Bir Kemirgen Modelinde Yüksek yoğunluklu Elektroensefalografik Toplama Düşük maliyetli ve Açık kaynak Kaynakları Kullanma

Bu metodolojinin genel amacı, kronik yüksek yoğunluklu bir transkraniyal elektrot dizisinden oluşturmak ve kaydetmek için düşük maliyetli bir alternatif protokol göstermektir. Bu yöntem, nöronal ağların büyük ölçekli organizasyonu ve duyusal uyarılmış tepkilerin mekansal ve zamansal özellikleri gibi sinirbilimdeki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajları, düşük maliyeti, tekrarlanabilirliği ve deneye özel özelleştirme kolaylığıdır.

Bu yöntem, elektroensefalografik verilerin karmaşık analizleri hakkında fikir verebilse de, uygulaması anesteziyoloji, epilepsi ve uyku nörobiyolojisi çalışmaları için idealdir. Başlığı yapmak için, ikiye elli iğneli bir tuğlanın pimlerini çok hafif bir oje tabakasıyla yalıtarak başlayın. Ardından, bir cımbızla, yuva uçlarını tuğladan iterek her sekizinci pim sırasını çıkarın.

Cila tamamen kuruduktan sonra, küçük bir bez ve aseton ile pimlerin uçlarındaki kaplamayı çıkarın. Ardından, bir tıraş bıçağı veya tel kesiciler kullanarak, ikiye yedi pimli tuğlalar yapmak için blokları kesin. Bu tuğlalardan ikisi transkraniyal EEG elektrotları olarak işlev görecektir.

Daha sonra, ikiye elli tuğlanın her iki ucundan, aynı işlemi kullanarak EMG sinyalini kaydetmek için iki adet bire iki pimli tuğla hazırlayın. Her bir bire iki tuğla, ikiye elli tuğlanın dış düz kenarlarından birini tutmalıdır. Tam dizinin iki yarısını tamamlamak için, bir tuğlanın birer ikişer pim deliklerini ve pimlerini, ikiye yedi tuğlanın en arkadaki pim sırasıyla hizalayın.

Ardından, pürüzsüz yüzeylerini yapıştırmak için iki parçalı bir epoksi kullanın ve gerekirse bağlantıyı daha fazla epoksi ile güçlendirin. İki yarının gece boyunca kürlenmesine izin verin. İki torasik EMG teli yapmak için 3 cm'lik yalıtımlı gümüş bir tel ile başlayın.

Bir ucundan 1 cm'lik yalıtımı çıkarın ve bir cımbızın etrafına sararak çıplak telin üzerine iki halka ekleyin. Ardından diğer ucundan 25 mm'lik yalıtımı çıkarın. Şimdi, 1.5 cm'lik bir tel ile başlayarak iki benzer servikal EMG telini yapın.

Her bir başlığın yarısından, en uzak ön sıradaki yan pimi çıkarın, çünkü bu pim ilgili dokulara temas etmeyecektir. Telleri takmak için, tuğlaların pimlerini uçlarından 3 mm kesin. Daha sonra ön pime bir servikal EMG teli ve arka pime bir torasik EMG teli lehimleyin.

Devam etmeden önce, her bir pimin elektriksel olarak izole edildiğinden emin olmak için süreklilik modunda bir multimetre kullanın. Uçları farklı pin kombinasyonlarına bağlayın ve bir çift elektriksel olarak bağlanmışsa, sayaç sesli bir bip sesi çıkaracaktır. Kuruduktan sonra, EMG tellerini minimum yanal yer değiştirme ile AP eksenine paralel olana kadar bükün.

Ardından lehimli bağlantıları oje ile örtün. Şimdi, tel kesiciler ve bir beyin atlası yardımıyla pim uzunluklarını ayarlayın. Bregmadan ventral mesafesi en büyük olacak pimi bulun.

Bu pimi kesmeyin, ancak diğer tüm pimleri bu pime göre kırpın. Başlıkları tamamlamak için, bir aplikatör kalemi kullanarak tüm pim uçlarını gümüş bir solüsyonla kapatın. Bir adaptör hazırlamak için 36 konumlu çift sıralı erkek nano konektörle başlayın.

İlk olarak, konektör kablolarını 2 cm'lik düzgün bir uzunluğa kadar tıraş bıçağıyla indirin. Ve sonra her telin ucundan 2,5 mm tel soyun. Son olarak, ince tel tellerini bir araya getirin ve kalaylı telden soyulmuş yalıtımı kesin.

Ardından, iki x elli pimli bir blok şeritli bir şeritli başlıktan başlığa eşleşen bir erkek-erkek konektör oluşturun. Daha önce olduğu gibi, iki adet ikişer ikişer yedi ve iki adet ikişer birer hazırlayın. Şimdi, nano konektörden gelen topraklama kablolarından birini, bregmanın 0.6 mm önünde ve 1 mm yanlarında olan pime lehimleyin.

Bu pin, bir RHD 2132 amplifikatör çipi kullanırken referans ve toprak olarak işlev görür. Ardından, kalaylı nano konektör kablolarını topraklama pimi bağlantısıyla aynı tarafa lehimleyin. Her kablo belirli bir kanalla eşleştiğinden, amplifikatör kafası aşamasının bir kanal haritası diyagramına bakın ve kanalları haritalayın.

Tüm teller ilgili pimlerine lehimlendikten sonra, kullanılmayan kabloları kesin. Ardından, her bir pimin diğer pimlerden elektriksel olarak izole edildiğinden emin olmak için bir voltmetre kullanın. Elektrik izolasyonu onaylandıktan sonra, her bir pimi daha fazla yalıtmak için her bir lehim bağlantısının etrafına ince bir kat oje sürün.

Ardından, iki parçalı bir epoksi kullanarak, eşleşen nano adaptörü erkek-erkek tuğlalar üzerindeki iki taraflı pim dizilerine güçlendirin. Adaptörlerin medial kısımlarında fazla epoksi bulunamaz, çünkü bu, başlıkların aynı anda takılmasını önleyecektir. Daha fazla dayanıklılık için, nano konektörün tabanını epoksiye koyun.

Tüm lehim bağlantılarını epoksi ile kapladığınızdan emin olun. Epoksi kuruduktan sonra, empedans ölçümlerini kullanarak kanal eşlemesini onaylayın. Fare güvenli bir şekilde kurulduktan ve bregma stereotaksik koordinat sisteminin kökeni olarak tanımlandıktan sonra, kafatasını medial lateral eksende ve ön arka eksende düzleştirin.

Ardından, 0,5 mm çapında bir mikro matkap ucu kullanarak, bregmanın 3,3 mm önünden başlayıp bregmanın 4,5 mm arkasından bitirerek orta hattan 1,3 mm aralıklarla ve 1 mm çapak delikleri açın. İki taraflı olarak iki sıra yapın. Ardından, orta hattın her iki tarafında 1,3 mm aralıklı, bregmanın 2 mm önünden başlayan ve bregmanın 4,5 mm arkasında biten çapak delikleri açın.

Şimdi, başlıkları implante edin. Düz forseps ile torasik EMG telleri için EMG tel tünelleri hazırlayın. Farenin arkasından, derinin 2,5 cm altına tünel açın ve EMG tellerini boşluğa yerleştirin.

Daha sonra, EEG tuğlasını, pimler çapak delikleriyle aynı hizaya gelecek şekilde kavisli forsepslerle hareket ettirin. Hafif bir baskı uygulayın ve pimleri kafatasına doğru hareket ettirin. EEG, düzgün bir şekilde yerleştirildikten sonra stabil olacaktır.

Ardından, EMG tellerini son konumlarına ayarlayın. Yerleştirildikten sonra, çapraz bağlama bileşiği ile bire bir metil metakrilat karışımı hazırlayın. Ardından, açıkta kalan kafatasını, pim elektrotlarının çivi cilalı kısımlarını ve EMG tellerinin proksimal kısmını çimento ile kaplayın.

Başlığın dişi yuvalarını örtmeyin veya hayvanın kürküne herhangi bir çimento sokmayın. Çimento kuruduktan sonra montaj prosedürü tamamlanır. Fareyi stereotaksik çerçeveden çıkarın ve hayati belirtileri izlerken iyileşmesine izin verin.

Ameliyattan iki hafta sonra, tamamen iyileşmiş bir fare, alışma için adaptör aracılığıyla bir kayıt kablosuna bağlanabilir. Fareler alıştıktan sonra deneylerde kullanılabilirler. Bir adaptör, amplifikatör ve standart arabirim kablosu aracılığıyla bir fareyi kayıt kartına bağladıktan sonra, Open E-Fizz kayıt yazılımını açın.

Burada, modülleri sinyal zincirine sürükleyerek bir ritim FPGA ve LFP görüntüleyici sinyal zinciri oluşturun. Ardından, saniyede 30.0 kiloluk elektrot empedans değerleri elde edin. Ardından kayıt için istediğiniz örnekleme hızını seçin.

İstenirse filtreler sinyal zincirine de sürüklenebilir. Veriler için bir kaydetme yolu ve istenen örnekleme hızı seçerek devam edin. Ardından LFP görüntüleyici penceresine tıklayın ve oynat düğmesine basın.

Şimdi, EEG'yi görselleştirmek için çizim yöntemini kullanarak, sinyal genliğini, tarama hızını ve kullanımda olan herhangi bir filtrenin ayarlarını değiştirerek görünümü ayarlayın. Tüm ayarlar yapıldıktan sonra kayıt yapmaya başlayın. Veriler, yüksek yoğunluklu bir EEG başlığı ile implante edilmiş serbestçe hareket eden bir fareden toplandı.

Torasik EMG kaydı, kalpten kaynaklanan gömülü elektriksel aktivite içerir. Servikal EMG, kas tonusu hakkında bilgi içerir. Bireysel EEG dalga formları, kanal haritalama şemasına karşılık gelir.

Bu kayıtla, elektrokardiyografik QRS ani yükselmeleri arasındaki süreyi ölçerek farenin kalp atış hızını hesaplamak mümkündür. Benzer şekilde, göğüs boşluğu her nefeste genişleyip daraldıkça QRS spike'ın fazik değişkenliğini hesaplayarak farenin solunum hızını ölçmek mümkündür. Bu nedenle, bu kurulum murin polisomnografisinin edinilmesine izin verir.

Bu kurulum, görsel uyarılmış potansiyellerin kortikal haritalanmasını sağlar. On milisaniyelik bir ışık darbesi sadece sol göze iletildiğinde, kontralateral primer görsel kortekste klasik yanıtlar kaydedilir, ardından kontralateral ikincil görsel kortekste gecikmiş bir yanıt gelir. Bu, kontralateral V1 ve V2'de tüm kortikal yüzey boyunca zamanla değişen elektrik potansiyellerinde kolayca görülür. Bu videoyu izledikten sonra, bir kemirgen modeli için yüksek yoğunluklu mikroelektrot dizilerinin nasıl oluşturulacağını ve implante edilen diziden nasıl kayıt yapılacağını iyi anlamış olmalısınız.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu tekniğin yapım ve implantasyon kısımları, uygun şekilde yapılırsa iki saat içinde yapılabilir. Bu prosedürü denerken, duraya nüfuz etmeden uygun epidural elektrot teması oluşturmayı unutmamak önemlidir. Pimlerin kesilmesi ve başlıkların implante edilmesi sırasındaki dikkat, uygun elektrot teması için en iyi şansı yaratacaktır.

İyi şanslar!