Unser Hybrid-Mikroantriebsdesign ermöglicht es Experimentatoren, nicht nur aus mehreren Hirnregionen aufzunehmen, sondern auch verschiedene Arten von Elektroden zu wählen, um Die Ausbeute und Stabilität zu optimieren. Wir kombinierten neun Tetrodes, eine Silizium-Linearsonde und Faseroptiken, die in einem Microdrive-Array für In-vivo-Experimente mit frei beweglichen Mäusen einstellbar und wiederverwendbar sind. Diese Technik kann leicht an andere größere Tiere wie Ratten oder Marmosets angepasst werden.
Siliziumsonden sind extrem zerbrechlich. Wir müssen vorsichtig sein, wenn wir mit den Sonden umgehen, zum Beispiel bei der Anpassung der Glasfaser und beim Drehen der Shuttle-Baugruppe in den Mikroantrieb. Das Microdrive-Array besteht aus fünf Teilen.
Um die Microdrive-Schraube für die Siliziumsonde vorzubereiten, drucken Sie zunächst 3D ein Kunststoffmuster des Mikroantriebs und legen Sie Klebeband um das Muster, um eine temporäre Wand um das Muster zu machen. Gießen Sie flüssiges Siliziumgel in das Muster und entfernen Sie Luftblasen mit sanftem Schütteln. Wenn das Silizium ausgehärtet ist, entfernen Sie vorsichtig die Silizium-Gelform aus dem Muster.
Als nächstes verwenden Sie einen Drehschleifer, um 18 und 9,5 mm Längen von 23 Gauge Edelstahl-Drahtrohr zu schneiden und verwenden Sie den Schleifer, um die oberen 2 bis 3 mm der Rohre zu authemmen. Tragen Sie ein kleines Volumen Siliziumöl auf eine benutzerdefinierte Schraube auf und stellen Sie die Rohre ein und schrauben Sie in die Form. Gießen Sie Dental-Acryl in die Form und verwenden Sie eine Spritze, um Luftblasen um die Rohre und die Schraube zu beseitigen.
Wenn das Zahnacryl vollständig ausgehärtet ist, entfernen Sie die Mikroantriebsschraube aus der Form und verwenden Sie zangen, um 6mm von einem Ende der 18mm Drahtspitze in einen 60-Grad-Winkel zu biegen. Drehen Sie mit einem Drehwerkzeug die Mikroantriebsschraube, um die Qualität zu überprüfen, und installieren Sie dann die Microdrive-Schraube in den Microdrive-Array-Körper und drehen Sie die Schraube, um zu überprüfen, ob sie sich sanft nach oben und unten bewegen kann. Um den Shuttle für die Siliziumsonde vorzubereiten, verwenden Sie eine scharfe Schere, um zwei 5mm Längen von PEEK zu schneiden und die Rohre auf beiden Seiten des Shuttles auszurichten.
Kleben Sie die Rohre mit Epoxid an den Shuttle und tragen Sie ein kleines Volumen Siliziumöl auf die Führungspfosten auf. Wenn das Epoxid getrocknet ist, legen Sie den Shuttle über die Leitpfosten des Microdrive-Array-Körpers, um die Qualität zu überprüfen. Der Shuttle sollte sich reibungslos ohne übermäßige Reibung bewegen.
Zur Vorbereitung der Optorode verwenden Sie einen Rubi-Cutter, um ein Stück Glasfaser auf 21mm Länge zu spalten und die Faserspitze zu schleifen, bis sie flach und glänzend ist. Wenn die Spitze fertig ist, legen Sie die Glasfaser vorsichtig auf die Vorderseite der Siliziumsonde 200 bis 300 Mikrometer über der Oberseite der Elektrodenstellen und sichern Sie die Faser vorübergehend mit transparentem Klebeband, dann kleben Sie die Glasfaser mit einem kleinen Epoxidvolumen an die Basis der Siliziumsonde und lassen Sie das Epoxid fünf Stunden lang aushärten. Um den Shuttle an der Siliziumsonde zu befestigen, tragen Sie ein kleines Epoxidvolumen an der Rückseite der Silizium-Sondenbasis auf und halten Sie den unteren Teil des Shuttles zwei bis drei Minuten lang vorsichtig gegen die Silizium-Sondenbasis, um die Bildung einer Lücke zwischen dem Shuttle und der Silizium-Sondenbasis zu vermeiden.
Wenn das Epoxid vollständig ausgehärtet ist, halten Sie die Nut des Shuttles mit feiner Pinzette und verwenden Sie ein Mikroskop, um die Shuttle-Röhren vorsichtig auf die Führungspfosten des Hauptkörpers zu legen. Drehen Sie die Schraube, um die Microdrive-Schraube in das Schraubloch einzufügen, und stecken Sie die Spitze des L-förmigen Rohres in die Nut des Pendelkopfes, um die Siliziumsonde und die Microdrive-Schraube einzuschalten. Als nächstes schneiden Sie zwei Zahlen 0 Schrauben auf eine 3,5 mm Gewindelänge und schleifen Sie die Spitzen, um Grate zu entfernen.
Legen Sie den Sondensteckerhalter auf den Arraykörper und legen Sie den elektrischen Silizium-Sondenstecker in den Halter ein. Setzen Sie die Anzahl 0 Schrauben ein, um den Sondensteckerhalter zu halten. Verwenden Sie Epoxid, um den Silizium-Sondenstecker im Halter zu sichern, wobei darauf geachtet wird, die Sonde nicht an den Microdrive-Array-Körper zu kleben.
Um den Ferrule-Halter an der Opto-Silizium-Sonde und dem Microdrive-Array-Körper zu befestigen, schneiden Sie zwei Zahlen-0-Schrauben auf eine 6mm Gewindelänge und schleifen Sie die Spitzen. Schleifen Sie die Außenseite von zwei Nummer 0 Maschinenschraubenmuttern, um kleine Sechskantmuttern mit 2,5 bis 3mm Außendurchmessern herzustellen, und setzen Sie die Zahl 0 Schraube in Komponente A des Halters ein. Kleben Sie die Schraubenköpfe mit Epoxid.
Tragen Sie ein kleines Volumen Siliziumfett auf die Komponenten A und B auf, um die Reibung mit dem Körper zu reduzieren. Verwenden Sie inverse Pinzette, um Komponente A vorübergehend in den Körper einzufügen und setzen Sie Komponente B auf die Schrauben der Komponente A.Thread die kundenspezifischen Muttern auf die Schrauben und verwenden Zange, um die Muttern zu straffen, um den Ferrule-Halter auf dem Körper zu befestigen. Setzen Sie die Faserferrule in die Nut des Faserferrulehalters ein und achten Sie darauf, dass die Faserferrule 4 bis 5 mm vom Halter herausklebt.
Tragen Sie eine kleine Menge Epoxid zwischen der Ferrule und der Halternut auf. Wenn das Epoxid ausgehärtet ist, lösen Sie die Muttern und drehen Sie die Mikroantriebsschraube, um den Shuttle- und Ferrule-Halter auf sanfte Bewegung zu überprüfen, und bestätigen Sie dann, dass sich die Sondenspitze vollständig in den Körper zurückzieht, wenn sich der Ferrulehalter an der obersten Position befindet und die Shuttle-Rohre noch mit den Führungspfosten verbunden sind. Um den Schirmkegel zu befestigen, befestigen Sie zwei 3,5-mm-Schrauben mit der Nummer 0 von der Außenseite des Kegels, um den Microdrive an Ort und Stelle zu halten.
Das Microdrive-Array kann innerhalb von fünf Tagen eingerichtet werden, wenn die Konstruktion gemäß der in der Tabelle beschriebenen Zeitachse abgeschlossen ist. Nach der Tetrode-Anpassung kann die Verhaltensleistung auf einer linearen Spur und in einem offenen Feld getestet werden. In beiden Experimenten darf die Maus ca. 30 Minuten frei erforschen, während die elektrophysiologischen Signale während der Aufnahmesitzung ohne starke bewegungsbedingte Geräusche aufgezeichnet werden.
Die Lichtstimulation kann dann an der medialen entorhinalen Kortex durchgeführt werden, um die mediale entorhinale Kortexschicht 3 Neuronen zu stimulieren, die auf das CA1-Unterfeld des Hippocampus projizieren. Spontane Spionageaktivitäten und lokale Feldpotentiale werden dann von den Tetroden und der Siliziumsonde aufgezeichnet, wenn die Maus schläft. In diesem repräsentativen Experiment zeigten die in den Tetroden aufgezeichneten linken Feldpotentiale große Wellenaktivitäten, die darauf hindeuteten, dass alle Tetrodes in der Nähe der PYRAMIDalen Zellschicht CA1 positioniert waren.
Lichtinduzierte reaktionsfähige Aktivitäten in diesem Test wurden zuerst im medialen entorinalen Kortex beobachtet, gefolgt von Aktivitäten innerhalb von CA1 mit 13 bis 18 Millisekunden Latenzzeit. Achten Sie darauf, die Opto-Silizium-Sonde in einem elektrostatisch freien Umfeld in den Mikroantriebskörper einzufügen. Der Abschirmkegel kann durch Materialien wie ein Blatt Papier und Klebeband ersetzt werden.
Dies verringert die Rate des Microdrive um bis zu 20%Unser Mikroantriebsdesign bietet flexible Möglichkeiten für eine effektive Kombination von Aufzeichnungselektroden, um mehrere Hirnregionen zu messen und zu manipulieren und die Dynamik und Wechselwirkungen verschiedener Gehirnstrukturen zu untersuchen.
