Name: intact histological characterization of brain-implanted microdevices and surrounding tissue
Uploaded: 2013-02-11T12:00:00
Duration: 11 min 31 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intact Histological Characterization of Brain-implanted Microdevices and Surrounding Tissue at JoVE.com

وقد أجريت جميع التجارب تحت إشراف ورعاية الحيوان واللجنة بوردو الاستخدام وبرنامج الحيوان المعملية في جامعة بوردو. وقد رعت هذا العمل من قبل المتقدم الدفاع كالة مشاريع البحوث (DARPA) مايكروسيستمز تكنولوجيا المكاتب (MTO)، تحت رعاية الدكتور جورج جودي جاك (jack.judy @ darpa.mil) كجزء من برنامج تكنولوجيا العصبية موثوقة، من خلال الفضاء والحرب البحرية نظم القيادة (SPAWAR) نظم مركز (SSC) منحة رقم المحيط الهادئ N66001-11-1-4013. فإن الكتاب أود أن أشكر ميخائيل سليبتشنكو، دون جاهز، جريج ريختر، تايلور هارون، وEliceiri كيفن لتبادل خبراتهم المجهري.

<ol>
	<li>Schwartz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+Neural+Prosthetics.">Cortical Neural Prosthetics.</a> Annual Review of Neuroscience. 27, 487-507 (2004).</li><li>Normann, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technology+Insight:+future+neuroprosthetic+therapies+for+disorders+of+the+nervous+system.">Technology Insight: future neuroprosthetic therapies for disorders of the nervous system.</a> Nature Clinical Practice Neurology. 3, 444-452 (2007).</li><li>Rousche, P., Normann, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+recording+capability+of+the+Utah+Intracortical+Electrode+Array+in+cat+sensory+cortex.">Chronic recording capability of the Utah Intracortical Electrode Array in cat sensory cortex.</a> Journal of Neuroscience Methods. 82, 1-15 (1998).</li><li>Koivuniemi, A., Wilks, S. J., Woolley, A. J., Otto, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal,+longitudinal+assessment+of+intracortical+microstimulation.">Multimodal, longitudinal assessment of intracortical microstimulation.</a> Prog. Brain Res. 194, 131-144 (2011).</li><li>Otto, K. J., Rousche, P. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstimulation+in+auditory+cortex+provides+a+substrate+for+detailed+behaviors.">Microstimulation in auditory cortex provides a substrate for detailed behaviors.</a> Hearing Research. 210, 112-117 (2005).</li><li>Drake, K., Wise, K., Farraye, J., Anderson, D., BeMent, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+planar+multisite+microprobes+in+recordingextracellular+single-unit+intracortical+activity.">Performance of planar multisite microprobes in recordingextracellular single-unit intracortical activity.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 35, 719-732 (1988).</li><li>Liu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+the+interface+between+neural+tissue+and+chronically+implanted+intracortical+microelectrodes.">Stability of the interface between neural tissue and chronically implanted intracortical microelectrodes.</a> IEEE Trans. Rehab. Eng. 7, 315-326 (1999).</li><li>Williams, J. C., Hippensteel, J. A., Dilgen, J., Shain, W., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+impedance+spectroscopy+for+monitoring+tissue+responses+to+inserted+neural+implants.">Complex impedance spectroscopy for monitoring tissue responses to inserted neural implants.</a> J. Neural Eng. 4, 410-423 (2007).</li><li>Polikov, V., Tresco, P., Reichert, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes.">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148, 1-18 (2005).</li><li>Szarowski, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+responses+to+micro-machined+silicon+devices.">Brain responses to micro-machined silicon devices.</a> Brain Research. 983, 23-35 (2003).</li><li>McConnell, G. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implanted+neural+electrodes+cause+chronic,+local+inflammation+that+is+correlated+with+local+neurodegeneration.">Implanted neural electrodes cause chronic, local inflammation that is correlated with local neurodegeneration.</a> J. Neural Eng. 6, 056003 (2009).</li><li>Holecko, M. M., Williams, J. C., Massia, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualization+of+the+intact+interface+between+neural+tissue+and+implanted+microelectrode+arrays.">Visualization of the intact interface between neural tissue and implanted microelectrode arrays.</a> J. Neural Eng. 2, 97-102 (2005).</li><li>Pierce, A. L., Sommakia, S., Rickus, J. L., Otto, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin-film+silica+sol-gel+coatings+for+neural+microelectrodes.">Thin-film silica sol-gel coatings for neural microelectrodes.</a> J. Neurosci. Methods. 180, 106-110 (2009).</li><li>Wilks, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(3,4-ethylene+dioxythiophene)+(PEDOT)+as+a+micro-neural+interface+material+for+electrostimulation.">Poly(3,4-ethylene dioxythiophene) (PEDOT) as a micro-neural interface material for electrostimulation.</a> Frontiers in Neuroengineering. 2, (2009).</li><li>Johnson, M. D., Otto, K. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated+voltage+biasing+improves+unit+recordings+by+reducing+resistive+tissue+impedances.">Repeated voltage biasing improves unit recordings by reducing resistive tissue impedances.</a> IEEE Trans Neural Syst. Rehabil. Eng. 13, 160-165 (2005).</li><li>Otto, K. J., Johnson, M. D., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltage+pulses+change+neural+interface+properties+and+improve+unit+recordings+with+chronically+implanted+microelectrodes.">Voltage pulses change neural interface properties and improve unit recordings with chronically implanted microelectrodes.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 53, 333-340 (2006).</li><li>Hama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale:+a+chemical+approach+for+fluorescence+imaging+and+reconstruction+of+transparent+mouse+brain.">Scale: a chemical approach for fluorescence imaging and reconstruction of transparent mouse brain.</a> Nature Neuroscience. 14, 1481-1488 (2011).</li><li>Woolley, A. J., Desai, H. A., Steckbeck, M. A., Patel, N. K., Otto, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+characterization+of+the+brain-microdevice+interface+using+Device+Capture+Histology.">In situ characterization of the brain-microdevice interface using Device Capture Histology.</a> Journal of Neuroscience Methods. 201, 67-77 (2011).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+Animal+Perfusion+Fixation+for+Rodents.">Whole Animal Perfusion Fixation for Rodents.</a> J. Vis. Exp. (65), e3564 (2012).</li><li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+labeling+and+visualization+of+blood+vessels+with+lipophilic+carbocyanine+dye+DiI.">Direct labeling and visualization of blood vessels with lipophilic carbocyanine dye DiI.</a> Nature Protocols. 3, 1703-1708 (2008).</li><li>Clendenon, S. G., Young, P. A., Ferkowicz, M., Phillips, C., Dunn, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+Tissue+Fluorescent+Imaging+in+Scattering+Specimens+Using+Confocal+Microscopy.">Deep Tissue Fluorescent Imaging in Scattering Specimens Using Confocal Microscopy.</a> Microscopy and Microanalysis. 17, 614-617 (2011).</li><li>Wilks, S. J., Richner, T. J., Brodnick, S. K., Kipke, D. R., Williams, J. C., Otto, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltage+Biasing,+Cyclic+Voltammetry,+&amp;+Electrical+Impedance+Spectroscopy+for+Neural+Interfaces.">Voltage Biasing, Cyclic Voltammetry, &amp; Electrical Impedance Spectroscopy for Neural Interfaces.</a> J. Vis. Exp. (60), e3566 (2012).</li></ol>

الكتاب ليس لديهم الإفصاحات ذات الصلة لإعلان أو مالية أو خلاف ذلك.

&quot;جهاز التقاط علم الأنسجة&quot; (DCHist) الأسلوب أظهر هنا يمكن من تقييم وثيقة النسيجي للتفاعلات بين الحفاظ شكليا أنسجة المخ وزرع الأنسجة. DCHist جمع الأنسجة يتطلب فصل دقيق للمكونات الجهاز الجمجمة محمولة من عناصر مزروع في الدماغ. DCHist يتطلب أيضا مجموعة من شريحة سميكة الأنسجة النسيجية (&gt; 250 ميكرون). هذه المقاطع الأنسجة، وصفت مرة واحدة، مسح، التي شنت، والمصورة، ويمكن تقديم رؤى جديدة في زرع إصابة مزمنة أو استجابة لاحقة لأجهزة الساكن. باستخدام أدوات متقدمة المجهري، يمكن تصوير واجهة الجهاز وبين الأنسجة وتحليلها بالتفصيل عالية كما هو مبين في الأرقام 3-5. التقنيات المعروضة في شكلها الحالي تعتمد على القدرة على حفر ببطء بعيدا مترسة الرأس المصنوعة من الاسمنت الأسنان جزئين وكويك سيل لأسفل إلى حد زرع الجهاز.استخدام الاسمنت الأسنان التي يمكن نسخها أو إزالتها بعيدا خلاف ذلك واضحا من خلال المطاط الصناعي السيليكون التي يمكن أن تسترشد مقص صغير بصريا تساعد بشكل كبير في فصل الجهاز بنجاح مزروع من مكونات الجمجمة محمولة على الخمسين. محاولة لقطع الجهاز تحت الجمجمة والدماغ أعلاه من أجل لأنه جمع في الموقع لا ينصح، كما سيتم سحب زرع الجمجمة محمولة من الدماغ كمية كبيرة. على الرغم من أرق وأصغر حجما يزرع، مثل الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف عرقوب واحدة من تقنيات NeuroNexus، هي الأكثر قابلية لDCHist، لا تقتصر على المبادئ السيقان جهاز واحد أو صفائف مسرى مكروي. جمع واستراتيجيات قابلة للتطبيق على نطاق واسع التصوير لأجهزة متعددة وساق أكبر يزرع مثل القنيات، مع متطلبات يجب أن يجري فصلهم عن أي جبل الجمجمة والتي تم جمعها خلال قسم الأنسجة سميكة. على الرغم من أن الكتاب يركز على تحليل الأنسجةيزرع القشرية المحيطة بها، يمكن أن أجهزة مدفوعة أعمق في الدماغ أيضا يتم جمع وتصوير. يجب عمق الإدراج لن يؤثر على زرع القبض على زرع شريحة في تقديم الجهاز لا تحيد بصورة عشوائية من زاوية معروفة من الإدراج. القيود موجودة إلى تطبيق مفيد للأسلوب DCHist. أقسام أنسجة المخ تشكل تحديا لصورة من خلال مئات ميكرومتر، وخاصة في مجالات المادة البيضاء، على الرغم من حلول المقاصة البصرية يمكن أن تحسن كثيرا في أعماق التصوير الأنسجة المختلفة 21. لمزيد من تحسين عمق التصوير، قد تكون استخدمت ثنائي الفوتون المجهري الإثارة مع المقاصة البصرية وصفها. يمكن الحد من إمكانات أخرى الطريقة الموضحة تكون محددة الطرق المناعية والأجسام المضادة المستخدمة الفلورسنت من قبل الباحثين. نشر السلبي يدفع عادة إدماج هذه العلامات من خلال الأنسجة الثابتةوعلى مواقع مستضد ملزمة. يجب تحديد تركيزات النهائي الأجسام المضادة من قبل الباحثين العاملين على أساس كل حالة على حدة لتحقيق أقصى قدر من الاختراق التسمية مع تجنب وضع العلامات مستويات عالية من الخلفية. يجب وضع العلامات الأجسام المضادة لا تكون متغيرة بين شرائح التي يتم معالجتها بشكل مماثل، ولكن الأجسام المضادة مختلفة قد تختلف اختلافا كبيرا في قدرتها على اختراق وعلامة مستضد فيها، مع بعض الأجسام المضادة وصفها بسهولة مستضدات عدة مئات من ميكرومتر العميقة وغيرها وصفها مستضدات عشرات فقط من ميكرومتر عميقة. وصفنا تحسين هذا الانتشار من خلال تطبيق تسميات الأجسام المضادة في تركيزات أعلى من العادية، لأيام متعددة من التطبيق، و. في محلول يحتوي على المنظفات ومنع تمييع الدم التقليب دوري شرائح يعزز أيضا وضع العلامات حتى. قد الخطوات استرجاع مستضد وعمليات التثبيت البديلة (مثل غلوتارالدهيد، والموجات الدقيقة، الخ) تكون مناسبة لمستضدات معينة. الأجسام المضادة الثانوية fluorochقد تقارن روما تختلف أيضا في أدائها وصفها أبواب سميكة، على الرغم من هذا لم يلاحظ من قبل المؤلفين باستخدام اليكسا فلور من التسميات إينفيتروجن. بدلا من ذلك، يمكن استخدام المواد المعدلة وراثيا الحيوانية معربا عن البروتينات الفلورية في أنواع الخلايا التي تهم تجنب المشاكل مع اختراق الأجسام المضادة التسمية، والبروتينات الفلورية كثيرة، مثل EGFP، في الحفاظ على مضان بهم بعد العلاج والفورمالديهايد، وربما يمكن تصور مباشرة في أقسام الأنسجة. DCHist هو مجموعة قوية من تقنيات التقاط وتحليل أثر على الأجهزة بالغة الصغر زرع أنسجة المخ. يمكن توصيل هذا البروتوكول النسيجي في الجسم الحي مع تقييم جودة البيانات ومقاومة الكهربية الكهربائي 22 تحسن كثيرا فهمنا للمصادر البيولوجية تقلب علم وظائف الأعضاء وتدهورها. قد مجال زرع الأجهزة التعويضية العصبية على وجه الخصوص الاستفادة من معهد العالم العربي DCHist مفصلةجينج من واجهة الجهاز / الأنسجة سليمة لإعلام مواصلة تطوير الأجهزة MEA محايدة من الناحية البيولوجية.

مجال البحث neuroprosthetic يهدف إلى مساعدة الأفراد الذين يعانون من إعاقات مختلفة واضطرابات من خلال تجاوز الهياكل المريضة أو التالفة في الجسم عن طريق الجهاز العصبي المركزي تفاعل الأجهزة 1،2. ويمكن استخدام الأجهزة بالغة الصغر زرع المخ، مثل صفائف مسرى مكروي الأطراف، لتسجيل أو تحفيز الدماغ الهياكل، وبالتالي السماح بإنشاء واجهات طويلة الأجل بين الإلكترونيات والأنسجة CNS 3-5. الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف اختراق والأجهزة التي يقودها في أنسجة المخ، تبشر سيما فيما ثنائية الاتجاه واجهات نظرا لقربها الوثيق داخل الأقطاب التي تقدم لمجموعة صغيرة نسبيا من الخلايا العصبية المجاورة 6. ومع ذلك، معقدة نتيجة الاستجابات من غرس الأنسجة على المدى الطويل من الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف اختراق، مما أدى في كثير من الأحيان في متغير والمهينة تدريجيا نسب الإشارة إلى الضوضاء الكهربية على مدى الأيام إلى شهور، وزيادة في imped الكهربائيةتعصب بين المواقع الكهربائي والأرض 7،8. أصول المفترضة لهذه التغيرات تشمل تفعيل الخلايا الدبقية الصغيرة، كثرة الخلايا النجمية على رد الفعل على طول الأجهزة بالغة الصغر، وفقدان أو هجرة الخلايا العصبية من الأنسجة المحيطة إلى الأجهزة مزروع 9-11. ومن التحديات الرئيسية لفهم هذه التغيرات النسيجية المزمنة حول الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف الاختراق، هو صعوبة في التقاط البيانات النسيجية واجهة الأنسجة المحيطة سليمة الأجهزة مزروع المزمن 12. والتحليل النسيجي لأنسجة الجهاز مع واجهة / الأنسجة لا تزال موجودة على تحسين البروتوكولات الحالية إزالة الجهاز النسيجي. مع جهاز دون عائق المتبقية في الأنسجة، يمكن تصوير الأثر البيولوجي للتفاعلات خفية نسبيا، مثل استخدام الطلاء حيويا 13،14 أو المقاصة الكهربائية من سطح القطب 15،16، وتحليلها فيما يتعلق الزرع. Hيحرث نحن يبرهن على وجود طريقة لجمع وتجهيز واجهة وصورة microdevice سليمة للتحليل المجهري القائمة المفصلة للأنسجة المخ المحيطة بها. في هذه الطريقة، يتم جمع الجهاز والأنسجة المحيطة الدماغ داخل قسم الأنسجة سميكة (&gt; 250 ميكرون) باستخدام vibratome. لتحسين النسيجية اختراق في هذه التسمية شرائح سميكة، يتم تطبيق الفلورسنت التسميات النسيجية والمناعية في تركيزات عالية في محاليل تحتوي على مصل منع والمنظفات لأيام متعددة. يعمل حل المقاصة البصرية لتحسين التصوير المجهري أعماق، ويتم تحميل الأنسجة في الجانب 2-غرف ليزر متحد البؤر المجهر اللاحقة 17. لالتقاط واجهة كاملة النسيجية، يتم استخدام مرحلة الكمبيوتر التي تسيطر عليها أثناء التصوير متعدية لجمع Z-مكدس الإستعراضات على طول يزرع. بالإضافة إلى تطبيق التسميات النسيج التصوير، وجمع الانعكاس الليزر مرة أخرى من يزرعونقل الضوء من خلال مساعدة كل من الأنسجة تعريب واجهة الجهاز فيما يتعلق الأنسجة المحيطة. أعد استخدام هذا النسيج &quot;جهاز التقاط علم الأنسجة&quot; (DCHist) بروتوكول يوفر الوصول إلى التفاعلات التصوير الأنسجة / جهاز الحفاظ شكليا، ويحسن بالتالي على بروتوكولات جهاز إزالة السابقة النسيجية 18.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td></td><td></td><td></td><td> الكواشف </td></tr><tr><td> هويشت 33342 </td><td> إينفيتروجن </td><td> 14533 </td><td> DNA علامة </td></tr><tr><td> أرنب المضادة للIba1 </td><td> واكو (اليابان) </td><td> 019-19741 </td><td> الوحيدات الأجسام المضادة </td></tr><tr><td> الاكريليك الأسنان </td><td> لانغ الأسنان (الموزعين مختلفة) </td><td> طائرة مسحوق إصلاح أسنان والسائل </td><td> مترسة الرأس البناء </td></tr><tr><td> كويك سيل </td><td> أدوات الدقة العالم </td><td> كويك سيل </td><td> تغطي زراعة الجمجمة تعرض </td></tr><tr><td> مصل الماعز العادي </td><td> جاكسون ImmunoResearch </td><td> 005-000-121 </td><td> تجهيز الأنسجة </td></tr><tr><td> تريتون X-100 </td><td> سيغما الدريخ </td><td> X100-500ml </td><td> تجهيز الأنسجة </td></tr><tr><td> اليوريا </td><td> سيغما الدريخ </td><td> U4883 </td><td> تطهير الحل </td></tr><tr><td> الغليسيرول </td><td> سيغما الدريخ </td><td> G20225 </td><td> تطهير الحل </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> معدات </td></tr><tr><td> المنحني الدقيقة مقص </td><td> أدوات الدقة العالم </td><td> 14208 </td><td> قطع زرع قبل إزالة الدماغ </td></tr><tr><td> شفرات حلاقة </td><td> تيد بيلا </td><td> (أحجام مختلفة) </td><td> للاستخدام مع كتلة الدماغ </td></tr><tr><td> الاكريليك الدماغ Matrice </td><td> تيد بيلا </td><td> 15054 </td><td> كتلة الدماغ لخلق الطائرة الأولي في الأنسجة </td></tr><tr><td> البلاستيك الشرائح </td><td> تيد بيلا </td><td> 260225 </td><td> تصاعد الأنسجة </td></tr><tr><td> تغطية الزجاج </td><td> تيد بيلا </td><td> (أحجام مختلفة) </td><td> تصاعد الأنسجة </td></tr><tr><td> القطب صفائف </td><td> NeuroNexus تكنولوجيا </td><td> (تصاميم مختلفة) </td><td> المثال الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف </td></tr><tr><td> Vibratome </td><td> لايكا </td><td> VT1000 S </td><td> محددة النظام المستخدم في طريقة عرض </td></tr><tr><td> Vibratome شفرات </td><td> (مختلف الموردين) </td><td></td><td> جمع شرائح </td></tr><tr><td> 24-وحات جيدة </td><td> (مختلف الموردين) </td><td></td><td> تخزين ومعالجة شرائح الأنسجة </td></tr><tr><td> مبائر المجهر مع مرحلة XY مسح آلية </td><td> كارل زايس المجهر </td><td> زايس LSM 710 و &#39;2010 زن&#39; البرمجيات </td><td> محددة النظام المستخدم في طريقة عرض </td></tr><tr><td> لحام الحديد </td><td> (مختلف الموردين) </td><td></td><td> المنقبة مترسة الرأس </td></tr></tbody></table>

intact histological characterization of brain-implanted microdevices and surrounding tissue

البحث في تصميم واستخدام الأجهزة بالغة الصغر زرع المخ، مثل صفائف مسرى مكروي، ويهدف إلى إنتاج أجهزة ذات الصلة سريريا تلك الواجهة مزمنة مع الأنسجة المحيطة الدماغ. ويعتقد الأنسجة المحيطة زرع هذه للرد على وجود الأجهزة على مر الزمن، والذي يتضمن تشكيل &quot;ندبة الدبقية&quot; العازلة حول الأجهزة. ومع ذلك، عادة ما يتم إجراء التحليل النسيجي لهذه التغييرات بعد الأنسجة شرحا الجهاز، في عملية يمكن أن يعطل التشكل من الأنسجة من الاهتمام. هنا علينا أن نبرهن على بروتوكول التي يتم جمعها القشرية-زرع الأجهزة المحيطة سليمة في نسيج المخ القوارض. ونحن تصف كيفية، مرة واحدة مع perfused مثبت، تتم إزالة العقول وشرائح في مثل هذه الطريقة لتجنب أجهزة شرحا. نحن الخطوط العريضة الفلورسنت وضع العلامات الأجسام المضادة وطرق تبادل المعلومات البصرية مفيدة لإنتاج إعلامي، والأنسجة السميكة حتى الآنالقسم. وأخيرا، علينا أن نبرهن على تركيب وتصوير هذه المقاطع الأنسجة من أجل التحقيق حول واجهة الأجهزة البيولوجية في الدماغ مزروع.

ويمكن جمع الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف الدماغ مزروع في شرائح الأنسجة عن طريق فصل الأول أي مكونات الجمجمة محمولة من مكونات الدماغ المضمنة. 2A الشكل يظهر نتائج إزالة جانب واحد من الاسمنت الأسنان مترسة الرأس وجزء من كويك سيل المحيطة برقية MEA على جمجمة الفئران. تم استخدام الحديد لحام لإزالة الأسنان والاسمنت كويك سيل في غطاء الدخان. وقطعت كابلات المقبل وأي غير مزروع الهياكل MEA مع الدقيقة مقص من حفر ببطء من خلال كويك سيل وصولا الى سطح الدماغ ثابتة. بعد تشريح، ووضع العلامات، وتطهير الأنسجة وبسيطة حسب الطلب الشرائح هي مفيدة لتركيب شرائح الأنسجة سميكة (الشكل 2B). ويرد شريحة الدماغ شنت تحتوي على microdevice مزروع في الشكل 2C. يمكن من خلال التصوير جانبي الشريحة تسمح لك لتقييم واجهة الجهاز حول، كما هو موضح في الشكل (3) </stرونغ&gt;، حيث الخلايا الدبقية الصغيرة على طول بدعم من السيليكون MEA مرئية من جانب واحد (الشكل 3A) والخلايا الدبقية الصغيرة على طول القطب مواقع وآثار واضحة على الجانب الآخر (الشكل 3B). شنت مرة واحدة، يمكن تصويرها باستخدام الأنسجة مرحلة الترجمة XY. يمكن أن تتولد لمحات عامة من التسميات عبر شرائح الأنسجة الفلورسنت كامل في القرار المطلوب (الشكل 4). ويمكن جمع دراسة تفصيلية من واجهة الأنسجة الحفاظ شكليا حول الأجهزة بالغة الصغر مزروع تحت التكبير عالية لتحليل استجابة الأنسجة المحلية (الشكل 5). <img src="/files/ftp_upload/50126/50126fig1.jpg" alt="الشكل 1" fo:content-width="6.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50126/50126fig1highres.jpg"/> الشكل 1. نظرة عامة الداخلي. (AC) الدماغ جراحات زرع الصغيرة هي الاتحاد الدولي للسباحةيتبع lized بطبقة من البوليمر كويك سيل المحيطة فورا الجهاز، عن طريق تغطية الاسمنت الاكريليك. (د، ه) القتل الرحيم وبعد، يتم حرق طبقة الاكريليك بعيدا، ويتم فصل الجمجمة محمولة على مكونات الجهاز من مكونات مزروع من خلال قطع المطاط الصناعي السيليكون. (و، ز) ثم تتم إزالة الدماغ من الجمجمة وقطع وشنت إلى مرحلة vibratome. (هونج كونج) يتم جمع شرائح الأنسجة، بما في ذلك الأنسجة التي تحتوي على شريحة الجهاز. يمكن (ل) ثم تتم معالجة الأنسجة والتي تقام في غرف مخصصة للفحص المجهري تفصيلا. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50126/50126fig1large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدتها بشكل اكبر شخصية</a> . <img src="/files/ftp_upload/50126/50126fig2.jpg" alt="الشكل 2"/> الشكل 2 (أ) حذف كويك سيل سو الاستومر سيليكونrrounding كبل كهربائي مصفوفة (السهم) تعرضت عن طريق حرق بعيدا نافذة في سقف الاسمنت الأسنان على رأس القوارض perfused باستخدام حام الحديد. (ب) لاستيعاب التصوير في جانبي شريحة الأنسجة سميكة وبسيطة &quot;تنزلق للغرف&quot; يمكن أن تدلي بها قطع شريحة من البلاستيك والالتزام ساترة إلى أي من الجانبين في جميع أنحاء الأنسجة وتصاعد الحل. (ج) ويرد أنسجة المخ الفئران مع شريحة زرع سليمة (السهم الأحمر) بعد التركيب. جانبي الأنسجة يمكن الوصول بسرعة إلى التصوير المجهري مع هذا الإعداد. لمقياس، لوحة (أ) هو 25 ملم عبر في القاع، بينما لوحات (ب، ج) هي 80 ملم عبر في الأسفل. <img src="/files/ftp_upload/50126/50126fig3.jpg" alt="الشكل 3" fo:content-width="3.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50126/50126fig3highres.jpg"/> الشكل 3. الحد الأقصى الباحثensity Z-التوقعات من 40 ميكرومتر سميكة مداخن صورة، جمعها حول المؤخر (أ) والاستقبال (ب) من مجموعة مسرى مكروي مزروع. تم تصوير بالتسلسل الخلايا الدبقية الصغيرة (المسمى مع Iba1 المضادة للطائرات واليكسا فلور 633، البيضاء) وضوء الليزر الانعكاس (الحمراء)، التي تم جمعها من سطح الجهاز، من كلا الجانبين من شريحة 400 ميكرومتر سميكة الأنسجة. كما يزرع الدماغ وغالبا ما تكون مبهمة، وتصاعد مع وصول البصرية لكلا الجانبين يوفر رؤية واضحة للهياكل الأنسجة المسمى &quot;وراء&quot; زرع فيما يتعلق الهدف المجهر. مقياس بار 50 ميكرومتر. <img src="/files/ftp_upload/50126/50126fig4.jpg" alt="الشكل 4"/> الشكل 4. شريحة DCHist المسمى تصوير باستخدام الكمبيوتر التي تسيطر عليها المرحلة على المسح الضوئي ليزر متحد البؤر المجهر. (أ) نوى الخلايا (ملطخة هويشت 33342) و (ب) حيدات / الخلايا الدبقية الصغيرةتم تصوير في وقت واحد (المسمى مع Iba1 مكافحة) على قنوات منفصلة. كما تم جمع (ج) نقل وضوء الانعكاس، والتي تبين مكان زرع لمدة 4 أسابيع فيما يتعلق هويشت والبيانات Iba1. (د) ويظهر أيضا من تراكب جميع القنوات ولكن انتقال العدوى. يتم توسيع منطقة المستطيل الأبيض في الصور التي تظهر على اليمين. مقياس شريط 1 مم. <img src="/files/ftp_upload/50126/50126fig5.jpg" alt="الشكل 5" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50126/50126fig5highres.jpg"/> الشكل 5. باستخدام المجهر مرحلة الكمبيوتر التي تسيطر عليها والبرامج المناسبة، يمكن جمع بيانات التصوير البانورامي حول الزرع. الانعكاس (أ) والنفاذية (ب) تسمح توطين الجهاز، في حين الفلورسنت أو الأجسام المضادة الكيميائية التسميات (ج، ومكافحة Iba1 توسيم الخلايا الدبقية الصغيرة وماكrophages) يسمح التصوير مفصل لمكونات النسيج على طول واجهة الأنسجة سليمة. مقياس بار 200 ميكرومتر.

Watch this Scientific Journal Video about Intact Histological Characterization of Brain-implanted Microdevices and Surrounding Tissue at JoVE.com

Intact Histological Characterization of Brain-implanted Microdevices and Surrounding Tissue

هنا نقدم طريقة لالتقاط النسيجية، ووضع العلامات، وتطهير بصريا، والتصوير في أنسجة المخ واجهة سليمة حول الأجهزة بالغة الصغر مزروع مزمن في أنسجة المخ القوارض. النتائج من التقنيات تشمل هذه الطريقة مفيدة لفهم تأثير مختلف اختراق يزرع في الدماغ على الأنسجة المحيطة بها.

توصيف نسيجية سليمة من الأجهزة بالغة الصغر زرع الدماغ والأنسجة المحيطة بها

Research  into the design and utilization of brain-implanted microdevices, such as  microelectrode arrays, aims to produce clinically relevant devices ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Scalable Fluidic Injector Arrays for Viral Targeting of Intact 3-D Brain Circuits

تحجيم Fluidic صالحة للحقن الفيروسية استهداف سليمة دوائر الدماغ 3 - D

Our understanding of neural circuits--how they mediate the computations that subserve sensation, thought, emotion, and action, and how they are corrupted ...

Live-cell Imaging of Sensory Organ Precursor Cells in Intact Drosophila Pupae

Live-cell Imaging of Sensory Organ Precursor Cells in Intact Drosophila Pupae

تعيش خلية التصوير الحسي للخلايا السليمة في الجهاز السلائف ذبابة الفاكهة شرانق

Since the discovery of Green Fluorescent Protein (GFP), there has been a revolutionary change in the use of live-cell imaging as a tool for understanding ...

Electrophysiological Characterization of GFP-Expressing Cell Populations in the Intact Retina

توصيف بالسكان خلية كهربية من GFP - يعرب عن السليمة في الشبكية

Studying the physiological properties and synaptic connections of specific neurons in the intact tissue is a challenge for those cells that lack ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

تسجيل الكهربية في الدماغ سليمة من اسماك الزرد الكبار

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

Ex Vivo Preparations of the Intact Vomeronasal Organ and Accessory Olfactory Bulb

Ex Vivo Preparations of the Intact Vomeronasal Organ and Accessory Olfactory Bulb

فيفو السابقين الاستعدادات للالميكعي الجهاز سليمة والإكسسوار الشم لمبة

The mouse accessory olfactory system (AOS) is a specialized sensory pathway for detecting nonvolatile social odors, pheromones, and kairomones. The first ...

3D Modeling of the Lateral Ventricles and Histological Characterization of Periventricular Tissue in Humans and Mouse

النمذجة 3D من جانبي البطينات ونسيجية توصيف الأنسجة المحيطة بالبطين في البشر والفأر

The ventricular system carries and circulates cerebral spinal fluid (CSF) and facilitates clearance of solutes and toxins from the brain. The functional ...

Exposure of the Pig CNS for Histological Analysis: A Manual for Decapitation, Skull Opening, and Brain Removal

تعرض الجهاز العصبي المركزي الخنزير للتحليل النسيجي: دليل لقطع الرأس، الجمجمة افتتاح، والدماغ إزالة

Pigs have become increasingly popular in large-animal translational neuroscience research as an economically and ethically feasible substitute to ...

Electroencephalographic, Heart Rate, and Galvanic Skin Response Assessment for an Advertising Perception Study: Application to Antismoking Public Service Announcements

اليكترونسيفالوجرافيك، معدل ضربات القلب، وتقييم استجابة الجلد جلفانيه لتصور إعلانات الدراسة: تطبيق لإعلانات الخدمة العامة المناهضة

The evaluation of advertising, products, and packaging is traditionally performed through methods based on self-reports and focus groups, but these ...

A Rat Model of Mild Intrauterine Hypoperfusion with Microcoil Stenosis

نموذج الفئران من هيبوبيرفوسيون داخل الرحم خفيفة مع تضيق ميكروكويل

Intrauterine hypoperfusion/ischemia is one of the major causes of intrauterine/fetal growth restriction, preterm birth, and low birth weight. Most studies ...

Characterization and Isolation of Mouse Primary Microglia by Density Gradient Centrifugation

توصيف والعزلة للماوس Microglia الأولية بكثافة التدرج الطرد المركزي

Microglia, the resident immune cells in the brain, are the first responders to inflammation or injury in the central nervous system. Recent research has ...