Çoklu Esnek Polimer Elektrot Dizilerinin Kronik İmplantasyonu

Yöntem, büyük, dağıtılmış nöronal popülasyonların günler, haftalar veya aylar boyunca izlenmesine olanak sağlar ve bu popülasyonların nasıl değiştiği ve bilişsel işlevleri nasıl desteklediği ne kadar önemli sorular alabildiğini sorgular. Birden fazla polimer cihazın ve ilgili implant konstrüksiyonunun implantasyonu, yüksek kanal lı sayım, çok bölgeli, uzun süreli, sürekli ve kararlı kayıtlar alabilen bir kayıt platformu yapmak için bir araya getirmektedir. Prosedürü gösteren Clay Smyth, laboratuvarımdan bir teknisyen olacak.

Polimer elektrot dizilerini yerleştirmeye hazırlamak için, iki ekleme parçasındaki hizalanmış dikey olarak yönlendirilmiş deliklerden bir vida yerleştirin ve parçaları bir şekilde tutun. İkinci parçanın üstüne çift taraflı bant takın ve sabitleme parçasını ilk parçanın sonuna takın. Sabitleme parçası sürtünme ile yerinde tutulacaktır.

Elektrot dizisini manuel olarak hizalayın ve ekleme mekiğiilk parçanın dar uç segmentine takın. Sonda birinci parçanın uzunlamasına ekseni ile hizalandığında, dizi konektörünü ikinci parçanın düz kısmındaki poliamid çift taraflı teybine yapıştırın. Sadece dizi şeridine bağlı poliamid kanadını bağlayan plastik uçlu forsepsile, ekleme mekiği elektrot dizilimi cihaz ucunu bir parçadan sabitleme parçasının dış ucuna kaldırın.

İlk parçanın sonuna uygun bir yapıştırıcının 10 mikrolitresini uygulayın. Yalnızca dizi şeridine bağlı poliamid kanadıile temas etmek için plastik uçlu forsepsleri kullanarak, cihazı parça birin dar segmentiyle yeniden hizalamak için ekleme mekiğinin kare sekmesini kullanın. Küçük hizalama ayarlamaları yapmak için silikon mekiğinin veya mandalın yan tarafını manipüle edin, kurdele veya saplara aşırı güç uygulamamaya özen.

Daha sonra sabitleme parçasının her iki tarafına hafif çetrene basınç uygulamak için forsepsleri kullanın ve sabitleme parçasını diziyi hareket ettirmeden montajdan çıkarın. Ardından, ilk parçanın mikro manipülatörüuzun bir konuma ayarlayın. Piston, birinci parçanın içinde terminal derinliğe doğru kayar.

Geri çekme pistonuna bir ve iki adet yükleyin. Üçüncü parçanın mikro manipülatörü geri çekilen bir konuma ayarlayın. İkinci parçayı üç parçanın üst kısmına delikler hizalanmış olarak yerleştirin ve üç parçayı ekleme mikro manipülatör pistonuna yükleyin.

Parçaları üçüncü parçanın alt tarafına yerleştirin ve iki ve üç parçayı birbirine birleştirin, böylece ekleme mikro manipülatörü tüm ekleme aparatını hareket ettirin. Bir ve iki parçayı bir arada tutan vidayı çıkarın. Daha sonra vida, geri çekilen pistonuna uygun hareket etmesini sağlamak için pistonun üzerine basınç uygulayana kadar vidayı parçanın yanal deliğine bir dik olarak yerleştirin.

Parça bir, ekleme mekiğinin cihazdan ayrı bir geri çekilmesine izin vererek ikinci parçadan bağımsız hareket etmelidir. Cihaz yapısı tamamlandığında, eklemeyi stereo mikroskop altında görüntülemek, stereotaktik aleti saniyede 25 mikrometrehızla düşürün. Cihaz beyne hemen girmeyecek.

Direnç ve karartma derecesi hedef konuma ve cihaz tasarımına bağlıdır. Cihaz beyne girdikten sonra, mikro manipülatör hızını saniyede 10 mikrometreye çevirin ve cihazı hedef derinliğin bir ila iki milimetre yukarısına düşürün, cihazın kanatlarını ve erken mekik dizisi nin ayrılmasını önlemek için indirme sırasında ekleme noktasını görselleştirin. Cihaz hedef derinliğin bir ila 0,5 milimetre üzerine ulaştığında, eklemeyi saniyede beş mikrometreye kadar yavaşlatın.

Ve sonra, cihaz hedeften 500 mikrometre uzakta olduğunda, eklemeyi saniyede bir ila iki mikrometreye kadar yavaşlatın. Hedef derinliğe ulaşıldığında, taban parçasıüzerindeki bağlantı noktasını gerektiği gibi kurutun ve her iki poliamid kanadı da uygun bir yapıştırıcı ile baz parçası ek bölgelerine sabitleyin. Çözülmeden önce, mandal dizi ve ekleme mekik arayüzü üzerinde oturan bir küresel kütle olarak görünecektir.

Mandayı eritmek için, mandalın mekiğe yapıştırıldığı noktadaki diziye vücut ısısını hafifçe damlatın. Mandal tamamen çözüldüğünde, dizinin sınırları mekik ve parça bir den ayırt edilebilir olacaktır. Dizi yerinde sabitlendikten sonra, ekleme mekiğinin yavaşça çekilmesi için geri çekme mikromanipülatörü kullanın, cihaz takılıyken aynı geri çekme hızlarında geri çekilirken tek tek tuzlu su damlalarını diziye uygulamaya devam ederek, geri çekme sırasında dizi ile ekleme mekiği arasındaki arabirimi gözlemleyerek.

Geri çekildiğinde, mekik polimer diziden gözle görülür bir şekilde ayrılacak ve ekleme mekiğinin sapları arasında yarı saydam sarı görünecektir. Aygıt tamamen geri çekildiğinde, dizi konektörünü ikinci parçadan sonraki eklemeleri engellemeyecek bir konuma taşıyın. Polimer elektrot dizisi beyne yerverilecek ve artık stereotaktik alete bağlı olmayacak.

Ekleme mekiği ve diğer ekleme donanımını çıkarın. Gerekirse, ek eklemeler gerçekleştirin. İmplantın inşası için, son dizi takıldıktan sonra, temel parçadan boş tuzlu, implante edilmiş dizileri veya şeritleri bozmamaya dikkat edin.

Uygun bir yapay dural dolgu ile kraniektomiler ve temel parça doldurun. Ve dolgu nun tedavi etmesine izin ver. Donanım bağlayıcılarını müdahale etmeyecekleri bir yere yerleştirin ve gerekirse birden çok ekleme gerçekleştirin.

Dizi konektörlerini kayıt donanımına uygun şekilde yönlendirin ve takın, böylece şeritler istenilen son konumdadır. Son olarak, konektör e yapay dural dolgu bırakmak noktadan şeritler kaplı daha viskoz silikon jel biter. Bu protokolün ardından, temsili 1, 024 kanalnör implant kaydı 375 adet tek ünite vermiştir.

Bu deneyde, tek bir birim için kayıt uzun ömürlü üç farklı sıçan lar arasında 19 cihazlardan veri en az 160 gün boyunca muhafaza edildi. 15 işlevsel cihazdan, kanal başına yaklaşık bir birimlik kayıt verim ortalaması elde edildi ve tek tek aygıtlar kanal başına yaklaşık iki üniteye kadar birkaç tek birim verim elde etti. Cihaz ekleme sırasında, dizi mekiğinin kuru olduğundan emin olmak önemlidir.

Değilse, ekleme girişimi sırasında dizinin mekikten ayrılması olasılığı yüksektir. Bu teknik, mikro teller de dahil olmak üzere diğer kayıt yöntemlerinin yanı sıra elektrik simülasyonu ve optogenetik de dahil olmak üzere manipülasyonlarla uyumludur. Bu teknik, yanıtların zaman içinde nasıl değiştiğini anlamamızı mümkün kıldığı, günler boyunca aynı nöronlardan kayıt yapmamızı sağlar.