Одновременная нейромодуляция сфокусированного ультразвука и запись оптоволоконной фотометрии в свободно движущейся мыши

Резюме

Протокол включает в себя изготовление преобразователя, отчетность о параметрах, хирургическую процедуру и запись сигналов для всего рабочего процесса одновременной нейромодуляции сфокусированного ультразвука и записи оптоволоконной фотометрии у свободно движущихся мышей.

Аннотация

Нейромодуляция сфокусированным ультразвуком (FUN) представляет собой многообещающий подход к неинвазивному возмущению нейронных цепей в глубоких областях мозга. Он совместим с большинством существующих методов мониторинга функций мозга in vivo. Интеграция с методами записи функций мозга не только позволяет нам обращаться к порядкам и нарушениям конкретных функций мозга с обратной связью по замкнутому циклу, но и дает нам механистическое представление о самом FUN. Здесь мы предоставляем модифицированный, простой, надежный и надежный протокол для одновременного применения флуоресцентной записи FUN и волоконной фотометрии GCaMP6s у свободно движущихся мышей. Это включает в себя изготовление одного датчика большого размера и его временное размещение на мышах, а также надежную фиксацию волоконно-оптического имплантата для облегчения плавного прохождения датчика. Комбинация FUN и волоконной фотометрии обеспечивает оптическую запись реакций нейронных схем на FUN в режиме реального времени в глубоких областях мозга. Чтобы продемонстрировать эффективность этого протокола, мыши Thy1-GCaMP6s были использованы в качестве примера для регистрации нейроактивности в переднем ядре таламуса во время FUN, когда мыши свободно двигаются. Мы считаем, что этот протокол может способствовать широкому использованию FUN как в области нейробиологии, так и в области биомедицинского ультразвука.

Введение

Нейромодуляция сфокусированным ультразвуком (FUN) стала многообещающим и универсальным инструментом нейромодуляции, позволяющим исследовать функции и организацию мозга с большим потенциалом¹. FUN способен неинвазивно доставлять акустическую энергию в любую точку мозговой ткани с ювелирной точностью². Его способность преходяще и обратимо модулировать нейроактивность в глубоких структурах мозга с высокой пространственно-временной специфичностью, безопасным и неинвазивным способом, представляет собой привлекательное свойство, которое дополняет^{существующую клиническую} технику нейромодуляции. Демонстрация эффективного FUN была подтверждена как на людях ^4,5,6, так и на различных животных моделях, охватывающих мелкие ^7,8,9,10 и крупные виды^{11,12,13,14,15,16,17}.

Наблюдая за влиянием FUN на определенные типы нейронов с помощью мониторинга нейроактивности во время FUN, мы можем углубиться в механизм, лежащий в основе^{этого процесса.} Волоконная фотометрия, основанная на генетически кодируемых кальциевых индикаторах (GECIs), стала широко использоваться в последнее десятилетие в качестве универсального метода для отслеживания популяционной активности, специфичной для клеточного типа, in vivo 20,21,22,23,24. Следовательно, одновременное применение FUN и волоконной фотометрии может значительно обогатить наше всестороннее понимание FUN. Тем не менее, использование громоздких одиночных датчиков требует фиксации к раме, в то время как животные нуждаются в обездвиживании и иммобилизации в стереотаксической раме 7,19,25,26. Этот подход может не подходить для некоторых типов экспериментов, связанных с восприятием, познанием и оценкой поведения. Крайне важно разработать протокол, который будет способствовать объединению FUN и волоконной фотометрии, не препятствуя мобилизации мышей⁷.

В данном исследовании мы представляем усовершенствованный протокол, использованный в наших предыдущих исследованиях для плавного и изящного дополнения метода изготовления одного преобразователя и его временной фиксации на мышах, а также надежной фиксации волоконно-оптического имплантата для облегчения плавного прохождения преобразователя ^7,19,26. Это позволяет исследователям регистрировать нейроактивность, модулируемую ультразвуком, у неограниченных мышей. Мы выбрали более гладкую оболочку, такую как синусоидальная, чтобы уменьшить слуховое искажение²⁷. Осуществимость этого протокола подтверждается одновременной регистрацией нейроактивности в переднем таламическом ядре свободно движущихся мышей во время FUN. Это демонстрирует, что энергия датчика достаточна для достижения нейромодуляции, а методы фиксации волоконно-оптического имплантата и датчика могут обеспечить их стабильность.

протокол

Все процедуры и обращение с животными соответствовали этическим рекомендациям NSFC и утвержденным протокольным требованиям Комитета по уходу за животными и их использованию Гуандунского института разведки, науки и технологий.

1. Подготовка преобразователя

1. Подготовьте пьезоэлектрическую пластину с внутренним диаметром 3 мм, внешним диаметром 7 мм и центральной частотой 500 кГц.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Внешний диаметр может быть отрегулирован в зависимости от конкретной области мозга, на которую воздействует, и должен быть максимальным, сохраняя точность стимуляции и не выходя за границу черепа мыши.
2. Прикрепите провод к двум сторонам пьезоэлектрической пластины с помощью эпоксидной серебряной пасты (рис. 1). После того, как эпоксидная серебряная паста застынет, используйте мультиметр для измерения сопротивления на обоих концах провода, чтобы убедиться, что оно составляет примерно 0.
3. Нанесите слой двустороннего скотча на поверхность чистого стеклянного листа. Плотно приклейте к стеклянному листу пьезоэлектрическую пластину и медное кольцо высотой 8 мм, внешним диаметром 8 мм и внутренним диаметром 7,6 мм.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Внутренний диаметр медного кольца определяется размером пьезоэлектрической пластины, чтобы убедиться, что пластина покрыта медным кольцом.
4. Надежно вставьте полипропиленовую трубу с наружным диаметром 3 мм в центр пьезоэлектрической пластины и прочно приклейте ее к стеклянному листу (рисунок 1).
5. Приготовьте соответствующее количество клея на основе эпоксидной смолы и пропылесосьте его. Извлеките эпоксидную смолу с помощью одноразового шприца и медленно введите ее в медное кольцо. Подождите около 10 часов, пока эпоксидная смола не затвердеет (Рисунок 1).
6. Припаяйте свободные концы двух проводов к разъему байонетной гайки с помощью электронного паяльника. Снимите стеклянный лист. Очистите поверхность датчика спиртом (Рисунок 1).

2. Параметры отчетности для FUN

1. Поместите гидрофон и датчик в резервуар для воды, наполненный деионизированной водой (рисунок 2A). Убедитесь, что центральный луч (ось Z) системы позиционирования совмещен с осью преобразователя. Это выравнивание может быть достигнуто путем, во-первых, обнаружения максимума поля в фокальной плоскости с помощью 2D-сканирования; во-вторых, выявление максимума поля в другой плоскости с четким максимумом; в-третьих, сравнение координат X и Y двух максимумов и последующая итеративная корректировка положения и/или ориентации преобразователя, если это необходимо²⁸.
2. Отрегулируйте наконечник гидрофона относительно поверхности датчика на расстоянии 1 мм, сохраняя это расстояние постоянным при расположении гидрофона посередине правого края датчика. Запустите программу сканирования для захвата свободного акустического поля в плоскости XZ (рис. 2B).
   ПРИМЕЧАНИЕ: С методом построения гидрофона можно ознакомиться в https://github.com/HQArrayLab/Hydrophone_system_control.
3. Переместите гидрофон вдоль оси Z, чтобы определить глубины, связанные с пространственным пиковым давлением. В этом эксперименте пространственное пиковое давление появляется на расстоянии 3,4 мм от поверхности преобразователя; сохранять это расстояние при перемещении гидрофона в правый нижний угол преобразователя в плоскости XY. Включите и запустите программу сканирования для захвата свободного акустического поля в плоскости XY (рис. 2B).
4. Поместите датчик на череп мыши, перенесшей операцию, как описано в шаге 4. Получите транскраниальное акустическое поле в плоскости XZ и плоскости XY (рис. 2D) с помощью сканирования гидрофона, как описано в пунктах 2.1-2.3.
5. Считывание амплитуд давления в фокусной точке, которая является пространственной пиковой областью в свободном акустическом поле и транскраниальном акустическом поле. Амплитуда давления в фокусной точке в свободном акустическом поле составляет 730 кПа, а в транскраниальном акустическом поле — 580 кПа. Прочтите фокусные размеры при -3 дБ (рис. 2C,E) и положение на плоскостях XY и XZ в транскраниальном акустическом поле, чтобы оценить, может ли акустическое поле этого преобразователя покрыть целевые области мозга.
6. Рассчитайте механический индекс (MI), который в соответствии с руководящим документом FDA должен быть ниже 1,9, чтобы смягчить кавитацию. Расчет MI задается уравнением:
   (1)
   где p_r,.3 представляет собой пиковое разрежающее давление в МПа, скорректированное на коэффициент затухания 0,3 дБ ^см-1 МГц-1, а f₀ – рабочая частота в МГц. Измеренное пиковое разрежающее давление в транскраниальном поле составляет 580 кПа, , в 3,4 мм от преобразователя, f₀ равно 500 кГц, поэтому пониженное p_r,.3 составляет 576,6 кПа. ИМ составляет 0,82.
7. Рассчитайте пространственно-пиковую среднюю интенсивность пульса (I_sppa), которая должна быть ниже 190 Вт/^см2 в плоскостном направлении в соответствии с руководящим документом FDA. Расчет интенсивности задается уравнением:
   (2)
   где p_sp (t) — изменяющееся во времени акустическое давление в месте пространственного пика, Z — характеристическое акустическое сопротивление среды (приблизительно 1.5 x 10⁶ Рэйл для мягких тканей), а PD — длительность пульса. В случае квадратной оболочки это сводится к уравнению:
   (3)
   где A — амплитуда пространственного пикового давления. Значение А, измеренное в месте фокусировки ультразвука, составляет 580 кПа, а Z мозга составляет около 1,58 х 10⁶ Райл, таким образом, I_sppa квадратной оболочки составляет 10,65 Вт/^см2 , а I_sppa синусоидальной оболочки составляет 10,65 Вт/^см2.
8. Рассчитайте пространственно-пиковую средневременную интенсивность (I_spta), которая ограничена руководящим документом FDA и должна быть ниже 430 мВт/^см2 в горизонтальном направлении. Расчет интенсивности задается уравнением:
   (4)
   где T — период времени, за который вычисляется среднее значение. В случае квадратной оболочки это сводится к уравнению:
   (5)
   где_{последовательность импульсов} постоянного тока — скважность импульса. Здесь последовательность импульсов постоянного тока равна 1%, так как использовались непрерывные волны, поэтому I_spta равна средней интенсивности пространственного пика, 106,5 мВт/^см2 для квадратной огибающей. MI, I_sppa и I_spta могут быть рассчитаны с помощью программного обеспечения (рис. 3A). Код на основе MATLAB для простого использования можно найти на https://github.com/HQArrayLab/Ultrasound_Parameter_Caculation.
9. Сообщите параметры синхронизации импульса, включая A_max, длительность импульса, интервал повторения импульсов, длительность последовательности импульсов и огибающую (рис. 3B).

3. Подготовка животного к операции

1. Весят 8-недельные самцы трансгенных мышей GCaMP6s, с приблизительным весом около 20 г. Приготовьте раствор, содержащий кетамин в дозе 10 мг/мл и ксилазин в дозе 2 мг/мл в стерильном физрастворе. Вводите раствор кетамина/ксилазина путем внутрибрюшинной инъекции в дозировке 100 мг/кг кетамина и 20 мг/кг ксилазина с помощью иглы 26G и одноразового шприца объемом 1 мл. Начинайте хирургическую подготовку, когда животное перестает реагировать на болезненные раздражители, такие как защемление пальца ноги.
2. Перед хирургическим вмешательством используйте фейдер для стрижки шерсти на голове животного и продезинфицируйте область с помощью 70% этанола и повидон-йода.
3. Поместите мышь в положение лежа на стереотаксической раме и убедитесь, что череп находится на одном уровне. Нанесите защитную офтальмологическую мазь на глаза животного для поддержания влажности.

4. Хирургическое вмешательство

1. Сделайте надрез вдоль сагиттального шва, начиная от затылочной кости до начала носовой кости. С помощью хирургических ножниц удалите кожу, покрывающую оба полушария.
2. Используйте стерильный физиологический раствор для очищения черепа и устранения остатков надкостницы.
3. Нанесите 3% перекись водорода на обнаженный череп с помощью ватного тампона примерно на 2 с-3 с, чтобы создать микропоры. Тщательно промойте стерильным физиологическим раствором и убедитесь, что область полностью сухая.
4. Создайте краниотомию с отверстием в заусенце диаметром 0,6 мм с помощью стерильного автоклавного сверла над областью мозга, определенной по стереотаксическому атласу, выровненному по брегме и лямбде. Смойте мусор стерильным физиологическим раствором и обеспечьте тщательную сушку. Будьте осторожны, чтобы не повредить ткани.
5. Вставьте волоконно-оптический наконечник (имплантат) в держатель щупа и подключите его к стереотаксическому кронштейну.
6. Выровняйте имплантат непосредственно над исследуемой областью с помощью стереотаксического кронштейна. При введении оптического волокна в ткань мозга продвигайте волокно медленно со скоростью примерно 2 мм/мин.
7. Смешайте стоматологический цемент до достижения вязкости, позволяющей легко наносить его на череп. С помощью стерильной зубочистки нанесите тонкий слой стоматологического цемента на череп и на нижнюю часть имплантата. Дайте ему полностью высохнуть.
8. Осторожно отсоедините держатель щупа. Подготовьте полипропиленовую трубу высотой 3 мм, внешним диаметром 3 мм и внутренним диаметром 2,6 мм, а затем разрежьте трубу по всей ее длине.
9. Прикрепите трубу к нижней части имплантата с помощью пинцета. Насыпьте порошок стоматологического цемента в трубу, обеспечивающую достаточную длину над имплантатом для регистрации сигнала оптического волокна. Добавьте необходимую жидкость и дайте несколько минут стоматологическому цементу застыть.
10. Найдите отверстие трубы и аккуратно зажмите его, чтобы извлечь трубу с помощью пинцета. Подготовьте смесь стоматологического цемента для нанесения, обеспечив равномерное нанесение тонкого слоя на череп. Покройте как можно большую площадь поверхности черепа стоматологическим цементом. Подождите несколько минут, пока стоматологический цемент застынет.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Не допускайте контакта стоматологического цемента с кожей мыши.
11. Просверлите три отверстия (диаметром 1 мм) в напечатанном на 3D-принтере кольце, равномерно разделенном на горизонте, высотой 7 мм, внешним диаметром 10 мм и внутренним диаметром 8,4 мм. Закрепите винты (длиной 1 мм) в соответствующих отверстиях.
12. Вставьте верхнюю часть имплантата в отверстие предварительно изготовленного датчика. Убедитесь, что внутренняя стенка напечатанного на 3D-принтере кольца гладкая, а затем поместите его вокруг датчика, расположенного на черепе мыши. Убедитесь, что преобразователь расположен по центру кольца.
13. Нанесите стоматологический цемент на стык между кольцом и черепом, затем подождите несколько минут, пока стоматологический цемент застынет. Избегайте установки стоматологического цемента на соединение между датчиком и черепом.
14. Осторожно снимите преобразователь и надежно затяните винты. Переложите мышь в теплую клетку и убедитесь, что она находится под наблюдением до полного восстановления, прежде чем возвращать ее в исходную клетку.
15. После операции введите подкожно карпрофен (2 мг/кг) для обезболивания и продолжайте каждые 24 часа в течение 3 дней для снятия воспаления и боли. Ежедневно наблюдайте за животными на предмет любых признаков стресса, аномальной потери веса, боли или инфекции. Как правило, к^3-му дню после операции все мыши должны демонстрировать нормальное поведение. Если после^3-го дня у мыши наблюдаются какие-либо признаки дистресса или болезни, следуйте рекомендациям учреждения по эвтаназии.

5. Стимуляция и запись сигнала

1. Через 7 дней после операции включите подачу кислорода в аппарат для газовой анестезии и отрегулируйте регулятор потока кислорода так, чтобы он был установлен на уровне 300-500 мл/мин.
2. Поместите мышь в индукционную камеру и закройте подачу анестетика к маске. Поверните диск испарителя, чтобы отрегулировать соответствующую концентрацию анестетика (2%-2,5%).
3. После того, как мышь будет обезболива, поместите ее на стереотаксическую рамку с анестезирующей маской. Закройте индукционную линию, чтобы анестетик поступал в маску для анестезии. Отрегулируйте соответствующую концентрацию поддерживающего анестетика (1%-1,5%).
4. Очистите верхнюю поверхность имплантата спиртом, а затем вставьте волоконно-оптический патч-корд в центр подготовленного датчика.
5. Введите воду в пространство между имплантатом и напечатанным на 3D-принтере кольцом с помощью иглы 26G и одноразового шприца объемом 1 мл для увлажнения черепа. Используйте бумажные полотенца, чтобы впитать лишнюю воду.
6. Введите связующее вещество в пространство между имплантатом и напечатанным на 3D-принтере кольцом с помощью иглы 26G и одноразового шприца объемом 1 мл, чтобы облегчить распространение ультразвука от датчика к мозгу.
7. Подсоедините имплантат к оптоволоконному патч-корду. Осторожно вставьте преобразователь в область, которая заполнена соединительным веществом, и надежно затяните винты.
8. Поместите мышь в открытое поле и дайте ей проснуться. Подключите датчик к системе ультразвукового возбуждения и подключите оптоволоконный патч-корд к оптоволоконной системе записи, чтобы обеспечить свободу движений мыши.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Волоконно-оптический патч-корд имеет длину 2 м и диаметр 1,25 мм. Интенсивность света для канала 405 составляет 20 μВт, а для канала 470 — 40 μВт.
9. Активируйте как ультразвуковое возбуждающее устройство, так и оптоволоконную систему регистрации для синхронизации ультразвуковой нейронной модуляции с регистрацией оптоволоконного сигнала.

Результаты

Распределение акустического давления в свободном акустическом поле на плоскостях XY и XZ, расположенных на расстоянии 3,4 мм от поверхности преобразователя, что соответствует положению переднего таламического ядра мыши, показано на рисунке 2B, C. Эти измерения были получены с помощью сканирования гидрофонов в доменах XY и XZ. Распределение акустического давления в транскраниальном акустическом поле в плоскости XY и плоскости XZ, расположенных на расстоянии 3,4 мм от поверхности преобразователя, показано на рисунке 2D,E. Измеренное свободное акустическое давление составляет 730 кПа, а транскраниальное акустическое давление — 580 кПа для центральной частоты 500 кГц. Толщина измеренного черепа составляет в среднем около 0,2 мм. Мы предполагаем, что дисперсионная зависимость примерно линейна, поэтому череп имеет коэффициент затухания 19,98 дБ/смМГц. Легкий преобразователь, весящий около 1,66 г, позволяет мыши легко двигаться, облегчая наблюдение за поведением реакции мыши в режиме FUN и по траектории движения.

Сигналы оптического волокна регистрировались в режиме FUN (рис. 4B, D), при этом огибающая была квадратной и синусоидальной соответственно. В эксперименте было задействовано пять мышей-самцов. Квадрат длился 300 мс, в то время как непрерывный синусоидальный длился 471 мс, что может гарантировать, что общая энергия одинакова в двух разных FUNs (рис. 4A, C). Усиление сигнала оптического волокна указывает на увеличение нейронной активности. Нейронная реакция под действием FUN происходит быстро, что позволяет предположить, что преобразователь обладает достаточной энергией и отличными возможностями фокусировки.

Рисунок 1: Процесс производства преобразователя. Это, в свою очередь, включает в себя подключение пьезоэлектрического листа к проводу и последующую его упаковку. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Иллюстрация 2: Настройка и определение характеристик ультразвукового преобразователя для ультразвукового поля. (A) Установка для измерения ультразвукового поля включает в себя гидрофон, моторную систему, управляющее программное обеспечение, генератор сигналов и осциллограф. (В, Г) Принципиальная схема измерений ультразвуковыми преобразователями в свободных и транскраниальных акустических полях и результаты измерений поперечного и продольного звукового поля. (С, Е) Диаграмма поперечного звукового поля в фокусном положении преобразователя, с красной линией, обозначающей звуковое поле в положении -3 дБ. (Ф, Г) Диаграмма формы сигнала выходного сигнала, измеренная гидрофоном для преобразователя. Область внутри красной пунктирной рамки и область внутри синей пунктирной рамки представляют периоды до того, как форма сигнала достигнет стабильной амплитуды, и период звонка датчика в конце, соответственно. Область внутри оранжевого пунктирного поля представляет собой стабильную часть сигнала, которая используется для вычисления амплитуды давления, обозначенной как p. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3: Программное обеспечение для расчета и параметры ультразвука. (A) Самодельный интерфейс для расчета параметров ультразвука. MI, I_sppa, и I_spta были рассчитаны. Интерфейс можно получить из https://github.com/HQArrayLab/Ultrasound_Parameter_Caculation. (B) Схемы осциллограмм ультразвукового давления. Используются синусоидальная импульсная огибающая и прямоугольная импульсная огибающая. Период (T) представляет собой продолжительность одного цикла рабочей частоты. Импульс, известный как одиночная непрерывная ультразвуковая обработка, длится в течение определенного времени, называемого длительностью импульса (PD). Как правило, импульсы повторяются в последовательности, известной как последовательность импульсов. Временной интервал между двумя последовательными импульсами в последовательности импульсов называется интервалом повторения импульсов (PRI) и рассчитывается как величина, обратная частоте повторения импульсов (PRF). Вся последовательность импульсов, известная как последовательность импульсов, имеет определенную продолжительность, известную как длительность последовательности импульсов. Интервал времени означает продолжительность одного испытания. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Рисунок 4: Сигнал оптоволоконной фотометрии во время FUN. (А, В) Ультразвуковые параметры обволакиваются квадратом (В) и синусоидальным (D). (В, Г) Волоконная фотометрия сигнализирует соответственно во время FUN (A) и (C). Зеленая тень — это продолжительность FUN. Сплошная линия — это среднее значение, а оттенки синего и красного — среднее и стандартное отклонение записанных сигналов. В эксперименте было задействовано пять мышей-самцов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

Обсуждение

Этот подход сочетает в себе FUN с оптической фотометрической записью, что позволяет исследовать функции мозга мыши и механизм FUN in vivo . В общих чертах описан полный операционный процесс, от изготовления датчика до хирургических процедур, что позволяет исследователям самостоятельно выполнять FUN за пределами полевых работ.

Одним из важнейших аспектов протокола является обеспечение плавного введения оптического имплантата в датчик, достаточно тонкого стоматологического цемента на черепе для проникновения ультразвука в мозг, надежного соединения оптического имплантата с черепом для предотвращения смещения во время эксперимента, а также достаточной для эффективной нейромодуляции выходной мощности датчика. Толщина стоматологического цемента, окружающего имплантат, должна быть равна или меньше диаметра отверстия датчика. Поэтому рекомендуется использовать одну и ту же полипропиленовую трубу как для процесса изготовления датчика, так и для хирургического вмешательства. Поскольку полипропиленовая труба не прилипает к стоматологическому цементу, она выбирается для формовки стоматологического цемента вокруг имплантата с боковым разрезом, чтобы облегчить удаление полипропиленовой трубы.

Электрофизиологическая запись и оптическая фотометрия являются широко используемыми технологиями для мониторинга активности мозга in vivo, обеспечивающими высокое временно-пространственное разрешение. Тем не менее, электрофизиологическая запись улавливает сигнал активности возбуждения от нейронов, прикрепленных непосредственно к электродам. Ультразвуковые волны могут напрямую вибрировать на электродах, вызывая ненужные искажающие эффекты. К счастью, технология волоконной фотометрии, которая является менее инвазивной, улавливает активность нейронов под ней, что может уменьшить сбивающий с толку эффект ультразвуковой вибрации на имплантате ^7,19,26. В результате технология одновременной нейромодуляции сфокусированного ультразвука и регистрации волоконной фотометрии у свободно движущихся мышей позволяет изучать in vivo механизмы ультразвуковой нейромодуляции и дает возможность наблюдать за поведенческими реакциями мышей без вмешательства анестезии.

Тем не менее, пространственное разрешение волоконной фотометрии ограничено, так как она не в состоянии контролировать активность субклеточных и микросхем²⁴. Более того, он обеспечивает косвенное представление нейронной активности, поскольку он не регистрирует напрямую электрические сигналы, производимые нейронной активностью.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
1ml disposable syringe	DOUBLE-DOVE	1ml	Injection needles
26-gauge needle	Jin mao	JM-J02	Preparation needles
70% ethanol	Dong de alcohol	0.7	Disinfect
alcohol	Dong de alcohol	0.75	Clean the transducer surface
Bayonet Nut Connector	Risym	75-5	The other end of the connecting wire is connected to the ultrasonic excitation device
copper ring	Guowei Metal Materials	Outer diameter, wall thickness, height (8mm, 0.2mm, 8mm)	The outer protective case of the transducer
disposable syringe	DOUBLE-DOVE	1ml	The inhalation of epoxy resin allows precise small amounts to be injected into the copper pipe
double-sided tape	3M	3M55236	It is used to fix the transducer and the wire to ensure that the epoxy silver glue does not move before drying
electronic soldering iron	Victor	868A+	The soldered wires are connected to the BNC
epoxy resin glue	Kraft	K 9741	Seal the rear of the transducer
epoxy silver paste	Vonroll	CB-052	The wire is attached to the positive and negative poles of the piezoelectric ceramic sheet and the resistance is kept low
fader	JOQO	YP-7021	Remove the head hair of the mouse
gas anesthesia machine	RWD	R500	It is used for anesthesia in mice
glass sheet	Square glass	80mm*80mm	A temporary operating surface for placing piezoelectric ceramics and wires can be used to coat the surface of the glass plate with double-sided tape
ketamine/xylazine	Shutai/shengxin	Zoletil 50/2ml*10	Anesthetize the mouse
medical coupling agent	Bestman	120g	The couplant acts as a medium to conduct the ultrasound signal
mouse	Bai shi tong	GCaMp6	Test subject
ophthalmic ointment	Yun Zhi	0.5% x 2.5 g x1	Moistens the eye area to prevent blindness
piezoelectric plate	Jiaming Electronics Factory	Diameter, pore, thickness (7mm, 3mm, 3.56mm)	The electrical energy is emitted in the form of ultrasound
polypropylene pipe	Baihao Pipe Factory	Outer diameter, inner diameter, length (3mm, 2mm, 500mm)	Prevent the epoxy resin from plugging the holes and leaving the holes
povidone-iodine	lefeke	500ml	Disinfect
signal record of fiber	Thinker Tech Nanjing Biotech	Three-color single-channel fiber optic recording system	Record fiber photometry signals
stereotaxic frame	RWD	68805	Fix the head of the mouse and localize the brain region
sterile saline	Shijiazhuang si yao	500ML,4.5g	As a solvent, dissolves the drug
stimulation of ultrasound	Deep Brain Technology	DB-USNM	Provides stable input to the transducer
weighing machine	Qin bo shi	1718	Weigh the mouse
wire	Jinpeng Cable Factory	0.3mm2	Voltage is supplied to the transducer