Nuestro diseño híbrido de micromotores permite a los experimentadores no sólo grabar desde múltiples regiones cerebrales, sino también elegir diferentes tipos de electrodos para optimizar el rendimiento y la estabilidad. Combinamos nueve tetrodos, una sonda lineal de silicio y fibra óptica que son ajustables y reutilizables en una matriz de micromotores para experimentos in vivo con ratones en movimiento libre. Esta técnica se puede adaptar fácilmente a otros animales más grandes como ratas o marmotas.
Las sondas de silicio son extremadamente frágiles. Tenemos que tener cuidado al tratar con las sondas, por ejemplo, al adaptar la fibra óptica y al girar el conjunto del volante en el micromotor. La matriz de micromotores consta de cinco partes.
Para preparar el tornillo de micromotor para la sonda de silicio primero 3D imprimir un patrón de plástico de la micromotora y colocar la cinta alrededor del patrón para hacer una pared temporal alrededor del patrón. Vierta el gel de silicio líquido en el patrón y elimine las burbujas de aire con un suave temblor. Cuando el silicio se haya curado, retire cuidadosamente el molde de gel de silicio del patrón.
A continuación, utilice una amoladora giratoria para cortar longitudes de 18 y 9,5 mm de tubo de alambre de acero inoxidable de calibre 23 y utilice la amoladora para áspera la parte superior de 2 a 3 mm de los tubos. Aplique un pequeño volumen de aceite de silicio a un tornillo personalizado y ajuste los tubos y atornille el molde. Vierta el acrílico dental en el molde y utilice una jeringa para eliminar cualquier burbuja de aire alrededor de los tubos y el tornillo.
Cuando el acrílico dental se haya curado completamente, retire el tornillo de micromotor del molde y utilice alicates para doblar 6 mm desde un extremo de la punta del alambre de 18 mm hasta un ángulo de 60 grados. Con una herramienta de torneado, gire el tornillo de micromotor para comprobar la calidad y, a continuación, instale el tornillo de micromotor en el cuerpo de la matriz de micromotores y gire el tornillo para comprobar si es capaz de moverse hacia arriba y hacia abajo sin problemas. Para preparar el volante para la sonda de silicio utilice tijeras afiladas para cortar dos longitudes de 5 mm de PEEK y alinear los tubos a ambos lados de la lanzadera.
Pegue los tubos a la lanzadera con epoxi y aplique un pequeño volumen de aceite de silicio a los postes guía. Cuando el epoxi se haya secado, coloque el volante sobre los postes guía del cuerpo de la matriz de micromotores para comprobar la calidad. El volante debe moverse suavemente sin fricción excesiva.
Para preparar el optorode utilice un cortador Rubi para cortar un trozo de fibra óptica a 21 mm de longitud y moler la punta de fibra hasta que esté plana y brillante. Cuando la punta esté lista, coloque suavemente la fibra óptica en la parte frontal de la sonda de silicio de 200 a 300 micrómetros por encima de la parte superior de los sitios de electrodos y asegure temporalmente la fibra con cinta transparente y luego pegue la fibra óptica a la base de la sonda de silicio con un pequeño volumen de epoxi y permita que el epoxi se cure durante cinco horas. Para fijar el volante a la sonda de silicio, aplique un pequeño volumen de epoxi en la parte posterior de la base de la sonda de silicio y sostenga suavemente la parte inferior del volante contra la base de la sonda de silicio durante dos o tres minutos para evitar la formación de un hueco entre el volante y la base de la sonda de silicio.
Cuando el epoxi se haya curado completamente, sostenga la ranura de la lanzadera con pinzas finas y utilice un microscopio para colocar cuidadosamente los tubos del volante en los postes guía del cuerpo principal. Gire el tornillo para insertar el tornillo de micromotor en el orificio del tornillo e inserte la punta del tubo en forma de L en la ranura del cabezal del volante para enganchar la sonda de silicio y el tornillo de micromotor. A continuación, corte dos tornillos número 0 a una longitud de rosca de 3,5 mm y muele las puntas para eliminar las rebabas.
Coloque el soporte del conector de la sonda en el cuerpo de la matriz e inserte el conector eléctrico de la sonda de silicio en el soporte. Inserte los tornillos número 0 para sujetar el soporte del conector de la sonda. Utilice epoxi para fijar el conector de la sonda de silicio en el soporte teniendo cuidado de no pegar la sonda al cuerpo de la matriz de micromotores.
Para fijar el soporte de la férula a la sonda de opto-silicio y al cuerpo de la matriz de micromotores, corte dos tornillos número 0 a una longitud de rosca de 6 mm y muele las puntas. Moler el exterior de dos tuercas de tornillo de la máquina número 0 para hacer tuercas hexagonales pequeñas con diámetros exteriores de 2,5 a 3 mm e insertar el tornillo número 0 en el componente A del soporte. Pegue las cabezas de tornillo con epoxi.
Aplique un pequeño volumen de grasa de silicio a los componentes A y B para reducir la fricción con el cuerpo. Utilice pinzas inversas para insertar temporalmente el componente A en el cuerpo y coloque el componente B en los tornillos del componente A.Thread las tuercas personalizadas en los tornillos y utilice alicates para apretar las tuercas para fijar el soporte de la férula en el cuerpo. Inserte la férula de fibra en la ranura del soporte de la férula de fibra teniendo cuidado de que la férula de fibra se pegue de 4 a 5 mm fuera del soporte.
Aplique una pequeña cantidad de epoxi entre la férula y la ranura del soporte. Cuando el epoxi esté curado, afloje las tuercas y gire el tornillo de micromotor para comprobar el movimiento suave del volante y del portabas y luego confirme que la punta de la sonda se retrae completamente en el cuerpo cuando el soporte de la férula está en la posición superior y los tubos del volante todavía están asociados con los postes de guía. Para fijar el cono protector, fije dos tornillos de 3,5 mm de número 0 desde el exterior del cono para mantener el micromotor en su lugar.
La matriz de micromotores se puede configurar en un plazo de cinco días si la construcción se completa de acuerdo con la línea de tiempo descrita en la tabla. Después de que el rendimiento de comportamiento de ajuste de tetrodo se puede probar en una pista lineal y en un campo abierto. En ambos tipos de experimentos se permite que el ratón explore libremente durante aproximadamente 30 minutos, mientras que las señales electrofisiológicas se registran sin ruido severo relacionado con el movimiento durante toda la sesión de grabación.
La estimulación de la luz se puede realizar en la corteza entorrinal medial para estimular las neuronas medial de la capa 3 de la corteza entorrinal que se proyectan hasta el subcampo CA1 del hipocampo. Las actividades de pico espontáneo y los potenciales de campo locales se registran a partir de los tetrodos y la sonda de silicio cuando el ratón está durmiendo. En este experimento representativo, los potenciales de campo izquierdo registrados en los tetrodos demostraron grandes actividades de ondulación que sugerían que todos los tetrodos se colocaron en las proximidades de la capa de células piramidales CA1.
Las actividades de respuesta inducidas por la luz en este ensayo se observaron por primera vez en la corteza entorhinal medial seguidas de actividades dentro de CA1 con 13 a 18 milisegundos de latencia. Tenga cuidado de insertar la sonda de opto-silicio en el cuerpo del micromotor en un entorno libre de electrostático. El cono de protección se puede reemplazar con materiales como una hoja de papel y cinta adhesiva.
Esto disminuirá la velocidad del micromotor hasta en un 20%Nuestro diseño de micromotor proporciona opciones flexibles para la combinación efectiva de electrodos de grabación para medir y manipular múltiples regiones cerebrales e investigar la dinámica e interacciones de diferentes estructuras cerebrales.
