La méthode permet de surveiller de grandes populations neuronales réparties pendant des jours, des semaines ou des mois, ce qui pose des questions sur la façon dont ces populations changent et soutiennent les fonctions cognitives à portée de main. L’implantation de plusieurs dispositifs polymères et la construction d’implants connexes se combinent pour faire une plate-forme d’enregistrement capable de compter à haut canal, multi-région, à long terme, continue, et des enregistrements stables. Clay Smyth, technicien de mon laboratoire, démontrera la procédure.
Pour préparer les tableaux d’électrodes polymères pour l’insertion, insérez une vis à travers des trous alignés orientés verticalement dans les deux pièces d’insertion pour les verrouiller ensemble et tenir les pièces dans un vice. Attachez du ruban adhésif à double face au haut de la deuxième pièce et fixez la pièce stabilisatrice à la fin de la première pièce. La pièce stabilisatrice sera maintenue en place par frottement.
Alignez manuellement le tableau d’électrodes et fixez la navette d’insertion au segment d’extrémité étroit de la première pièce. Lorsque la sonde est alignée avec l’axe longitudinal de la pièce 1, adhérez le connecteur du tableau au ruban à double face en polyamide sur la partie plate de la pièce deux. À l’aide de forceps inclinés en plastique, reliant uniquement l’aile en polyamide fixée au ruban de tableau, soulevez la pointe du dispositif de tableau d’électrode de la navette d’insertion de la pièce 1 à l’extérieur de la pièce stabilisatrice.
Appliquer 10 microlitres d’un adhésif approprié à la fin de la première pièce. À l’aide des forceps à pointes en plastique pour ne contacter que l’aile en polyamide fixée au ruban de tableau, utilisez l’onglet carré de la navette d’insertion pour réaligner l’appareil avec le segment étroit de la pièce 1. Manipulez le côté de la navette en silicium ou de la cheville pour faire de petits ajustements d’alignement, en prenant soin d’éviter d’appliquer une force excessive sur le ruban ou les jarrets.
Utilisez ensuite les forceps pour appliquer une légère pression vers le bas des deux côtés de la pièce stabilisatrice et retirez la pièce stabilisatrice de l’assemblage sans déplacer le tableau. Ensuite, réglez le micro manipulateur de la première pièce à une position étendue. Le piston glissera à une profondeur terminale à l’intérieur de la première pièce.
Chargez les morceaux un et deux sur le piston de rétractation. Réglez le micro manipulateur de la troisième pièce à une position rétractée. Adaptez la deuxième pièce dans la partie supérieure de la pièce trois avec les trous alignés et chargez la pièce trois sur le piston micro manipulateur d’insertion.
Vissez les pièces en place sur le dessous de la pièce trois, et chargez et vissez les morceaux deux et trois ensemble de sorte que le déplacement du micro manipulateur d’insertion déplacera l’ensemble de l’appareil d’insertion. Retirez la vis qui tient les morceaux un et deux ensemble. Insérez ensuite la vis dans le trou latéral de la pièce un perpendiculaire à la voie de piston jusqu’à ce que la vis applique une pression sur le piston pour s’assurer que la pièce on se déplace conformément au piston de rétractation.
La pièce 1 doit se déplacer indépendamment de la pièce deux, ce qui permet une rétractation séparée de la navette d’insertion de l’appareil. Lorsque la construction de l’appareil est terminée, en regardant l’insertion sous un microscope stéréo, abaissez rapidement l’instrument stéréotaxique à 25 micromètres par seconde. L’appareil ne pénétrera pas immédiatement dans le cerveau.
Le degré de résistance et de fossette dépendra de l’emplacement de la cible et de la conception de l’appareil. Une fois que l’appareil a pénétré le cerveau, passez la vitesse du micro manipulateur à 10 micromètres par seconde et abaissez l’appareil à un à deux millimètres au-dessus de la profondeur de la cible, en visualisant les ailes de l’appareil et le point d’insertion pendant l’abaissement pour éviter le détachement prématuré du réseau de navettes. Lorsque l’appareil atteint entre un et 0,5 millimètre au-dessus de la profondeur cible, ralentissez l’insertion à cinq micromètres par seconde.
Et puis, lorsque l’appareil est à 500 micromètres de la cible, ralentir l’insertion à un à deux micromètres par seconde. Lorsque la profondeur de la cible est atteinte, séchez le point d’attache sur la pièce de base au besoin, puis ancrez les deux ailes de polyamide aux emplacements d’attachement de la pièce de base avec un adhésif approprié. Avant la dissolution, la cheville apparaîtra comme une masse globulaire assise au sommet du tableau et de l’interface de la navette d’insertion.
Pour dissoudre la cheville, égouttez doucement la température corporelle saline sur le tableau au point où la cheville est adhéré à la navette. Lorsque la cheville s’est complètement dissoute, les limites du tableau seront discernables à partir de la navette et de la pièce 1. Une fois que le tableau est fixé en place, utilisez le micromanipulateur de rétractation pour retirer lentement la navette d’insertion, en continuant à appliquer des gouttes individuelles de solution saline sur le tableau car il est rétracté aux mêmes taux de rétractation que l’appareil a été inséré, en observant l’interface entre le tableau et la navette d’insertion pendant la rétractation.
Au fur et à mesure qu’elle sera rétractée, la navette se séparera visiblement du réseau de polymères, qui apparaîtra jaune translucide entre les jarrets de la navette d’insertion. Lorsque l’appareil a été entièrement rétracté, déplacez le connecteur du tableau de la pièce deux vers un emplacement qui n’interférera pas avec les insertions ultérieures. Le tableau d’électrodes polymères sera inséré dans le cerveau et n’est plus connecté à l’instrument stéréotaxique.
Retirez la navette d’insertion et d’autres matériels d’insertion. Si nécessaire, effectuez des insertions supplémentaires. Pour la construction de l’implant, après l’insertion du tableau final, videz la solution saline de la pièce de base, en prenant soin de ne pas perturber les tableaux ou rubans implantés.
Remplissez les craniectomies et la pièce de base d’un scellant dural artificiel approprié. Et permettre au scellant de guérir. Placez les connecteurs matériels là où ils n’interfèrent pas et, si nécessaire, effectuez plusieurs insertions.
Orientez et branchez correctement les connecteurs de tableau au matériel d’enregistrement, ainsi les rubans sont dans leur position désirée finale. Enfin, envelopper les rubans à partir du point où ils laissent le scellant dural artificiel au connecteur se termine par un gel de silicone plus visqueux. Suivant ce protocole, un enregistrement représentatif d’implant neural de canal 1,024 a donné 375 unités individuelles.
Dans cette expérience, la longévité d’enregistrement pour une seule unité a été maintenue pendant au moins 160 jours dans les données de 19 dispositifs sur trois rats différents. Sur les 15 appareils fonctionnels, une moyenne de rendement d’enregistrement d’environ une unité a été acquise par canal, et les appareils individuels avaient des rendements de quelques unités individuelles jusqu’à environ deux unités par canal. Lors de l’insertion de l’appareil, il est important de s’assurer que la navette réseau est sèche.
Si ce n’est pas le cas, il y a de fortes chances que le tableau se détache de la navette lors d’une tentative d’insertion. La technique est compatible avec d’autres modalités d’enregistrement, y compris les micro fils, ainsi qu’avec les manipulations, y compris la simulation électrique et l’optogénétique. Cette technique nous permet d’enregistrer à partir des mêmes neurones pendant de nombreux jours, ce qui permet de comprendre comment les réponses changent au fil du temps.
