当社のハイブリッドマイクロドライブ設計により、実験者は複数の脳領域から記録するだけでなく、異なるタイプの電極を選択して歩留まりと安定性を最適化することができます。9つのテトロデ、シリコンリニアプローブ、およびマイクロドライブアレイで調整可能で再利用可能な光ファイバーを組み合わせ、自由に動くマウスによるin vivo実験を行いました。この技術は、ラットまたはマーモセットのような他の大きな動物に容易に適応させることができる。
シリコンプローブは非常に壊れやすい。例えば、光ファイバーを適応させる場合やシャトルアセンブリをマイクロドライブに回転させる場合など、プローブを扱う際には注意が必要です。マイクロドライブアレイは5つの部品から成ります。
シリコンプローブ用のマイクロドライブスクリューを準備するには、まずマイクロドライブのプラスチックパターンを3Dプリントし、パターンの周りにテープを置いてパターンの周りに一時的な壁を作ります。液体シリコンゲルをパターンに注ぎ、穏やかな揺れで気泡を取り除きます。シリコンが硬化したら、慎重にパターンからシリコンゲルモールドを除去します。
次に、回転式グラインダーを使用して、23ゲージのステンレス鋼ワイヤーチューブの長さ18と9.5mmをカットし、グラインダーを使用してチューブの上部2〜3mmを粗くします。少量のシリコンオイルをカスタムねじに塗布し、チューブとネジを金型にセットします。歯科用アクリルを金型に注ぎ、注射器を使用してチューブとネジの周りの気泡を除去します。
歯科アクリルが完全に硬化したら、金型からマイクロドライブネジを取り外し、ペンチを使用して18mmワイヤーチップの一端から60度の角度に6mmを曲げます。回転ツールを使用してマイクロドライブねじを回転させて品質を確認し、マイクロドライブネジをマイクロドライブアレイ本体に取り付け、ネジを回してスムーズに上下に動くことができるかどうかを確認します。シリコンプローブ用のシャトルを準備するには、シャープなはさみを使用してPEEKの2つの5mmの長さをカットし、シャトルの両側にチューブを整列します。
エポキシでシャトルにチューブを接着し、ガイドポストにシリコンオイルの少量を適用します。エポキシが乾燥したら、マイクロドライブアレイ本体のガイドポストの上にシャトルを置き、品質を確認します。シャトルは過度の摩擦なしにスムーズに動く必要があります。
オプトロードを準備するには、ルビカッターを使用して光ファイバーの一部を長さ21mmに切断し、繊維先端が平らで光沢のあるものになるまで粉砕します。先端の準備ができたら、電極部位の上部の上にシリコンプローブ200〜300マイクロメートルの前面に光ファイバを静かに置き、透明テープで一時的に光ファイバをシリコンプローブのベースに接着し、エポキシを少量でシリコンプローブのベースに接着し、エポキシを5時間硬化させます。シャトルをシリコンプローブに取り付けるには、シリコンプローブベースの背面に少量のエポキシを塗布し、シャトルとシリコンプローブベースの間のギャップの形成を避けるために、シャトルの底部をシリコンプローブベースに対して2〜3分間静かに保持します。
エポキシが完全に硬化したら、細かいピンセットでシャトルの溝を保持し、慎重に本体のガイドポストにシャトルチューブを配置するために顕微鏡を使用しています。ネジを回してマイクロドライブのネジをねじ穴に挿入し、L字型チューブの先端をシャトルヘッドの溝に挿入して、シリコンプローブとマイクロドライブネジを固定します。次に、2本の番号0のネジを3.5mmのネジ長さにカットし、チップを研削してバリを取り除きます。
プローブコネクタホルダーをアレイ本体に置き、シリコンプローブの電気コネクタをホルダーに差し込みます。数 0 のネジを挿入して、プローブコネクタホルダーを保持します。エポキシを使用して、プローブをマイクロドライブアレイ本体に接着しないように注意してホルダー内のシリコンプローブコネクタを固定します。
フェルールホルダーをオプトシリコンプローブとマイクロドライブアレイ本体に取り付けるには、2本の番号0のネジを6mmのねじ長さに切り、先端を研ぎ込みます。2.5~3mmの外径の小さな六重ナットを作り、ナンバー0のネジをホルダーの部品Aに挿入するために、2つの番号0マシンスクリューナットの外側を粉砕します。ネジヘッドにエポキシを接着します。
部品AとBに少量のシリコングリースを塗布して、本体との摩擦を低減します。逆ピンセットを使用してコンポーネントAを一時的にボディに挿入し、コンポーネントAのネジにコンポーネントBを配置します。繊維フェルールは、ホルダーから4〜5mmを突き出していることを注意して、繊維フェルールホルダーの溝に入れ.
フェルールとホルダー溝の間に少量のエポキシを塗布します。エポキシが硬化したら、ナットを緩め、マイクロドライブねじを回してシャトルとフェルールホルダをスムーズな動きをチェックし、フェルールホルダーが上部の位置にあり、シャトルチューブがまだガイドポストに関連付けられているときにプローブチップが完全に体内に引き込まれるかどうかを確認します。シールドコーンを取り付けるには、コーンの外側から2本の3.5mm番号0ネジを固定してマイクロドライブを所定の位置に固定します。
マイクロドライブアレイは、テーブルに示されているタイムラインに従って構築が完了した場合、5日以内に設定できます。テトロード調整の後の動作の性能は線形トラックおよび開いた分野でテストすることができる。どちらの実験でもマウスは約30分間自由に探索し、電気生理学的信号は記録セッション中に激しい動きに関連するノイズなしで記録されます。
光刺激は、海馬のCA1サブフィールドに投影する内側内皮質層3ニューロンを刺激するために内側内皮質で行うことができる。自発的なスパイク活動と局所的な電位は、マウスが眠っているときにテトロデスとシリコンプローブから記録されます。この代表的な実験では、テトロデスに記録された左の電位は、すべてのテトロデがCA1ピラミッド型細胞層の近傍に位置していることを示唆する大きなリップル活動を示した。
このアッセイにおける光誘発応答性活動は、最初に内側内皮質で観察され、CA1内の活動が13〜18ミリ秒の遅延で観察された。静電環境でマイクロドライブ本体にオプトシリコンプローブを挿入するように注意してください。シールドコーンは、紙やテープなどの材料に置き換えることができます。
これにより、マイクロドライブの速度が最大20%減少します私たちのマイクロドライブ設計は、複数の脳領域を測定および操作し、異なる脳構造のダイナミクスと相互作用を調査するために、記録電極の効果的な組み合わせのための柔軟な選択肢を提供します。
