इलेक्ट्रोड ऊतक तंत्रिका रिकॉर्डिंग इलेक्ट्रोड के इंटरफ़ेस विद्युत प्रतिबाधा (EIS) स्पेक्ट्रोस्कोपी और चक्रीय voltammetry (सीवी) के साथ लक्षण वर्णन किया जा सकता है. वोल्टेज परिवर्तन biasing पर ऊतक इंटरफ़ेस इलेक्ट्रोड की विद्युत गुणों में सुधार कर सकते हैं रिकॉर्डिंग क्षमता के आवेदन. वोल्टेज biasing, EIS, CV, और तंत्रिका रिकॉर्डिंग पूरक हैं.
विद्युत प्रतिबाधा (EIS) स्पेक्ट्रोस्कोपी और चक्रीय (सीवी) voltammetry इलेक्ट्रोड ऊतक अतिरिक्त आक्रामक प्रक्रियाओं के बिना इंटरफेस के उपाय गुण, और लंबे समय से इलेक्ट्रोड प्रदर्शन की निगरानी करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. EIS एकाधिक आवृत्तियों में बिजली प्रतिबाधा उपाय है, और प्रतिबाधा में वृद्धि डिवाइस के चारों ओर बढ़ा glial निशान गठन से संकेत मिलता है, जबकि चक्रीय voltammetry आरोप इलेक्ट्रोड की क्षमता उपाय है, और बताता है कि कैसे चार्ज अलग वोल्टेज स्तर पर स्थानांतरित कर रहा है. के रूप में उम्र इलेक्ट्रोड प्रत्यारोपित, EIS और CV डाटा परिवर्तन, और इलेक्ट्रोड साइटों है कि पहले से spiking न्यूरॉन्स दर्ज अक्सर तंत्रिका रिकॉर्डिंग के लिए काफी कम प्रभावकारिता एक्ज़िबिट. प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड arrays के, कायाकल्प रूप में जाना जाता है, के लिए एक संक्षिप्त वोल्टेज स्पंद के आवेदन वापस लाने के लिए अन्यथा समय की अवधि के लिए चुप इलेक्ट्रोड साइटों पर गतिविधि spiking कर सकते हैं. कायाकल्प बदल EIS और CV, और इन पूरक तरीकों से नजर रखी जा सकती है. आमतौर पर, EIS दैनिक के इलेक्ट्रोड साइट पर ऊतक प्रतिक्रिया का एक संकेत के रूप में मापा जाता है. यदि spikes है कि पहले spikes के था एक चैनल में अनुपस्थित रहे हैं, तो सीवी इलेक्ट्रोड साइट की क्षमता को ले जाने के आरोप निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, और कायाकल्प के इंटरफ़ेस प्रभावकारिता में सुधार करने के लिए लागू किया जा सकता है. CV और EIS इलेक्ट्रोड – ऊतक इंटरफ़ेस में परिवर्तन की जांच फिर दोहराया जाता है, और तंत्रिका रिकॉर्डिंग एकत्र कर रहे हैं. कायाकल्प के समग्र लक्ष्य प्रत्यारोपित arrays के कार्यात्मक जीवनकाल का विस्तार है.
तंत्रिका रिकॉर्डिंग सिस्टम कृत्रिम एक सीमित कार्यात्मक जीवनकाल प्रदर्शित रिकॉर्डिंग क्षमता के रूप में बाद आरोपण समय के साथ कम हो जाती है. कम प्रदर्शन होने की संभावना योगदानकर्ता प्रतिक्रियाशील ऊतक के जवाब प्रत्यारोपित युक्ति के रूप में एक कॉम्पैक्ट glial म्यान कार्यात्मक स्वस्थ ऊतकों से 1 विदेशी वस्तु आइसोलेट्स है. तंत्रिका रिकॉर्डिंग के साथ साथ, विद्युत रासायनिक माप (EIS और CV) आम तौर पर इलेक्ट्रोड ऊतक 2,3 इंटरफ़ेस के अनुदैर्ध्य निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है. EIS व्यावहारिक अंतरफलक की रिकॉर्डिंग क्षमता का आकलन करने में उपयोगी है. प्रतिबाधा जल्दी से बढ़ जाती है समय के साथ आरोपण के बाद प्रतिक्रियाशील ऊतक प्रतिक्रिया सुझाव 3 अंतरफलक के विद्युत गुण बदल. इसके अतिरिक्त, EIS डेटा के के सेलुलर रचना प्रत्यारोपित 3-5 इलेक्ट्रोड के लिए आसन्न मॉडल इस्तेमाल किया जा सकता है. चक्रीय voltammetry आगे रिकॉर्डिंग और EIS में परिवर्तन की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. electrक़सीदा सामग्री और के रूप में के रूप में अच्छी तरह से खुरदरापन विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं और आसपास के ऊतकों चतुर्थ वक्र की आकृति को प्रभावित कर रहे हैं. बड़े क्षमता, चतुर्थ वक्र के क्षेत्र से निर्धारित है, ले जाने के आरोप आम तौर पर बिजली की उत्तेजना सूक्ष्म के लिए विशेष रूप से पसंद है. कम शुल्क क्षमता अक्सर वृद्धि EIS के साथ जुड़ा हुआ है. CV के दौरान लागू संभावित ही प्रभारी क्षमता और EIS बदल सकता है, खासकर अगर वोल्टेज रेंज काफी बड़ी redox प्रतिक्रियाओं ड्राइव है.
वोल्टेज biasing पर, या कायाकल्प के आवेदन, बढ़ती क्षमता ले जाने के आरोप के उद्देश्य के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है, प्रतिबाधा कम है, और रिकार्ड 5 spikes के साथ संख्या चैनलों बढ़ रही है. ऑक्सीकरण की संभावना कायाकल्प के दौरान इलेक्ट्रोड के इंटरफेस में होने वाली, और इरीडियम सामग्री के साथ, एक सजल ऑक्साइड monolayer anodic 1.2 6 वी की क्षमता पर रूपों. यह सुझाव दिया है कि इस monolayer का गठन निकाल सकते हैं सेलुलर और acellular सामग्री इलेक्ट्रोड के बीच इंटरफेस 5 पर कम प्रतिबाधा में जिसके परिणामस्वरूप से जुड़ी है. जबकि कायाकल्प तंत्रिका संकेतों खो ठीक हो सकता है, यह सबसे प्रभावी है अगर चैनल है कि पहले कुछ दिनों के भीतर spikes पहले था पर इस्तेमाल किया. रिकॉर्डिंग, EIS, CV, और कायाकल्प तंत्रिका इंटरफ़ेस निगरानी और लंबी अवधि प्रत्यारोपित उपकरणों की कार्यक्षमता में सुधार करने में सबसे अच्छा पूरक उपकरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.
The authors have nothing to disclose.
इस शोध स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान (R03DC009339-02, NIDCD) और रक्षा एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी (DARPA) माइक्रोसिस्टम्स प्रौद्योगिकी कार्यालय (एमटीओ), डॉ. जैक डब्ल्यू जमीमा के तत्वावधान में (द्वारा समर्थित किया गया jack.judy @ darpa.mil विश्वसनीय तंत्रिका प्रौद्योगिकी कार्यक्रम के अंतरिक्ष और नौसेना वारफेयर सिस्टम कमान (SPAWAR) सिस्टम (एसएससी) प्रशांत अनुदान नहीं N66001-11-1-4013 के माध्यम से भाग के रूप में).
Equipment | Company | Catalogue number | Comments |
Electrochemistry Instrument | Metrohm Autolab | PGSTAT128N | add-ons: FRA2, channel MUX |
Passive Headstage | Tucker-Davis Technologies | model depends on connector and channel count | |
26-pin female connector | AMP | 5749069-2 | Headstage Adapter Or substitute appropriate connector for your headstage |
Banana Jacks | Digikey | J151-ND | Headstage Adapter The Autolab channel MUX has banana plugs |