Neuroscience
This content is Free 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.
Konstruktion och implementering av kolfibermikroelektrodmatriser för kroniska och akuta in vivo-inspelningar
Chapters
Summary August 5th, 2021
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Detta protokoll beskriver ett förfarande för att konstruera kolfiber mikroelektrod matriser för kroniska och akut in vivo elektrofysiologiska inspelningar i mus (Mus musculus) och iller(Mustela putorius furo) från flera hjärnregioner. Varje steg, efter inköp av råa kolfibrer till mikroelektrod array implantation, beskrivs i detalj, med tonvikt på mikroelektrod matris konstruktion.
Transcript
Bänkskivan som beskrivs här är en av de få för närvarande tillgängliga elektrodteknologier som tillåter inspelningar från täta kluster av neuroner och följer många av dessa nervceller över tid. Kolfibermikroelektrodmatriser är billiga att bygga. De är små, biokompatibla och rör sig med hjärnan, vilket möjliggör hälsosamma och stabila inspelningar.
Kolfibrer är extremt tunna och till en början är de mycket svåra att se. Men efter några dagars arbete med dem blir de lättare att manipulera. Till att börja med, lägg en bit dubbelsidig tejp på två långsidor av kassetten och justera tejpens kant med kassettens inre kant.
För att förbereda ett kolfibermanipulationsverktyg, linda en liten bit limfilm runt en 30 gauge nål för att bilda en skarp men flexibel punkt med filmen. Separera sedan enskilda fibrer från det bakade bunten och lägg dem parallellt med kortsidan av kassetten som håller ett två till tre millimeter avstånd. Efter att ha säkerställt monteringen av 20 till 30 fibrer på varje kassett, försegla fibrerna på plats genom att lägga tydlig tejp över dubbelstickbandet och placera de fyllda kassetterna i kassetthållaren.
För att montera kolfibermikroelektrodmatrisen, börja mata varje jordningstråd genom lämplig kanal på anslutningsänden av jiggen och fortsätt tills två ändar är lika långa. Vrid sedan ihop dem för att säkra dem på jiggen. Applicera UV-härdad tandcement för att säkra tråden samtidigt som du ser till att inte få någon tandcement inom den öppna kanalen från där tråden matas igenom.
Använd UV-härdstaven för att härda tandcementet i 20 sekunder och rikta jiggen och skruvstädet så att kontaktänden, handfatet och trattspetsen är synliga. Rikta sedan jiggen så att tratten pekar bort från användaren och kopplingen slutar vända mot användaren. Skjut sedan 25 gauge nålspetsen mot kassetten på den potentiella fiberborttagningsplatsen och skär ut en enda kolfiber ur kassetten.
Håll den nyskurna fria änden av fibern med hjälp av ett kolfiberverktyg och skär bort den andra änden av fibern från kassetten med hjälp av nålen. Använd sedan kolfiberverktyget igen för att plocka upp kolfibern så att ena änden är ungefär en centimeter lång från verktyget. Använd det fiberbundna kolfiberverktyget för att mata den kortare änden av fibern genom trattbiten från jigens mittbassäng.
Fortsätt att mata fibern genom jiggtratten tills större delen av fiberns längd är igenom. Mata fiberns baksida genom en tillgänglig kanal med hjälp av kolfiberverktyget. Fortsätt att mata genom baksidan tills cirka fem millimeter fiber sticker ut eller skärs till storlek om det behövs.
För att ta bort isoleringen i anslutningsänden, använd en vanlig gnisthjulsändare för att passera lågan över de exponerade fibrerna och mata sedan den flammande fibern genom jiggen så att den flammande fiberdelen nu är inom kanalen samtidigt som du ser till att inga fibrer sticker ut ur baksidan av jiggen. Applicera UV-härdad tandcement på jiggens handfatsfibrer för att fylla hela handfatet och täck öppningarna på både kanaler och tratt. När du har tagit bort jiggen från skruvstädet och orienterat jiggen så att tratten pekar nedåt, säkra jiggen med kopplingens ände pekande uppåt.
Fyll nålen med silvertryck och för försiktigt in nålen i en kanal tills den stoppas av tandcementet. För att fylla kanalen med färg, tryck långsamt ner sprutan medan du tar bort nålen från kanalen, doppa sedan en bomullsspetsapplikator i färgen tunnare och rengör basen på jiggytan på någon färg. Sätt nu in huvudstegskontakten i rätt riktning genom att justera stiften med kanalerna.
När huvudstegskontakten sitter rakt, upprätt och är så spolad till jiggen som möjligt, säkra huvudstegskontakten på jiggen genom att applicera dentalcement längs kanten där huvudstegskontakten möter jiggen och sedan UV-härda i 20 sekunder. För att skära elektrodspetsen till önskad längd, sänk elektroden i en bägare av avjoniserat eller destillerat vatten tills trattspetsen är helt nedsänkt och hålls normal till ytan. För nu ihop de enskilda kolfibrerna genom att ta bort elektroden från vattnet.
Lägg elektroden så att fibrerna ligger i jämnhöjd på styrytan och skär fibrerna till önskad längd med en skalpell i en rullande rörelse, fäst sedan elektroden på multielektrode impedanstestaren med lämplig adapter och testa impedansen. Sänk nu elektrodspetsen cirka två millimeter i ett mikrocentrifugerör på 0,1 molar PBS och sätt in jordningstråden i mikrocentrifugeröret. För att minska elektrodspetsens impedans, injicera en positiv ström med den valda amplituden och varaktigheten och skölj sedan fibrerna i avjoniserat eller destillerat vatten för att rengöra.
Därefter, för att utföra elektroplätering i guldpläteringslösningen, sänk elektrodbuntspetsen cirka två millimeter i mikrocentrifugeröret i pläteringsblandningen och sätt in jordningstråden i mikrocentrifugeröret. Ställ sedan in lämpliga parametrar för elektroplätering. Skölj fibrerna noggrant med avjoniserat eller destillerat vatten efter elektroplätering.
Den representativa SEM-bilden av beredd kolfiber visade en guldpläteringslösning koncentrerad vid spetsen. Fiberelektroptering i guld resulterade i minskade impedanser som var lämpliga för inspelningen. Impedansvärden från 300 kanaler efter inledande skärning, positiv ströminsprutning och elektroplätering visade minskade impedansvärden efter varje bearbetningssteg.
Måttliga elektropläteringslängder i guld gav de små och rundade avlagringarna på kolfiberbuntspetsarna. Dessutom analyserades stabil 64-kanals elektrofysiologisk aktivitet i retrosplenial cortex av en fritt beter sig vuxna manliga musen. Resultaten visade konsekvensen i inspelningskvalitet, robust identifiering av en enhet, konsekvens över tid som visas av icke-normaliserade spik vågformer och stabilt brusgolv.
Rå spänning spåras också 11 månader efter implantation visade robust lokal fält potential. Ett representativt exempel på en akut 16-kanals kolfiber mikroelektrod array inspelning förvärvas från den primära visuella cortex av en vuxen kvinnlig iller visas också här. Kolfibermikroelektrodmatriser möjliggör kortvarig eller kronisk registrering av närliggande nervceller i hjärnan under långa tidsperioder, vilket är viktigt för att förstå neurala kretsar.
Related 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.
