve yukarı doğru giden 10 milimetrelik ve aşağı doğru giden iki milimetrelik bir kör ekstrüzyon seçin. Ardından fileto işlevini kullanarak kenarlara 0,3 milimetre fileto ekleyin.

Vida deliği ve poliamid deliğinin mukavemetini daha da artırmak için tıklayın, çıkarın, kesin ve kör seçin. Hem aşağı doğru hem de birkaç milimetre yukarı doğru gitmek için üç milimetre kesim. Ardından, tutamağın üst kısmındaki merkezi dönüş ekseni olarak kullanarak mikro sürücü yuvasını 16 kez modelleyin.

Sürücü kolunun orta ucundan başlayarak merkezi eksene bakacak şekilde üç milimetreye üç milimetrelik bir kutu çizin. Bunu iki milimetre yukarı doğru sıkın. Ekstrüzyon patronu işlevini kullanarak, EIB vidalarının daha sonra gideceği yerlere bir milimetre çapında daireler çizin.

Bir delik açmak için 1,5 milimetrelik bir ekstrüzyon kesimi yapın. Ardından kutuyu ve deliği iki kez desenleyin. Dairesel desen fonksiyonunu kullanarak, ön düzlemde bir desen çizerek ve dairesel desen fonksiyonunu kullanarak ağırlığı daha da azaltmak için sürücü gövdesinde ek ekstrüzyon kesimleri yapın.

Bundan sonra, milimetre cinsinden belirtilen boyutlara sahip bir üst parça taslağı çizin. Ardından, 3B modelini yapmak için ekstrüzyon patron tabanını kullanın. Köşe işlevini kullanarak köşelere bir milimetre fileto ekleyin Sürücü tasarımı tamamlandığında, sürücü gövdesi ve üst parçalar çoğu 3D baskı hizmeti aracılığıyla basılabilir.

Bu prosedürde, düz bir yüzeye küçük bir çift taraflı bant parçası yerleştirin ve 31 gauge poliamid tüpleri yaklaşık sekiz santimetrelik parçalar halinde kesin. Ardından, ilk kılavuz boru katmanını çift taraflı bant üzerinde birbirine mümkün olduğunca yakın yerleştirin. Daha sonra poliimid tabakasının üzerine az miktarda ince siyanoakrilat tutkalı sürün.

Sonra hızlı bir şekilde ikinci bir poliamid tabakası yerleştirin. Bundan sonra, 26 gauge kanül kullanarak bir fiber optik yer tutucu oluşturun. Kanülün düzeneğe dahil edilmeden önce Teflon bazlı bir kayganlaştırıcı kullanılarak yağlandığından emin olun.

Ardından, poliamid demetine dik olarak dört ila beş milimetre epoksiden oluşan bir çizgi uygulayın. Epoksi sertleştikten sonra, iki ila üç saat sonra, bandı alt katmandan çıkarın ve epoksiyi diğer tarafa tekrar uygulayın. Epoksi sertleştikten sonra 26 gauge kanülü tekrar çıkarın.

Her biri bir hiper sürücü için kullanılabilen iki poliamid matrisi oluşturmak için bir tıraş bıçağı kullanarak ortadan bir kesim yapın. Şimdi, koni şablonunu bir saydamlık kağıdına yazdırın ve karşılık gelen bir ağır hizmet tipi alüminyum folyo tabakasını kesin. Alüminyum folyoya bir epoksi tabakası uygulayın ve ardından şeffaf kağıdı ağır bir nesne veya tahta bir dübel kullanarak hızlı bir şekilde uygulayın, epoksiyi eşit şekilde dağılacak şekilde düzeltin.

Ardından, koni şablonunu kesin ve bir timsah klipsi kullanarak birbirine kenetleyin. Son olarak, mikro sürücüyü monte etmek için parçaları kalıcı olarak sabitlemek için başka bir epoksi kullanın. İlk olarak, EIB'yi iki vida kullanarak sürücü gövdesine takın.

Ardından 26 gauge kanülü poliamid kılavuz tüp matrisinden yeniden yerleştirin. Kılavuz boruların EIB'ye dik olduğundan emin olmak için EIB'deki fiber optik deliği kullanarak poliamid matrisini sürücü gövdesiyle hizalayın. Bundan sonra, matrisi epoksi ile sürücü gövdesine takın ve epoksinin kılavuz borulara veya sürücü gövdesine akmadığından emin olun.

Son olarak, fazla epoksi bir dremel kullanılarak çıkarılır, ardından poliamid matrisindeki her bir kılavuz boruyu sürücü gövdesinin iç duvarındaki karşılık gelen bir brakete eşleyin. Her bir kılavuz tüpün üzerine ve brakete küçük bir 33 gauge poliamid halkası kaydırın. Ardından, her bir kılavuz tüpü sabitlemek için az miktarda siyanoakrilat yapıştırıcı uygulayın.

Son olarak, tüm aparatı epoksi ile sürücü gövdesinin iç duvarına tutturun ve poliamidi iç dudağın hemen üzerinde çıkıntı yapacak şekilde kesin. Ardından, özel yapım vidalardan birini bir üst parçanın orta deliğinden geçirerek ve ardından beş milimetrelik yaylardan birini yerleştirerek bir mikro sürücü düzeneği oluşturun. Üst parçanın dış deliğini raylardan birinin üzerine kaydırın ve vidayı yavaşça sürün.

Ardından, yay minimum sıkıştırılmış uzunluğuna ulaşana kadar vidayı sürün. Ve bu işlemi her ray mikro sürücüsü için tekrarlayın. Daha sonra, sürücü dizisini ters çevirin ve kılavuz boru matrisinin düzenini not edin.

Daha sonra, her bir mikro sürücüye karşılık gelen kılavuz tüpün konumunu haritalamak için kullanılır. Ardından ilgili mikro sürücünün kimliğini kaydedin. Şimdi, sürücü tabanının altından her bir kılavuz tüpe bir poli IDE tüpü yerleştirin.

Taşıyıcı borunun, tamamen alçaltılmış mikro sürücünün üst kısmından bir ila iki milimetre uzamasına izin verin. Ardından ilgili mikro sürücünün kimliğini kaydedin. Fotoğrafın üzerinde.

Poliamid tüpünü, mikro sürücüden yay veya vida üzerine geçmemesine dikkat ederek epoksi ile mikro sürücü desteğine takın. Ardından, tüm poliimid tüpleri mikro sürücü vida başının yüksekliğinde kesin ve poliimid matrisinin altına hizalayın. Ardından, EIB'yi iki vida kullanarak sürücü tabanına monte edin.

Bu noktada, sürücü dizisi stereo TRO'lar veya teros ile yüklenmeye hazırdır. Yüklemeden sonra, sürücüyü ters çevirin ve koruyucu koniyi sürücünün üzerine dikkatlice indirin, böylece yalnızca alt parça çıkıntı yapar, koniyi epoksi ile sürücü gövdesine takarak koruyucu koniyi sabitleyin. Koni takıldıktan sonra, küçük bir parça paslanmaz çelik tel soyun ve EIB'ye sabitleyin.

Koninin iç alüminyum kısmını bir iğne ile çizin ve çelik teli gümüş boya kullanarak koniye topraklayın. Gümüş boya kuruduktan sonra, bir miktar epoksi ile güçlendirin. İşte hiper sürücü implante edilmiş serbestçe hareket eden bir farenin görüntüsü.

Ve bunlar, bu fareden alınan iki tek birim dalga formu kaydının örnekleridir. Burada, fare beyninin, bazı elektrotların indirildiği lateral genant çekirdeği vurgulayan bir koronal bölümü gösterilmektedir. Ve burada, görsel stimülasyonla hizalanmış iki LGN nöronunun para uyaran zaman histogramlarının bir örneği verilmiştir.

İşte başka bir elektrot setinin indirildiği hipokampusu vurgulayan koronal bölüm. Bir hipokampal dalgalanmanın yerel alan potansiyel kaydının bir örneği burada gösterilmiştir Uygun deneyimle, bir gün içinde yeni bir hiper sürücü monte edilebilir. Bu prosedürde geliştirilen sürücüler, tanımlanmış nöron alt popülasyonlarını uyarmak ve kaydetmek için optogenetik gibi diğer tekniklerle birleştirilebilir.