Беспроводная электрофизиологическая запись нейронов movable Tetrodes в Свободно плавающих рыб

Мы разработали новый метод записи внеклеточного нейронного сигнала из мозга свободно плавающих рыб. Это открывает двери для изучения нейронных механизмов в конце дня поведение рыб. Этот метод является действительным и доказательство воды и, следовательно, позволяет записи в то время как рыба плавать свободно в резервуаре для воды.

Кроме того, расположение записи может управляться встроенным микро-диском. Таль Зур-Новопланский, наш лаборант, поможет мне продемонстрировать эту процедуру. Для строительства корпуса используйте латунную пластину размером 19 миллиметров на 29 миллиметров на один миллиметр.

С двумя 5,5-миллиметровыми прорезями на длинных сторонах, перпендикулярно краю. Прорези должны быть на 6,5 миллиметрах от узкой стороны. Используя плоскогубцы, сложите область между щелями на длинных сторонах внутрь.

Затем сложите нижнюю часть внутрь и верхнюю сторону наружу, чтобы получить жилье. Далее, используйте три миллиметра укропа бит, чтобы сделать отверстия в микро-диск жилья для винтов и припой стороны жилья. Используйте тонкий круговой файл, чтобы создать небольшую полукруглую щель в нижней части корпуса, который имеет радиус 1,5 миллиметра.

Используя один миллиметр сверла бит сделать отверстие в задней части жилья для тетродов. Во-первых, используйте резак, чтобы разорвать три контактный кусок из одного ряда мужской контактный заголовок полосы. С помощью плоскогубцев вытащите средний штифт.

Затем используйте резак, чтобы сократить оставшиеся булавки до 10 миллиметров в длину. Используйте номер 65 сверлить бит, чтобы просверлить отверстие через среднее отверстие контактный и использовать двойной ноль 99 крана для бурения потока. Соберите микро-диск и латунные пластины.

Вставьте винт через первую латунную пластину, через контактный заголовок нить, а затем через вторую латунную пластину. Наконец, поместите гайку на винт и аккуратно затяните собранный микро-диск. Solder булавки вместе с латунными пластинами и припой гайку вместе с кончиком винта.

После этого, припой микро-драйв в микро-диск жилья в четырех точках по бокам микро-диск латунные пластины. Использование эпоксидного клея шесть миллиметров длиной трубки из нержавеющей стали на небольшой полукруглой щели в нижней части микропривод жилья. Клей три миллиметра длиной трубки из нержавеющей стали на булавку голову так, что он выстроился с шестимиллиметровой трубкой на корпусе.

Вставьте подготовленные силиконовые и полиимидные трубки в две трубки из нержавеющей стали и используйте клей цианоакрилата, чтобы приклеить их к трубке из нержавеющей кражи, прикрепленной к заголовку штыря. Затем, винт микро-диск всю дорогу и отрезать избыток труб сверху и снизу двух стальных труб. Затем вырежьте два голых серебряных провода диаметром 75 микрометров длиной 12 сантиметров и припой их как к наземному соединению в доске интерфейса электрода, так и ко всем неиспользованным каналам.

Нажмите один из подготовленных вольфрама провода в одно из отверстий 16 канал электродов интерфейс борту. Поместите булавку в отверстие и нажмите на нее парой плоскогубцев. Измерьте сопротивление между штырем и некодной стороной провода, чтобы проверить наличие подключения.

Повторите этот процесс для всех подготовленных проводов, включая один 50-метровый провод для эталонного электрода. Затем сгруппив электродные провода в две группы по четыре провода каждый и склеить их вместе с помощью клейкой лентой в конце каждого провода оставив эталонный провод в покое. Держите доску интерфейса электрода над моторизованным поворотным устройством и поместите конец клейкой ленты из одной группы из четырех проводов на устройство.

Нанесите 130 раундов по часовой стрелке с последующим 20 вращениями против часовой стрелки. Затем нанесите цианоакрилатный клей, чтобы покрыть тетрод. После того, как клей вылеется, вырезать тетрод близко к клейкой ленте.

Повторите этот вращающийся процесс склеивания и резки к другому тетроду. Во-первых, прикрепите корпус микро-привода к коробке лесозаготовителя с двухмиллиметровыми винтами. Нить тетродов и эталонный электрод через отверстие в задней части микроприводного корпуса.

Нить тетродов через две силиконовые трубки и нить 50 микрометров вольфрама провода через полиимидную трубку. Винт микро погружения весь путь вниз и применять цианоакрилат клей в верхней части труб, чтобы приклеить тетроды и провода к их труб и обеспечить движение согласуется с микро-привода. Винт микро-диск всю дорогу до вершины.

Нанесите мягкую нефть на открытый тетрод и провода внутри микро-привода жилья, чтобы предотвратить движение. Прикрепите предварительное окно чашки Петри к передней части микро-диска жилья с эпоксидной смолой, убедившись, что держать землю провода за окном. Далее нанесите комнатное температурное вулканизирующее покрытие на открытые тетроды и провода между крышкой коробки лесозаготовителя и корпусом микродвигателя.

Используйте острые ножницы, чтобы сократить тетроды и эталонный провод до нужной длины. После этого прикрепите к коробке маркированную, источаемую полистироловую пену. Отрегулируйте его размер таким образом, чтобы его плавучесть была сбалансирована при погружении в водяную баню.

После обезболить рыбу, вытащить рыбу из воды и поместить ее в держатель. Используйте стерильный шпатель, чтобы применить пять процентов лидокаина пасты на коже выше назначенного места операции в течение 10 минут. Затем удалите лидокаин.

Используйте стерильный скальпель лезвия номер 15, чтобы удалить кожу над черепом в области, назначенной для имплантата. Затем используйте зубную дрель с 0,7-миллиметровыми буровыми битами для бурения четырех отверстий в черепе. Нанесите цианоакрилатный клей на одно из отверстий и сразу же вставьте один миллиметровый винт.

Повторите этот процесс для остальных отверстий сверла. После этого используйте зубной ожог для применения зубного цемента на винтах и на периферии открытого черепа. С помощью зубной дрель сделать отверстие, которое составляет пять миллиметров в диаметре выше области мозга интерес.

Используйте тонкие пинцеты и мягкие ткани бумаги для удаления жировой ткани между черепом и мозгом и подвергать области мозга цели быть осторожным, чтобы не повредить большие кровеносные сосуды под черепом. Во-первых, опустите имплантат таким образом, чтобы электроды вставлялись в мозг, в то время как нижняя часть микроприводного корпуса находится рядом с черепом. Начните прикреплять имплантат к черепу, применяя небольшое количество зубного цемента между корпусом и ближайшим винтом черепа.

После того, как первая часть зубного цемента вылеется применять дополнение зубного цемента и закрыть отверстие над черепом и весь открытый череп. После промывки жабры рыбы с пресной водой, чтобы разбудить его, удалить рыбу из держателя и поместить его обратно в свой домашний бак. Убедитесь, что рыба может свободно плавать с имплантатом.

Целью этих экспериментов является изучение того, как нейронная активность отдельных клеток кодирует поведение рыбы. Для этого в теленцефалон свободно плавающей золотой рыбки имплантируется тетродный массив, который позволяет фиксировать нейронную активность. Активность мозга во время записи оцифровывается на 31, 250 Герц и высокий проход фильтруется на 300 Герц регистратор данных.

Затем в автономном режиме фильтр пропуска запрета применяется к сигналам и предварительное сырье данные разделены на канал каждого тетрода и канал ссылки. Следующие общие алгоритмы сортировки шипов используются для характеристики активности одной ячейки. Первый канал вручную фильтруется минимальным порогом амплитуды шипа.

Также фильтруются шипы, появившиеся в более чем одном тетроде или в справочном канале. Обнаруженные шипы затем вручную группируются и фильтруются по форме, длине, интервалу меж шипов и основному анализу компонентов. Важно проверить целостность имплантата перед операцией.

Тетрод можно проверить с помощью стандартного счетчика, и коробку следует проверить на наличие утечки под водой. Этот метод может быть изменен для работы со многими водными животными до тех пор, как они достаточно велики, чтобы держать систему. Это позволяет изучить нейронный механизм, который лежат в основе их поведения.