Метод позволяет контролировать большие, распределенные популяции нейронов в течение нескольких дней, недель или месяцев, ставя вопросы о том, как эти популяции меняются и поддерживают когнитивные функции в пределах досягаемости. Имплантация нескольких полимерных устройств и связанная с ними конструкция имплантатов объединяются, чтобы сделать записывающую платформу, способную к высококаналентным, многотеменным, долгосрочным, непрерывным и стабильным записям. Демонстрацией процедуры будет Клэй Смит, техник из моей лаборатории.
Чтобы подготовить полимерные электродные массивы к вставке, вставьте винт через выровненные вертикально ориентированные отверстия в двух частях вставки, чтобы зафиксировать их вместе и держать кусочки в пороке. Прикрепите двустороннюю ленту к верхней части второй части и прикрепите стабилизирующий кусок к концу первой части. Стабилизирующий кусок будет проводиться на месте трения.
Вручную выровнять электродный массив и прикрепить вставку шаттла к узкому сегменту конца первой части. Когда зонд выровнен с продольной оси кусок один, придерживаться массива разъем полиамида двусторонняя лента на плоской части части два. С пластиковыми наконечниками типсов, соединяющих только полиамидное крыло, прикрепленное к ленте массива, поднимите наконечник устройства электродета вставки от первой части к внешней стороне стабилизирующей части.
Нанесите 10 микролитров подходящего клея на конец первой части. Используя пластиковые наконечником типсы, чтобы связаться только с полиамидным крылом, прикрепленным к ленте массива, используйте квадратную вкладку шаттла для перестройки устройства узким сегментом первой части. Манипулируйте стороной кремниевого шаттла или колышек, чтобы сделать небольшие корректировки выравнивания, заботясь, чтобы избежать применения чрезмерной силы к ленте или хвостовику.
Затем используйте типсы, чтобы применить мягкое понижательное давление с обеих сторон стабилизирующей части и удалить стабилизирующий кусок из сборки, не перемещая массив. Затем установите микромипулятор первой части в расширенное положение. Поршень будет скользить к глубине терминала внутри части 1.
Загрузите куски один и два на поршень опровержения. Установите микро-манипулятор третьей части в убранное положение. Fit второй кусок в верхней части части три с отверстиями выровнены и загрузить кусок три на вставку микро манипулятор поршень.
Винт штук на месте на нижней части части три, и нагрузки и винт куски два и три вместе, так что перемещение вставки микро манипулятор будет двигаться весь аппарат вставки. Удалите винт, который держит куски один и два вместе. Затем вставьте винт в боковое отверстие части один перпендикулярно поршневой дорожке, пока винт не применяет давление на поршень, чтобы гарантировать, что кусок один движется в соответствии с втягивающий поршень.
Кусок следует перемещать независимо от части 2, что позволяет отдельное опровержение вставки шаттла от аппарата. Когда конструкция устройства завершена, просмотр вставки под стерео микроскопом, быстро снизить стереотаксического инструмента на 25 микрометров в секунду. Устройство не будет проникать в мозг сразу.
Степень сопротивления и ямочка будет зависеть от целевого местоположения и конструкции устройства. После того, как устройство проникло в мозг, переключитесь на скорость микромипулятора до 10 микрометров в секунду и опустите устройство на один-два миллиметра выше целевой глубины, визуализируя крылья устройства и точку вставки при опускаи, чтобы избежать преждевременного отслоения челночного массива. Когда устройство достигает от одного до 0,5 миллиметра над целевой глубиной, замедлить вставку до пяти микрометров в секунду.
А затем, когда устройство находится на 500 микрометрах от цели, замедляют вставку до одного-двух микрометров в секунду. Когда целевая глубина достигается, высушите точку крепления на базовом куске по мере необходимости, а затем прикрешите оба полиамидных крыла к местам крепления базовой части с подходящим клеем. До растворения колышек будет отображаться как шаровая масса, сидящая на вершине массива и интерфейса шаттла вставки.
Чтобы растворить колышек, аккуратно капельного солевого раствора температуры тела на массиве в точке, в которой колышек прилипает к шаттлу. Когда привязка полностью растворилась, границы массива будут различимы от шаттла и первой части. После того, как массив установлен на месте, используйте микроманипулятор опровержения, чтобы медленно снять вставку шаттла, продолжая применять отдельные капли солевого раствора на массив, как это втягивается с той же скоростью опровержения, как устройство было вставлено, наблюдая интерфейс между массивом и вставки шаттл во время опровержения.
По мере того как оно retracted, шаттл заметно отделит от массива полимера, который появится полупрозрачный желтый между хвостовиками шаттла вставки. Когда устройство будет полностью отозвано, переместив разъем массива из второй части в место, которое не будет мешать последующим вставок. Полимерный электродный массив будет вставлен в мозг и больше не подключен к стереотаксическому инструменту.
Удалите вставку шаттла и другого оборудования для вставки. При необходимости выполните дополнительные вставки. Для строительства имплантата, после окончательной вставки массива, пустой солевой раствор из базовой части, будьте осторожны, чтобы не нарушить имплантированные массивы или ленты.
Заполните краниэктомии и базовый кусок с соответствующим искусственным герметиком. И позволить герметиком вылечить. Поместите аппаратные разъемы там, где они не будут вмешиваться, и при необходимости выполните несколько вставок.
Соответствующим образом сориентировать и подключить разъемы массива к записывающему оборудованию, так что ленты находятся в их окончательном желаемом положении. Наконец, упаковать ленты из точки, в которой они оставляют искусственный дюральный герметик, чтобы разъем заканчивается более вязким силиконовым гелем. Следуя этому протоколу, запись нейронного имплантата на канале 1 024 дала 375 единиц.
В этом эксперименте, запись долговечности для одного блока была сохранена, по крайней мере 160 дней в данных из 19 устройств на трех различных крыс. Из 15 функциональных устройств на один канал было приобретено в среднем примерно одна единица, а на отдельные устройства было получено несколько единиц до примерно двух единиц на канал. Во время вставки устройства важно убедиться, что массив шаттла сухой.
Если это не так, существует высокая вероятность того, что массив отсоединится от шаттла во время попытки вставки. Техника совместима с другими способами записи, включая микропереводы, а также с манипуляциями, включая электрическое моделирование и оптогенетику. Этот метод позволяет нам записывать из тех же нейронов в течение многих дней, что позволяет понять, как ответы меняются с течением времени.
