Neuroscience
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Kronisk implantation af flere fleksible polymer elektrode systemer
Chapters
Summary
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Beskrevet nedenfor er en metode til implantation af flere polymer elektrode arrays på tværs af anatomisk fjernt hjerneområder for kronisk elektrofysiologisk optagelse i frit bevægende rotter. Forberedelse og kirurgisk implantation er beskrevet i detaljer, med vægt på designprincipper for at vejlede tilpasningen af disse metoder til brug i andre arter.
Transcript
Metoden tillader overvågning af store, distribuerede neuronale populationer over dage, uger eller måneder, sætte spørgsmål om, hvordan disse befolkninger ændre og støtte kognitive funktioner inden for rækkevidde. Implantationen af flere polymerenheder og relateret implantatkonstruktion kombineres for at lave en optagelsesplatform, der er i stand til at tælle med høj kanal, multiregions-, langtids-, kontinuerlige og stabile optagelser. Demonstration af proceduren vil være Clay Smyth, en tekniker fra mit laboratorium.
For at forberede polymerelektrodearrayerne til indsættelse skal du indsætte en skrue gennem justerede lodret orienterede huller i de to indføringsstykker for at låse dem sammen og holde brikkerne i en skrue. Fastgør dobbeltsidet tape til toppen af det andet stykke, og fastgør det stabiliserende stykke til slutningen af det første stykke. Det stabiliserende stykke vil blive holdt på plads af friktion.
Juster elektrodearrayet manuelt, og fastgør indføringsbussen til det smalle endesegment i det første stykke. Når sonden flugter med den langsgående akse i stykke et, skal arraystikket til polyamid-dobbeltklæbende tape på den flade del af stykke to. Med plast tippet sceft, der kun forbinder polyamid fløj knyttet til array bånd, løft indsættelsen shuttle elektrode array enhed tip fra stykke et til ydersiden af stabiliserende stykke.
Påfør 10 mikroliter af et egnet klæbemiddel til enden af det første stykke. Brug plast tippet kraftbefædre til at kontakte kun polyamid fløj knyttet til array bånd, skal du bruge den firkantede fane af indsættelsesblomer til at justere enheden med det smalle segment af stykke et. Manipuler siden af silicium shuttle eller pind til at foretage små justering justeringer, idet du sørger for at undgå at anvende overdreven kraft til båndet eller skafter.
Brug derefter de nødvendige fordybninger til at påføre et let nedadgående tryk på begge sider af det stabiliserende stykke og fjerne det stabiliserende stykke fra samlingen uden at flytte arrayet. Dernæst indstille mikro manipulator af det første stykke til en udvidet position. Stemplet glider til en terminaldybde inde i stykke et.
Læg stykker et og to på tilbagetrækningsstempelet. Indstil mikromanipulatoren af det tredje stykke til en tilbagetrukket position. Sæt det andet stykke i den øverste del af stykke tre med hullerne justeret og belastning stykke tre på indsættelse mikro manipulator stempel.
Skru stykkerne på plads på undersiden af stykke tre, og læg og skru stykker to og tre sammen, så flytning af indsættelse mikro manipulator vil flytte hele indsættelsesapparatet. Fjern skruen, der holder stykker et og to sammen. Sæt derefter skruen ind i det laterale hul i stykke et vinkelret på stempelsporet, indtil skruen lægger pres på stemplet for at sikre, at stykke et bevæger sig i overensstemmelse med det tilbagetrækkende stempel.
Stykke et skal bevæge sig uafhængigt af stykke to, så en separat tilbagetrækning af indføringstransporten fra apparatet. Når enhedens konstruktion er færdig, skal du hurtigt sænke stereotaktisk instrumentet med 25 mikrometer pr. sekund ved at se indføringen under et stereomikroskop. Enheden vil ikke trænge ind i hjernen med det samme.
Graden af modstand og dimpling afhænger af målplaceringen og enhedens design. Når enheden er trængt ind i hjernen, skifte mikro manipulator hastighed til 10 mikrometer per sekund og sænke enheden til en til to millimeter over målet dybde, visualisere enheden vinger og det punkt indsættelse under sænkning for at undgå tidlig shuttle array udstationering. Når enheden når mellem en og 0,5 millimeter over måldybden, skal indsætningen sænkes til fem mikrometer pr. sekund.
Og så, når enheden er 500 mikrometer væk fra målet, langsom indsættelsen til en til to mikrometer per sekund. Når måldybden er nået, skal du tørre fastgørelsespunktet på grundstykket efter behov og derefter forankre begge polyamidvinger til basisstykkets fastgørelsessteder med et passende klæbemiddel. Før opløsning vises pinden som en kugleformet masse, der sidder oven på arrayet og indføringstransportgrænsefladen.
For at opløse pløkken drypper forsigtigt kropstemperatursnor på arrayet på det punkt, hvor pløkken er fastgjort til rumfærgen. Når pinden er helt opløst, vil grænserne for array være mærkbar fra rumfærgen og stykke et. Når systemet er fastgjort, skal du bruge tilbagetrækningsmikromanipulatoren til langsomt at trække indføringsbussen tilbage og fortsætte med at påføre individuelle dråber saltvand på arrayet, da den trækkes tilbage ved samme tilbagetrækningshastigheder, som enheden blev indsat, idet grænsefladen mellem arrayet og indføringsbussen observeres under tilbagetrækningen.
Da den trækkes tilbage, vil rumfærgen synligt adskilt fra polymerarrayet, som vises gennemsigtig gul mellem skafterne i indføringsbussen. Når enheden er helt trukket tilbage, skal du flytte arraystikket fra stykke to til et sted, der ikke forstyrrer efterfølgende indsættelser. Polymerelektrodearrayet indsættes i hjernen og ikke længere tilsluttes det stereotaktiske instrument.
Fjern indføringsbæst og anden indføringshardware. Udfør om nødvendigt yderligere indsættelser. Til konstruktion af implantatet, efter den endelige array indsættelse, tom saltvand fra bunden stykke, være omhyggelig med ikke at forstyrre de implanterede arrays eller bånd.
Fyld craniectomies og basen stykke med en passende kunstig dural fugemasse. Og lad fugemassen helbrede. Placer hardwarestikkene, hvor de ikke forstyrrer, og udfør om nødvendigt flere indsættelser.
Orienter og tilslut systemstikkene korrekt til optagehardwaren, så båndene er i deres endelige ønskede position. Endelig indkapsle båndene fra det punkt, hvor de forlader den kunstige dural fugemasse til stikket ender i en mere tyktflydende silikone gel. Efter denne protokol, en repræsentativ 1, 024 kanal neurale implantat optagelse gav 375 enkelt enheder.
I dette eksperiment blev optagelsesetiden for en enkelt enhed opretholdt i mindst 160 dage i data fra 19 enheder på tværs af tre forskellige rotter. Af de 15 funktionelle enheder blev der erhvervet et gennemsnit for optagelsesydelse på ca. en enkelt enhed pr. kanal, og individuelle enheder havde udbytter af nogle få enkeltenheder op til ca. to enheder pr. kanal. Under indføring af enheden er det vigtigt at sikre, at array-rumfærgen er tør.
Hvis det ikke er tilfældet, er der stor sandsynlighed for, at arrayet vil løsrive sig fra rumfærgen under forsøg på indsættelse. Teknikken er kompatibel med andre optagelse modaliteter, herunder mikroledninger, samt med manipulationer, herunder elektrisk simulering og optogenetik. Denne teknik giver os mulighed for at optage fra de samme neuroner på tværs af mange dage, hvilket gør det muligt at forstå, hvordan svarene ændrer sig over tid.
Tags
Neurovidenskab mikroelektrode arrays polymer neurale sonder polymer elektrode arrays kronisk implantation Elektrofysiologi gnaver lokal felt potentiale enkelt enhed Neuron multi-site optagelseRelated Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
