신경 기록 전극의 전극 – 조직 인터페이스는 전기 임피던스 분광법 (EIS)과 순환의 voltammetry (CV)로 특성화 할 수 있습니다. 전압 변화에게 전극 – 조직 인터페이스의 전기 특성을 바이어스 및 향상시킬 수있는 녹음 기능의 응용. 전압 바이어스, EIS, CV, 그리고 신경 녹음 보완 있습니다.
전기 임피던스 분광법 (EIS)과 주기적 voltammetry (CV) 자세한 침략 절차없이 전극 – 조직 인터페이스의 측정 특성, 그리고는 장기적으로 전극의 성능을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. EIS는 여러 주파수에서 전기 임피던스를 측정하고, 순환의 voltammetry는 전극의 용량을 운반 요금을 측정하고, 요금이 서로 다른 전압 레벨에서 전송되는 방식을 나타냅니다 동안 임피던스의 증가, 기기 주변 증가 glial 흉터 형성을 나타냅니다. 이식 전극 나이, EIS 및 CV 데이터 변경 및 이전 급상승 뉴런을 기록 전극 사이트는 자주 신경 녹음을 위해 상당히 낮은 효능을 전시 것처럼. 도로 젊어짐로 알려진 이식 전극 배열, 대한 간단한 전압 펄스의 응용 프로그램은 일정 기간에 대한 별도 무성 전극 사이트에서 활동을 급상승 다시 데려올 수 있습니다. 도로 젊어짐 바꿀지도 모르겠어 EIS와 이력서, 이러한 보완적인 방법으로 모니터할 수 있습니다. 일반적으로 EIS는 전극 사이트에서 조직 응답의 표시대로 매일 측정됩니다. 스파이크는 이전에 다음 ID로 스파이크를 가지고 채널에 결석있다면, CV는 전극 사이트의 용량을 운반 요금을 결정하는 데 사용되며, 도로 젊어짐는 인터페이스 효능을 향상시키기 위해 적용할 수 있습니다. 이력서 및 EIS는 다음 전극 – 조직 인터페이스에서 변경 사항을 확인하는 반복되며, 신경 녹음이 저장됩니다. 도로 젊어짐의 전반적인 목표는 이식 배열의 기능적 수명을 연장하는 것입니다.
녹음 기능 시간 이후의 주입으로 감소로 신경 녹음 보철 시스템은 제한된 기능적 수명을 표시합니다. 장애자 성능에 기여 가능성은 컴팩트한 glial 칼집은 기능적으로 건강한 조직 1에서 외부 물체를 분리으로 이식 장치에 반응 조직 반응이다. 신경 녹음과 함께 전기 화학 측정은 (EIS와 CV) 일반적으로 전극 – 조직 인터페이스 2,3의 종방향 모니터링을 위해 사용됩니다. EIS는 인터페이스의 레코딩 기능을 평가에 실질적으로 유용합니다. 임피던스 빠르게 시간 반응 조직 응답을 제안 사후 이식이 인터페이스 3 전기적 특성을 바꿀지도 모르겠어 증가시킵니다. 또한, EIS 데이터는 이식 전극 3-5에 인접한 세포 성분을 모델링하는 데 사용할 수 있습니다. 순환의 voltammetry는 더욱 녹음과 EIS의 변화를 조사하는 데 사용할 수 있습니다. electr송시 재료 및 거칠기뿐만 아니라 전기 화학 반응과 그 주변 조직 IV 곡선의 모양에 영향을 미칩니다. IV 곡선의 영역에서 결정 능력을, 나르는 대형 요금은 일반적으로 특히 전기 마이크로 자극을 위해 사용하는 것이 좋습니다. 낮은 충전 용량은 종종 증가 EIS와 연결되어 있습니다. 이력서 동안 적용 가능성 전압 범위가 산화 환원 반응을 운전만큼 큰 특히, 충전 용량 및 EIS를 자체를 변경할 수도 있습니다.
전압 바이어스, 또는 도로 젊어짐의 신청서는 임피던스를 감소하고, 녹화된 스파이크 5 숫자 채널을 증가, 적재량 증가 요금의 목적으로 사용할 수 있습니다. 산화 가능성이 도로 젊어짐 동안 전극 인터페이스에서 발생하고 있으며, 이리듐 소재로, 함수의 산화 단일층은 1.2 V 6 양극 가능성에 형성하고 있습니다. 그것이 단일층의 형성 제거할 수있는 제안되어 셀룰러 및 acellular 물질 인터페이스 5 시에 낮은 임피던스의 결과로 전극에 붙어. 도로 젊어짐가 신경 신호를 손실 복구할 수 있지만 이전에 사전에 몇 일 이내에 스파이크를 가지고 채널에 사용한다면, 그것은 가장 효과적입니다. 녹음, EIS, CV 및 도로 젊어짐는 최고의 신경 인터페이스를 모니터링하고 이식 장치의 장기 기능을 개선하는 보완적인 도구로 사용될 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 국립 보건원 (R03DC009339-02, NIDCD)와 방위 고급 연구 프로젝트기구 (DARPA) 박사 잭 W. 주디의 후원하에 마이크로 기술 사무소 (MTO), (에 의해 지원되었다 jack.judy @ 공간과 해군 전쟁 시스템 사령부 (SPAWAR) 시스템 센터 (SSC) 태평양 기금 번호 N66001-11-1-4013 통해 신뢰성 신경 기술 프로그램의 일부로서 darpa.mil).
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 |