עיצוב ובנייה של Headstage העלות האפקטיבית של גירוי עצבי סימולטני הקלטה של ​​מבוך המים

Summary

אנו מציגים שיטה זולה לתכנן ולבנות מערכת אור טרום מגבר headstage עם הקלטה עצביים בו זמנית יכולת גירוי. מכשיר זה יכול להיות אטום למים לשימוש בחיות שחייה.

Abstract

Preamplifiers Headstage וחסידיו מקור משמשים בדרך כלל כדי לחקור פעילות עצבית התנהגותיים ניסויים הנוירופיזיולוגיה. מוצרים מסחריים זמינים יקרים לעתים קרובות, לא אישית בקלות, ולא הצוללת. כאן אנו מתארים שיטה לתכנן ולבנות headstage אישית, מעגל משולב עבור הקלטה 4 ערוצים בו זמנית עצביים 2 ערוצים סימולציה, חיות ער מתנהג. Headstage נועד באמצעות חינם, זמין מסחרית מסוג CAD חבילת עיצוב, ניתן לשנות בקלות כדי להתאים בקני מידה שונים (למשל, להוסיף ערוצים). הלוח מותאם אישית מעגלים מודפסים נבנה באמצעות משטח הר נגדים, קבלים ומגברים מבצעית כדי לבנות את האחדות לזכות מקור במעגל חסיד. Headstage נעשית במים הוכחה עם שילוב של אפוקסי, parafilm ואת מרק גומי סינתטי. השתמשנו בהצלחה את המכשיר להקליט פוטנציאלים בתחום מקומיים לגרות אזורי מוח שונים בו זמנית דרך ערוצים עצמאיים בחולדות שחייה במבוך מים. העלות הכוללת היא <$ 30/unit והוא יכול להיות מיוצר בקלות.

Protocol

1. Headstage עיצוב סקירת ייצור

הושלמה מראש מגבר מערכת headstage כוללת את הרכיבים הבאים:

1. המחשב תוכנן המעגלים המשולבים עם ארבעה ערוצי הקלטה בשני ערוצים של גירוי.
2. אלקטרודות להעביר את הקלטות וערוצי גירוי למחברים המתאימים על הבמה חיות את הראש.
3. כבל לקשור ממשק המעביר את ההקלטה ערוצי גירוי מחלף להחליק-טבעת.
4. שתי צורות של איטום על הבמה את הראש על מעגל משולב.

2. העיצוב והפריסה של Headstage

עיצבנו המעגלים המודפסים משולב עם 4 חסידיו המקור 2 לעבור דרך ערוצי גירוי באמצעות תוכנה זמינה באופן מסחרי CAD החבילה (www.expresspcb.com). אחת headstage נועד, ואת תבנית העיצוב רעפים על פני גיליון גדול יותר של המעגלים לספק headstages רבים בעלות נמוכה יותר. קובץ CAD מועבר אל לוח מעגל מודפס (PCB) שירות ייצור שבו דו צדדי, שני לוחות שכבת מודפסים באמצעות שכבות נחושת העליון והתחתון עם כל החורים מצופה דרך. השימוש לוחות פח / להוביל עקבות הלחמה מצופה כריות המתאימות לרבד תקן FR-4 בתעשייה. PCB ניתן להזמין ונשלח ביום העסקים הבא. Headstages הפרט נחתכות מן סדין גדול PCB רעפים רכיבים אלקטרוניים המחוברים עם הלחמה. פריסת דוגמה headstage השתמשו בפרוטוקול זה מוצג (איור 1). נא עיין באתר היצרן לקבלת הנחיות וטיפים מפורט על עיצוב PCB.

3. הכנה הלחמה של רכיבים אלקטרוניים

כל הרכיבים האלקטרוניים המשמשים פרוטוקול זה סוג של הר Surface (SMD) ההתקנים. טביעת רגל של כל סוג המכשיר (הנגד קבלים וכו ') נבחר כדי למזער את שטח מבוזבז על headstage, אבל רכיבים SMD גדול ניתן להשתמש אם יש צורך.

1. סידור הרכיבים על המעגל ולהכינם הלחמה.
2. מניחים כמות קטנה של הלחמה על משטח פח / להוביל את להיות מולחמים ולהביא את קצה לסגור את מלחם כדי להמיס לדבוק לרתך לרפד את.
3. הלחם את הקבלים הראשון, נגדים הבא, ואז מגברים אופרטיביים.
4. Op-amps יכול להיהרס על ידי חימום. השתמשנו אקדח חום משתנה הלחמה ואת החום הנמוכה ביותר הדרושה כדי להמיס את ההלחמה. מזער את זמן החימום המשמש לייצור משותף לרתך טוב. מצאנו את זה נוח כדי ליצור מאגר קטן של הלחמה שזורם לתוך כרית הרגל על ​​ידי יישום לרתך יחד את עקבות תקשורת או חשמל.
5. בדוק כי ההתנגדות על פני נגדים שלך עומד הערך הצפוי באמצעות ohmmeter.
6. בדוק כל פנקס הדוק על מנת להבטיח כי לרתך לא מתחבר או גישור פדים סמוכים. אם יש גשר חום הלחמה ו להמיס את הלחמה ולהשתמש פינצטה כדי לשבור את הגשר.

4. העצרת המצאה של ממשקים שתל ו לקשור

1. הכנס צינורות 23 Ga המזרק לתוך אחת היציאות בשימוש של ABS 9pin שקע על התמיכה מכני.
2. גזור six 1 ס"מ באורך חתיכות של חוט מגנטיים מבודדים לחיבור סיכות amphenol נקבה לשקע ABS.
3. הלחם את סיכות הנשי לחוט מגנטי באמצעות כמות קטנה של לרתך ב פינים כל אחד, על ידי חימום סיכה מקצה.
4. סוף הלחמה השני של כל חוט מגנטי לתוך ארובות ABS.
5. מקם את זכר - נקבה סיכות MillMax על כריות בצד לקשור של headstage, וסוחטים את הסיכות על PCB כדי להבטיח התאמה הלחץ. ואז, לרתך כל סיכה לרפד כל הסדר.
6. מקם את האום על הטבעת המחבר השתל העצבי ולדחוף את כל סיכות הנקבה לתוך החריצים הרצוי על בסיס פלסטיק.
7. החל דבק אקרילי (דבק בדבק מגע) לחלק העליון של מחבר שקע ABS ומאובטח אותו לבסיס של headstage. דבק צינור 23Ga לצד לקשור של headstage לתמיכה.

5. איטום Headstage

1. כדי headstage עמיד למים, לשים בארגז מעגל משולב כולו וכל משטחי מתכת חשוף עם אפוקסי 5 דקות. אפשר 5-10 דקות לייבוש ראשוני, 60 דקות לייבוש קבוע.
2. Tack מרק פוסטר צריך להיות מיושם על פני השטח את 9 פינים ABS שקע סביב סיכות הנשי בולטות מסוף בעלי חיים.
3. עבור איטום מקסימאלית, שקע תקע ABS ABS צריך להיות הזדווגו ואת אגוז יש להדק את הטבעת. רצועה קטנה של parafilm צריך להיות סביב ממשק כדי למנוע ממים פנייה מחברים פינים.

סודות להצלחה

1. כאשר הלחמה מגבר מבצעית, לא לחמם יותר מדי את החבילה פלסטיק. אם ישהיא בוערת ההיתוך גלוי או, להסיר את מאמרי המגבר ולהחליף אותו. יישום חום רב מדי עלול לגרום נזק המגבר אופ ללא ההיתוך גלוי. בדיקת כל ערוץ עם גנרטור לתפקד לאחר הלחמה.
2. ודא שאין קשרים תועה או גשרים הלחמה על headstage. הפתיל הלחמה ניתן להשתמש כדי להסיר רכיבים או תועה לרתך.

6. נציג תוצאות

הקלטה טובה יעברו אות מקור קלט ללא חיתוך פנימה והחוצה במהלך התנועה. כדי לבדוק את headstage, המשתמש צריך להשתמש במחולל לתפקד כקלט להצמיד כל הקלטה להעריך את גל בקצהו מקס מיל פלט הכותרת. פיזית להעביר את headstage לא צריך להשפיע על צורת גל מוקלט.

באיור 1. (א) סכמטי לאור השכבה העליונה של המעגלים המודפסים (PCB). קווים אדומים מצביעים על עקבות נחושת. קווי זהב עולה שכבת משי אופציונלי עבור המיקום של חלקים אלקטרוניים. המוצגים הם מיקום מגבר מבצעית (מרכזי צהוב מרובע), נגדים (ריבועים צהובים קטנים) וקבלים (הריבועים הצהובים הקטנים). (ב) להציג סכמטי של השכבה התחתונה של מעגלים מודפסים. הקווים ירוק עולה עקבות נחושת. שטח גדול מלא ירוק מייצג צלחת הקרקע. קובץ מודל של סכמטית זו ניתנת להורדה.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

מבוך המים מבוסס משימות התנהגותיות לספק כלים יעילים כדי לבחון את היכולות הקוגנטיביות של החיות וייצוגים בזמן אמת ^1. השימוש קל עלות preamplifiers headstage יעיל הוא קריטי במיוחד התנהגות יישומים הנוירופיזיולוגיה לערב את מבוך המים. מכיוון מנוס מים קרים מספק מוטיבציה פנימית ע?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Custom designed Integrated Circuit Board	ExpressPCB.com	Custom	2 layer double sided PCB
Surface mount Resistors	Mouser Electronics	RK73B1JTTDD156J	1/10 W, 15 M Ohm 0603, Thick film
SMD Capacitors	Newark Inc	0402YD104KAT2A	0.1 uF (0402)
SMD Operational Amplifier (quad FET)	Mouser Electronics	595-TLC2274AIPW	Quad FET - low noise
9 pin ABS socket	Ginder Scientific	GS09SKT-220	For animal connection
9-pin ABS Plug	Ginder Scientific	GS09PLG-220	To be implanted in animal
Black Delrin Ring Nut	Ginder Scientific	GS09BDN-220
Black Delrin Cap Nut	Ginder Scientific	GS09BDC-220	For protecting animal’s implant
Amphenol pins (male)	Ginder Scientific	220-P02
Amphenol pins (female)	Ginder Scientific	220-S02
5-minute epoxy	Devcon Inc.	S-208 / 20845
Poster Tack Putty	Elmer’s	026000015318
Rosin Core Solder	Radio Shack	64-009
Soldering Iron	Weller	Pyropen WSTA6	(adjustable heat)
Metal tweezers	Fine Science Tools	Size 5
Parafilm sheets	American National Can	Parafilm 4" x 250’
Magnet wire	Belden	8052	Enamel Coated
Ammeter/ Multimeter	Fluke Biomedical	77 Multimeter
Millmax Double Row Headers	Mill-Max	575 - 002101	0.05"
Solder Wick	Chemtronics	7-10L	0.75 in.