Наша гибридная конструкция микродвигателя позволяет экспериментаторам не только записывать из нескольких областей мозга, но и выбирать различные типы электродов для оптимизации урожайности и стабильности. Мы объединили девять тетродов, кремниевый линейный зонд и волоконную оптику, которые регулируются и многоразовые в массиве микродвигателя для экспериментов in vivo со свободно перемещаемыми мышами. Этот метод может быть легко адаптирован к другим крупным животным, таким как крысы или мартыки.
Кремниевые зонды чрезвычайно хрупкие. Мы должны быть осторожны при работе с зондами, например, при адаптации оптического волокна и при повороте сборки шаттла в микропривод. Массив микродвигателя состоит из пяти частей.
Для подготовки микропривод винт для кремния зонд первый 3D печать пластиковый узор микродвигателя и место ленты вокруг шаблона, чтобы сделать временную стену вокруг шаблона. Налейте жидкий кремниевый гель в узор и удалите пузырьки воздуха с нежной тряской. Когда кремний вылечат, тщательно удалите форму кремния геля из шаблона.
Далее используйте роторную мясорубку, чтобы сократить 18 и 9,5 мм длиной 23 калибра нержавеющей стали проволоки трубки и использовать шлифовальный станок, чтобы roughen верхней 2 до 3 мм труб. Нанесите небольшой объем кремниевого масла на пользовательский винт и установите трубки и винт в форму. Налейте зубной акрил в форму и использовать шприц для устранения любых пузырьков воздуха вокруг труб и винта.
Когда зубной акрил полностью вылечить удалить микропривод винт из формы и использовать плоскогубцы согнуть 6 мм от одного конца 18 мм проволоки наконечник на 60 градусов угол. Используя поворотный инструмент повернуть микропривод винт, чтобы проверить качество затем установить микропривод винт в корпус массива микродвигателя и повернуть винт, чтобы проверить, может ли он двигаться вверх и вниз плавно. Для подготовки шаттла для кремниевого зонда используйте острые ножницы, чтобы сократить две длины 5 мм PEEK и выровнять трубки по обе стороны от шаттла.
Клей трубки к шаттлу с эпоксидной смолой и применить небольшой объем кремниевого масла для руководства должностей. Когда эпоксидная смола высохла, поместите шаттл над направляными столбами тела массива микродвигателя, чтобы проверить качество. Шаттл должен двигаться плавно без чрезмерного трения.
Для подготовки опторода используйте резак Руби, чтобы расщепить кусок оптического волокна до 21 мм в длину и измельчить кончик волокна, пока он не плоский и блестящий. Когда кончик будет готов, аккуратно поместите оптическое волокно на передней стороне кремния зонда от 200 до 300 микрометров над верхней части электрода сайтов и временно обеспечить волокна с прозрачной лентой затем клей оптического волокна к основанию кремния зонд с небольшим объемом эпоксидной смолы и позволяют эпоксидной смолы вылечить в течение пяти часов. Чтобы прикрепить шаттл к кремниевому зонду, нанесите небольшой объем эпоксидной смолы в задней части базы кремниевого зонда и аккуратно удерживайте нижнюю часть шаттла против базы кремниевого зонда в течение двух-трех минут, чтобы избежать образования разрыва между шаттлом и базой кремниевого зонда.
Когда эпоксидная смола полностью вылечить провести паз шаттла с тонкой пинцетом и использовать микроскоп, чтобы тщательно разместить шаттл труб на направляющий пункт основного тела. Включите винт, чтобы вставить микропривод винт в винт отверстие и вставить кончик L формы трубки в паз головки шаттла заниматься кремния зонд и микропривод винт. Затем вырежьте два винта номер 0 до длины нити 3,5 мм и измельчите кончики для удаления заусенцев.
Поместите держатель разъема зонда на корпус массива и вставьте электрический разъем кремниевого зонда в держатель. Вставьте винты номер 0, чтобы удержать держатель разъема зонда. Используйте эпоксидную смолу для обеспечения разъема кремниевого зонда в держателе, заботясь о том, чтобы не приклеить зонд к корпусу массива микродвигателя.
Чтобы прикрепить держатель феррула к оптико-кремниевому зонду и корпусу массива микродвигателя, вырежьте два винта номер 0 до длины нити 6 мм и измельчите кончики. Измельчить за пределами двух номер 0 машина винт орехи, чтобы сделать небольшие гайки hex с 2,5 до 3 мм внешних диаметров и вставить номер 0 винт в компонент А держателя. Клей винт головок с эпоксидной смолой.
Нанесите небольшой объем кремниевой смазки на компоненты A и B, чтобы уменьшить трение с телом. Используйте обратный пинцет, чтобы временно вставить компонент А в кузов и поместить компонент B на винты компонента A.Thread настроенные орехи на винты и использовать плоскогубцы, чтобы затянуть гайки, чтобы обеспечить держатель ферруля на тело. Вставьте волокно ferrule в паз держателя волокна ferrule заботясь что феррул волокна вставлять 4 до 5mm вне от держателя.
Нанесите небольшое количество эпоксидной смолы между феррулом и пазом держателя. Когда эпоксидная откапись вылечить, ослабить орехи и превратить микропривод винт, чтобы проверить шаттл и держатель феррул для плавного движения, то подтвердить, что зонд отзыв полностью втягивается в тело, когда держатель феррулы находится в верхней позиции и челночных труб по-прежнему связаны с направляющими столбами. Чтобы прикрепить щит конуса, закрепите два 3,5 мм число 0 винты с внешней стороны конуса, чтобы держать микродвигатель на месте.
Массив микродвигателя может быть настроен в течение пяти дней, если строительство завершено в соответствии со сроками, изложенными в таблице. После корректировки тетрода поведенческая производительность может быть проверена на линейной трассе и в открытом поле. В обоих типах экспериментов мышь может свободно исследовать в течение примерно 30 минут, в то время как электрофизиологические сигналы регистрируются без сильного шума, связанного с движением на протяжении всего сеанса записи.
Свет стимуляции может быть выполнена в медиальной энториналь коры, чтобы стимулировать медиальной энторинальной коры слоя 3 нейронов, которые проект CA1 под поля гиппокампа. Спонтанные пики деятельности и локальных полевых потенциалов затем регистрируются из тетродов и кремния зонд, когда мышь спит. В этом репрезентативном эксперименте потенциалы левого поля, записанные в тетродах, продемонстрировали большую рябь, предполагая, что все тетроды были расположены в непосредственной близости от пирамидального клеточного слоя CA1.
Свет индуцированных реагировать деятельности в этом анализе были впервые замечены в медиальной энториналь коры следуют мероприятия в рамках CA1 с 13 до 18 миллисекунд задержки. Позаботьтесь, чтобы вставить оптико-силиконовый зонд в корпус микродвигателя в электростатической свободной среде. Защитный конус можно заменить такими материалами, как лист бумаги и лента.
Это позволит снизить скорость микродвигателя до 20%Наша конструкция микродвигателя обеспечивает гибкий выбор для эффективного сочетания записывающих электродов для измерения и управления несколькими областями мозга и для исследования динамики и взаимодействия различных структур мозга.
