우리 감사 모 저 랩 Kavli 연구소 시스템 신경 과학 센터 신경 계산, 쥐에서 절차를 녹음 하는 노르웨이어 대학의 과학 및 기술, 만성 신경. 이 작품은 NIH 그랜트 R21 NS098146, 및 인간 프론티어 과학 프로그램 장기 친교 LT000211/2016-L 나 루에 의해 지원 되었다.

1입니다. 스테레오 리소 그래피 3D 모델의
<ol><li>Stereolithographic 기술을 사용 하 여 인쇄 하이퍼 드라이브 부품 및 액세서리. 각 하이퍼 드라이브 18 셔틀의 구성, 18 볼트, 그리고 다른 모든 플라스틱 조각 (그림 1) 각 한 셔틀. 참고: 액세서리는 하이퍼 드라이브의 일부가 되지 않습니다 하지만 하이퍼 드라이브 건설에 필요한.</li>
</ol>2. 액세서리 (그림 2) 준비 합니다.
<ol><li>
마이크로 드라이브 랙의 준비 (그림 2C)입니다.<ol>
<li>깨끗 하 고 작은 통해 구멍 및 큰 장 님-구멍 ø 0.71 m m (0.028") 드릴 비트와는 ø 랙 확장 0.84 m m (0.033") 드릴 비트, 각각.</li>
		<li>Ø 0.89 mm (0.035") 용접봉 17 m m로 긴 세그먼트, 양쪽 라운드 자르고는 ø 각 가이드 막대 삽입 0.84 m m (0.033") 랙, 스레드 봉 (플러시) 외부 11.5 m m를 떠나는에 구멍.</li>
		<li>완전히 삽입 6 0-80 스레드, 15.88 m m (5/8") 아래로 긴 플랫 헤드 나사 랙에서 슬롯. 가이드 막대 및 스레드 막대는 직선과 서로 평행을 확인 합니다. 희석 치과 시멘트로 슬롯에 나머지 공간을 채우십시오. 벤치탑 15 분에 건조 공기.</li>
		<li>용접 봉 접착제 얇은 슈퍼 랙 나사 접착제 하 고 15 분 동안 건조 공기를 허용.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
핵심 역의 준비 (그림 2E)입니다.<ol>
<li>2-56 꼭지로 4 개의 구멍을 스레드 고 필요한 경우 역에 코어를 확보 하기 위해 2-56, 4.76 mm (3/16") 긴 나일론 나사를 사용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
터 닝 도구 준비 (그림 2F)입니다.<ol>
<li>4-40 꼭지 손잡이에 있는 구멍을 스레드. 핸들에는 4-40, 4.76 mm (3/16") 긴 컵 나사와 보안 슬롯에 가공된 팁을 삽입 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
하이퍼 드라이브 소유자의 준비 (그림 2G)입니다.<ol>
<li>8-32 탭으로 나사 구멍을 스레드. 8-32, 9.52 m m (3/8") 긴 나일론 엄지 나사를 사용 하 여 사용 하는 때에 하이퍼 드라이브를 확보.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
복잡 한 위치 막대의 준비 (그림 2 H)입니다.<ol>
<li>스레드를 더 큰 구멍 (위)와 함께 측면에서 줄기 깊이 약 7 mm. 스레드는 8-32 수돗물과 작은 구멍 (상단, 하단에 18에서 6) 0-80 꼭지로. 필요한 경우 ø 4.76 m m (3/16") 드릴 비트와 함께 상단에 중앙 구멍을 확장 합니다.</li>
		<li>8-32, ø 4.76 m m (3/16") 6.35 m m를 사용 하 여 맨 줄기를 조립 (1/4") 긴 어깨 나사. 0-80, 6.35 m m (1/4")와 함께 상단에 하단 사용 때 긴 나사 고정.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 하이퍼 드라이브 구성 요소 (그림 3) 준비 합니다.
<ol><li>하이퍼 드라이브 너트의 준비 (그림 3A)입니다.<ol>
<li>너트 홀더 (그림 2D) using, 매끄러운 때까지 3/8-24 bottoming 수돗물과 너트 스레드.</li>
	</ol></li>
	<li>하이퍼 드라이브 코어의 조립 (그림 3B)입니다.<ol>
<li>청소 하 고 다른 크기의 드릴 비트를 사용 하 여 코어에 구멍 확장 (12 접지 와이어를 통해-구멍 (내부 링): ø 0.61 m m (0.024"); 18 tetrode 통해-구멍 (중간 반지): ø 0.66 m m (0.026") 첫 번째, 그리고 ø 0.71 m m (0.028 ");는 18 로드 가이드 장 님-구멍 (외부 반지): ø 0.84 m m (0.033")).</li>
		<li>0-80 수돗물과 두 통해-구멍 코어와 나머지 8 장 님-구멍 (하단 4 편이 4) 스레드. 장 님-구멍 bottoming 탭을 사용 합니다.</li>
		<li>3/8-24 다이 사용 하 여 코어의 기지에서 외부 스레드를 만듭니다. 조정 다 제대로 하이퍼 드라이브 너트 새 스레드 적합 합니다.</li>
		<li>접지 와이어 원하는 23 게이지 금속 튜브 (뉼)의 여러 6 m m 긴 세그먼트를 삽입는 코어에 접지 와이어 구멍의 수에 따라 붙이는 그들 필요한 경우. 코어의 외부와 플러시까지 접지 와이어 뉼의 끝을 파일 하 고 ø 0.30 mm (0.012") 강철 와이어로 뉼 청소.</li>
		<li>완전히 삽입 18 0-80, 15.88 m m (5/8") 아래로 긴 플랫 헤드 나사 머리는 코어에 슬롯. 나사를 구부리거나이 프로세스 동안 스레드를 손상 하지 마십시오.</li>
		<li>복잡 하 고 핵심 역 위치 막대를 사용 하 여, ø 0.89 mm (0.035") 코어에서 가이드 로드 구멍을 통해 용접봉의 18 17 m m 세그먼트를 (약 5mm) 나사와 플러시 되도록 내려 그들을 망치.</li>
		<li>용접 봉과 나사를 필요한 경우의 위치를 수정 후 중앙 어깨 나사 및 막대 핵심에서 막대의 바깥쪽으로 방향을 확보 하기 위해 복잡 한 위치에서 주변 6 개의 나사를 조입니다. (로드 복잡 한 위치)와 코어에 너트를 나사 하 고 코어는 stereoscope 아래 위치 쉽게 있도록 하이퍼 드라이브 소유자에.</li>
		<li>코어에 나사를 고정 하 고 15 분 채우기 치과 시멘트 전에 한 번에 2-3 슬롯 너무 두꺼운 도착에 대 한 건조 공기를 허용 희석 치과 시멘트로 슬롯을 채우십시오. 방패와 적당 한 적합을 유지 하기 위해 핵심에 멀리 어떤 초과 치과 시멘트 다쳤어요.</li>
		<li>얇은 슈퍼 접착제 핵심으로 나사와 막대를 붙입니다, 그리고 15 분 동안 건조 공기를 허용 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>마이크로 드라이브의 조립 (그림 3C)입니다.<ol>
<li>청소 하 고 확장 하는 두 개의 외부 구멍을 드릴 비트와 함께 셔틀에 (작은 구멍: ø 0.61 m m (0.024") 드릴 비트; 더 큰 구멍: ø 0.89 mm (0.035") 드릴 비트).</li>
		<li>셔틀 볼트 볼트 홀더 베이스에 삽입 합니다. 방향에 주의. 닫기 볼트 홀더 뚜껑 단단히 누른 0-80 꼭지로 뚜껑에 구멍을 통해 천천히 스레드. 매끄러운 때까지 2-3 번 누릅니다.</li>
		<li>더 작은 개통으로 측면에서 셔틀에 셔틀 볼트를 삽입 합니다. 장소 셔틀 셔틀 기본 마이크로 드라이브 어셈블리 역에 복잡 한 거꾸로 볼트.</li>
		<li>23 게이지 금속 배관의 15mm 세그먼트를 잘라 양쪽 끝을 부드럽게 다음 역 뚜껑에는 슬롯에 의해 유도 ø 0.61 m m (0.024") 구멍에 튜브를 놓고. 위쪽 끝은 역 뚜껑와 플러시까지 구멍에는 정을 망치.</li>
		<li>Sanding 바퀴를 가진 정 맥의 위 끝의 바깥쪽 절반을 제거 합니다. Ø 0.30 mm (0.012") 금속 와이어로 정 청소. 얇은 슈퍼 접착제를 사용 하 여, 확신을 접착제 셔틀, 셔틀 볼트 공기 15 분 건조 셔틀에 정을 붙입니다.</li>
		<li>적어도 18 microdrives를 준비, 마이크로 드라이브 선반에 마이크로 드라이브를 테스트 합니다. 전체 마이크로 드라이브 스레드 로드의 길이 따라 자유롭게 이동 셔틀 볼트 셔틀에서 원활 하 게 회전할 수 있는지 확인 합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>중앙 칼럼의 준비 (그림 3D)입니다.<ol>
<li>필요한 경우 위쪽 및 아래쪽 중앙 열의 평면까지 모래. 0-80 수돗물과 중앙 열에 두 개의 구멍을 스레드. 0-80 헥 스 너트 삽입 (3 월 18 일 m m (1/8") 넓은, 1.19 m m (3/64") 높은) 각 슬롯에.</li>
	</ol></li>
	<li>하이퍼 드라이브 캡의 준비 (그림 3E)입니다.<ol>
<li>비-마그네틱 집게를 사용 하 여 접착제 4 자석 (직경에서 3 m m, 두께 1 m m) 4 개의 우물에 전극 인터페이스 보드에 N과 S 극에 그들을 일치.</li>
	</ol></li>
	<li>번들으로 가이드 뉼의 조립 (그림 3 층)입니다.<ol>
<li>장소 18 30 게이지, ø에 얇은 벽 뉼 (ID 0.19 m m, 0.0075") 2.29 m m (0.09") 열 수축 튜브 (3-5 mm, 간격 떨어져 번들에 따라 5-10 m m). 모든 뉼 번들의 한쪽 끝에 서로 플러시를 확인 합니다.</li>
		<li>열 수축 튜브 번들 꽉 때까지 총 열을 사용 하 여 축소 합니다. 부드럽게 원하는 대로 (원형 또는 타원형) 그것을 모양에 번들을 짠 다. 확인 모든 뉼 아무 왜곡, 교차점, 또는 굽 힘으로 올바른 위치에 있습니다.</li>
		<li>뉼에 납땜에 대 한 영역을 표시 합니다. Unsoldered 부분 길이 26 m m 이어야 한다, 납땜된 부분 이어야 한다 5-10 m m. 이동 하는 동안 확산을 방지 하기 위해 납땜 자국에 튜브는 축소.</li>
		<li>한 납땜 영역에 플럭스를 적용 하 고 번들을 회전 하면서 솔더. 적어도 1 분 같은 영역을 두 번 더 반복이이 단계에 대 한 실 온에서 냉각 한다. 플럭스와 소재를 적용 하지 않고 납땜 하 여 납땜된 부분에 밖으로 부드럽게. 적어도 1 분 동안 실내 온도에 냉각 하십시오.</li>
		<li>번들 최고 속도로 다이아몬드 휠과 적절 한 길이로 잘라, 폴란드어 두 끝 길이를 조절 (부분 unsoldered: 26 mm, 납땜 부분: 필요에 따라 5-10 mm). 아래는 stereoscope ø 0.18 mm (0.007") 금속 와이어 가이드 뉼 청소.</li>
	</ol></li>
	<li>는 tetrodes를 준비. 비슷한 절차 설명8,,1617 .<ol>
<li>수평 팔 T 바의 십자가에 자력의 중심 바로 위에 가로 T 바의 높이 자력의 위치를 조정 합니다. 작은 자석 볶음 바의 중심에는 S-후크의 한쪽 끝을 연결 다음 함께 그들을 접착제. Tetrode 압축 공기과 에탄올 잎사귀 만들기 청소.</li>
		<li>단일 tetrode의 조각의 원형 두 끝 함께, 길이 약 40 c m 와이어 다음 구리 테이프의 조각으로 확보.</li>
		<li>구리 테이프를 눌러 와이어 동그라미를 들어올립니다. T 바의 수평 팔에 구리 테이프 반대 끝을 놓습니다. 부드럽게 (켜져 있는 동안 다른 쪽 끝을 아직 T 바) 구리 테이프 낮은, 한 번, 트위스트 그리고 T 바에 구리 테이프 장소. Tetrode 원형 수평 막대의 십자가 위에 앉아 구리 테이프와 숫자 8 ("∞") 구성에 지금 있다.</li>
		<li>한 손으로 T 바에 구리 테이프를 부드럽게 잡으십시오. 다른 손으로, tetrode 와이어 동그라미의 바닥을 통해 (와 다른 쪽 끝에 연결 된 자석 볶음) 무료 월말 S-후크를 연결 하 고 S-후크를 부드럽게 풀어 S 걸이의 무게에 의해 4 개의 와이어를 제대로 하자.</li>
		<li>S-후크의 하단은 자력 접시의 중심 위에 약 1cm까지 수평 막대의 높이 조정 합니다.</li>
		<li>수평 막대를 고정 하기 위해 내려 구리 테이프의 가장자리를 구 부. 눈, 4 개의 똑 바른 tetrode 와이어 검사 다음 모든 파편을 제거 합니다.</li>
		<li>2 개의 반대 풀린된 철사 사이의 각도 60 ° 정도 속도 약 60 rpm, 4 개의 와이어를 왜곡 하는 활동가 켭니다.</li>
		<li>210 ° c, 총 열을 설정 하 고 VG 본드 코트를 용 해 하 여 그들을 함께 융합 2 분에 대 한 다른 각도에서 전선의 직선 길이 따라 총을 스윕하여 꼬인된 전선 열.</li>
		<li>저와 함께 S-후크를 부드럽게 들어올린 고급가 위는 tetrode의 더 낮은 끝을 잘라.</li>
		<li>구리 테이프를 손가락으로 가로 막대에,가 위, 구리 테이프의 양쪽 가장자리에서 와이어를 잘라 누른 구리 테이프를 제거 합니다. 출시는 tetrode 수평 막대에 남은 철사를 잘라.</li>
		<li>스토리지에 대 한 먼지 무료 상자에 완성 된 tetrode를 배치 합니다. 적어도 25 tetrodes을 준비 합니다.</li>
	</ol></li>
</ol>4. 하이퍼 드라이브 (그림 4)의 조립.
<ol><li>하이퍼 드라이브 코어 (그림 4A)로 가이드 뉼을 삽입.<ol>
<li>열 수축 튜브를 제거 하 고 실리콘 튜브의 4mm 세그먼트 슬라이드 (ID 1.02 m m (0.04"), OD 2.16 m m (0.085")) 번들 납땜/unsoldered 국경에 따라서. 실리콘 튜브 주위 슬립 공백 수 있도록 중앙 구멍을 넓혀 하이퍼 드라이브 스페이서에 슬릿 웨지. 실리콘 튜브의 중심에 위치 하는 스페이서 때 쐐기를 제거 합니다.</li>
		<li>하이퍼 드라이브 코어, 와이어 또는 과정에서 뉼의 어떤 크로스 오버 방지에 특정 tetrode 구멍으로 각 정 통해 ø 0.18 mm (0.007") 금속 와이어의 긴 세그먼트 (10 cm)를 배치 하 여 번들에서 가이드 뉼의 위치 구성. 장소에서 그들을 전선의 끝을 구 부.</li>
		<li>뉼 절곡 또는 각 정 무료 말은 적어도 2 mm tetrode 구멍의 위쪽 끝 외부까지 그들 사이 교차 되지 않도록 주의 하면서 코어에 그들의 각각 구멍을 통해 밀어. 회전에서 공백 요소를 방지 하기 위해 주의 되 고 코어에 너트를 속이 고 여 있는 스페이서를 보안 합니다. 그들의 상대적 위치를 확보 하는 뉼의 교차점에 코어의 상단에서 매우 희석 치과 시멘트의 방울을 적용 합니다.</li>
		<li>가이드 와이어는 번들의 납땜된 끝에서 잘라내어 무료 끝에서 제거 하 여는 뉼에서 그들을 제거.</li>
	</ol>
</li>
	<li>코어 (그림 4B) 하이퍼 드라이브에 microdrives의 조립. 자세한 공간 배치는 하이퍼 드라이브에 microdrives의 앞에서 설명한11,13되었습니다.<ol>
<li>코어의 각 스레드 로드에는 microdrives을 천천히, 그리고 신중 하 게 로드 합니다. (1) 23 마이크로 드라이브 게이지 확인 정 tetrode 구멍에 원활 하 게가, (2) 30 게이지 가이드 정 들어가고 23 게이지 마이크로 드라이브 정, 그리고 (3) 셔틀 볼트 스레드 로드를 따라 원활 하 게 변합니다. 스크류 스레드 막대의 아래쪽 끝 위에 1.0-1.5 m m까지 microdrives.</li>
		<li>폴 리 이미 드 튜브의 18 조각을 잘라 (ID 0.11 m m (0.0045"), 세 0.14 m m (0.0055")) 38-43 m m 세그먼트 (가이드 정 번들 플러스 7 m m의 길이). Ø 0.08 m m (0.003") 강철 와이어와 각 튜브를 청소.</li>
		<li>핵심 반전, 납땜된 끝에서 가이드 뉼에 신중 하 게 구체의 튜브를 삽입 하 고 모든 그들을 밀어는 stereoscope 아래에 방법. 핵심을 똑바로 대칭 이동 하 고 두꺼운 슈퍼 접착제와 마이크로 드라이브 정에 폴 리 이미 드 튜브의 위쪽 끝을 접착제. 코어 거꾸로 장소와 하자 접착제 15 분 건조.</li>
		<li>상단에 튜브, 0.5-1.0 m m 마이크로 드라이브 정 이외의 추가 폴을 잘라.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
접지 와이어의 조립 (그림 4C)입니다.<ol>
<li>접지 와이어 코팅된 강철 와이어에서 25-30 m m의 길이를 필요한 수 컷 (ø 0.20 m m (0.008"), 맨 손으로 ø 코팅 0.13 m m (0.005")). 2mm 와이어의 두 끝에서 플라스틱 절연 스트립을 6-8 밀리미터 긴 30 게이지 뉼의 끝으로 각각의 한쪽 끝을 삽입 합니다. 그들의 각각 전선 연결 보안 뉼의 끝에 평평 하 게.</li>
		<li>Dremel 도구를 사용 하 여 반 각각에서 두 개의 완전 한 접지 와이어를 만들는 뉼을 잘라.</li>
		<li>코어에 접지 와이어 정의 위쪽 끝에 30 게이지 정의 둥근 끝을 삽입 하 고 삽입을 빡 빡 하 게 눌러.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
전극 인터페이스 보드의 조립 (그림 4D)입니다.<ol>
<li>중앙 열 핵심으로 하 고 2 0-80, 안전한 7.94 m m (5/16") 긴 소켓 헤드 나사를 삽입 합니다. 중앙 열 코어에 꾸준한 수 있도록 필요한 경우 접착제.</li>
		<li>Ø 1.2 m m 탭으로 중앙 열에 두 개의 탭된 구멍에 해당 하는 EIB-72-품질 관리-대형 보드에 슬롯의 부분을 확장 합니다. 3.97 m m (5/32") 긴 팬 헤드 나사 2 0-80, 중앙 열에 전극 인터페이스 보드를 연결 합니다. 보드 중심에 위치 하 고 안전 다는 것을 확인 하십시오.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
접지 와이어를 연결 (그림 4E)입니다.<ol>
<li>중앙 열 주위 각 접지선을 배선 하 고 지정 된 접지 구멍에 골드 핀 전극 인터페이스 보드에 노출된 무료 끝 연결.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
설명 이전에 하이퍼 드라이브, tetrodes 로드 16 , 17 .<ol>
<li>과정에서 그들을 구 부 하지 않도록 주의 되 고 microdrives의 폴 리 이미 드 튜브를 신중 하 게 각 tetrode를 로드 합니다.</li>
		<li>부드럽게 피드 무료 끝 와이어 전극 인터페이스에서 그들의 지정 된 구멍으로 보드 및 전기적으로 연결 하는 골드 핀을 사용 하 여.</li>
		<li>적절 한 길이에 tetrodes을 개별적으로 잘라. Tetrodes 절단 후 폴 리 이미 드 튜브의 아래쪽 끝에서 튀어나온 부분 바로 확인, 그렇지 않으면 전체 tetrode를 대체 하 고 recut.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
방패를 부착.
	<ol>
<li>팬 헤드 나사 4 0-80, 3.97 m m (5/32")를 사용 하 여 코어에 방패를 연결 합니다. 방패에 있는 숫자는 전극 인터페이스 보드에 있는 숫자와 일치 해야 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Tetrode 팁 도금
	<ol>
<li>ADPT-뉴질랜드-EIB-36 커넥터와 ADPT-EIB-72-QC-HS-36 어댑터17NanoZ 도금 장치를 사용 하 여 tetrodes의 팁 접시 또는, 격판덮개 그들 수동으로 하나 하나씩16설명 되어 있는 대로. 격판덮개는 tetrode로 임피던스 도금 후 시간이 지남에 따라 점차적으로 증가 사용 (예를 들어, 이식 전에 1 일), 이전 팁. Tetrodes 누전 또는 적절 한 길이 다시 접시에 그들을 잘라, 도금의 과정에서 방해를 교체 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
마무리는 하이퍼 드라이브 (그림 4 층)입니다.<ol>
<li>앞에서 설명한16그들의 폴 리 이미 드 튜브에 tetrodes를 붙입니다. 도금 된 팁은 노출 되지 않습니다 그래서 그들 모두 그들의 가이드 뉼으로 다시 철회.</li>
		<li>하이퍼 드라이브 코어의 아래쪽 4 개의 구멍에 4 0-80, 6.35 m m (1/4") 소켓 헤드 나사를 나사.</li>
		<li>사용 하는 stereoscope, 낮은 각 tetrode는 tetrode의 끝까지 천천히입니다 가이드 정의 가장자리 바로 위에. 한편, 가이드 정 번들에서 각 tetrode의 위치를 찾습니다. Tetrode의 위치의 지도 사이트 기록의 재건을 위해 중요 하다.</li>
		<li>드라이브에 뚜껑을 부착 하 고 제대로 이식에 대 한 하이퍼 드라이브를 저장.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>O'Keefe, J., Recce, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+relationship+between+hippocampal+place+units+and+the+EEG+theta+rhythm.">Phase relationship between hippocampal place units and the EEG theta rhythm.</a> Hippocampus. 3 (3), 317-330 (1993).</li><li>Wilson, M. A., McNaughton, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+the+hippocampal+ensemble+code+for+space.">Dynamics of the hippocampal ensemble code for space.</a> Science. 261 (5124), 1055-1058 (1993).</li><li>Gothard, K. M., Skaggs, W. E., Moore, K. M., McNaughton, B. 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저자는 공개 없다.

여기, 우리 18 독립적으로 움직일 수 있는 tetrodes의 구성 된 새로 개발된 된 하이퍼 드라이브를 구성 하는 과정을 설명 합니다. Stereolithographic 인쇄에 의해 만들어진 구성 요소와 결합 하 여 많은 사용 가능한 하드웨어 매장에서 구입한 저렴 한 부분에서 드라이브를 생성할 수 있습니다. 하이퍼 드라이브 표준 수술 절차를 사용 하 여 쥐의 두개골에 만성 이식 될 수 있습니다 및 동물 행동의 다양 한 작업을 수행 하는 동안 세포 외 신경 활동을 기록 합니다.
하이퍼 드라이브 드라이브 센터13는 tetrodes에 대 한 신뢰할 수 있는 지원을 제공 하는에서 30도로 바깥쪽으로 지향 삼각대 microdrives를 포함 하 여 원래 McNaughton 하이퍼 드라이브의 바람직한 특징의 대부분을 유지 합니다. 일단 이식는 하이퍼 드라이브 상당한 정밀도로 깨어 동물의 뇌 내에서 tetrodes의 작은 움직임의 실행을 제공 합니다. 스레드 로드에 셔틀의 1 개의 전체 회전 317.5 µ m의 선형 변위에 해당합니다. 적절 한 훈련, 한 실험 1/16 차례 단계 (20 µ m)에서 셔틀을 사전 수 있습니다. 우리는 성인 쥐에 사용 하기 위해 하이퍼 드라이브를 설계 하지만 드라이브 350 g 또는 더 큰 (머리 크기에 의해 제한)의 신체 크기를 가진 어떤 동물 든 지에 쉽게 사용할 수 있습니다. 장치에의 한 제한 스레드 봉 따라 tetrodes의 최대 이동 거리는 약 7 m m, 어떤 동물의 두뇌에서 깊은 구조 짧은을 수 있는 녹음의 제한 된 깊이에 지적 수 있습니다.
Stereolithographic 인쇄 플라스틱 구성 요소를 만드는 높은 충실도, 훌륭한 세부 사항에서 충분 한 해상도 제공 하며 이전 하이퍼 드라이브 제조12,,1920에 사용 되었습니다. 이 경우에 산업용 프린터 타사 생산 시설을 통해 일반적으로 사용할 수 있는 사용 되었다. 거기 그것의 복잡 한 형상과 ø 0.6 m m 구멍을 0.3 m m 얇은 벽 같은 작은 구조에도 불구 하 고 하이퍼 드라이브 코어를 포함 하 여 모든 하이퍼 드라이브 구성 요소, 정확 하 게 인쇄 되었다. 이 정밀 스테레오 리소 그래피 하이퍼 드라이브 구성 요소를 제조를 위한 이상적인 선택 하 게. 이전 경험을 바탕으로, 저렴, 데스크톱 3D 프린터 덜 필요한 하이퍼 드라이브 부품의 안정적 재생산에 필요한 정밀도가지고 있을 가능성이 있습니다. 아직도, stereolithographic 기술에는 한계가 있다. 첫째, 그것은 자료의 제한 된 선택이 있다. 우리는 하이퍼 드라이브에 대 한 선택 플라스틱 했다 우리는 테스트, 그의 가장 튼튼한 아직 그것은 여전히 하지 매우 작은 조각 제조에 적합. 셔틀 및 셔틀 볼트 그들은 준비 하는 동안 휴식 수 있는 여분의 주의 처리 될 필요가 있다. 플라스틱 부품 되지 않습니다 멸, 재료의 열 변형 온도 약 50 ° c. 또한, 사용 되는 인쇄 재료 강한 아세톤 아니다. 스테레오 리소 그래피 신소재 개발 및 테스트 하는 경우 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 그러나, 비용을 고려 하면 상대적으로 낮은-스테레오 리소 그래피의, 기술과 비용의 이점 결점까지 초과. 둘째, 원하는 3D 모델21의 층을 형성 하는 UV 레이저는 광 경화 photochemically는 스테레오 리소 그래피의 특성상 stereolithographic 인쇄 하 여 만든 개체는 자외선에 취약. 따라서, 많은 시간 동안 (예를 들면, 직접적인 햇빛) 강한 자외선에 노출 (인쇄소와의 통신을 개인에 따라) 그들의 체력을 줄일 돌이킬 것입니다. 실험실 공간 (예를 들어, 형광등에서) 때 사용 중인 어두운 상자에서 stereolithographic 구성 요소를 저장 하는 것이 좋습니다에 환경 UV, 고려는 수년간 구성 요소의 물리적 강도 유지 합니다. 또한, 그것은 수술 전에 하이퍼 드라이브 표면 소독 UV 빛 이외에도 다른 방법을 사용 하는 것이 중요입니다. 이 테스트 하이퍼 드라이브 힘 또는 성능 감소의 어떤 표시 없이 4 개월의 과정을 통해 일반 실험실 환경에서 좋은 조건에서 쥐에 이식 남아 있다.
3D 인쇄 성격의이 하이퍼 드라이브는 또한 빠른 수정 및 유연한 디자인을 수 있습니다. 하이퍼 드라이브를을 쉽게 수정할 수 있습니다 예를 들어 대상 구분 여러 두뇌 지역11. 또한,이 드라이브 신경 활동과 지역 두뇌 조작의 동시 모니터링 수 있도록 조정 될 수 있습니다. Tetrodes의 배열과 함께 microdialysis 프로브의 설립 약리 활성화 및 비활성화 뉴런의 신경 녹음22동안 다양 한 약물의 주입에 의해 수 있습니다. 또한, 신경 표현 빛에 민감한 채널을 설계 활성화 수 또는 tetrode와 optogenetic 기술19에서 광섬유의 결합에 의해 비활성화. 또한, 드라이브 수 수 쉽게 rescaled 적은와 쥐 또는 청소년 쥐 같은 작은 머리 크기와 동물에 대 한 tetrodes의 숫자.
요약 하자면, 쉬운 가변성을 재생 하는 안정적으로 그리고 정확 하 게에 될 수 있다,이 하이퍼 드라이브는 강력한 도구에서 필드는 효과적인 신경 기록 임 플 란 트를 건설의 간단 하 게, 더 저렴 한 방법으로 결합.

시스템 신경 과학 분야에서 과학자 들은 신경 상호 공간 탐색, 메모리, 및 의사 결정 등의 인지 프로세스 기본 연구. 이러한 유형의 연구에 대 한 동물의 행동 중 많은 개별 뉴런의 활동을 모니터링 하는 데 중요 하다. 지난 수 십년 동안 두 가지 중요 한 진보를 작은 동물1,2,3extracellular 신경 기록에 대 한 실험적인 요구에 맞게 되었습니다. 먼저 tetrode, 뉴런의 신경 활동을 동시에 기록 하는 데 사용 하는 4 개의 microwires의 번들의 개발 했다,12,4. tetrode의 4 채널에서 활동의 차동 신호 진폭 많은 동시에 기록 된 셀5에서 개별 뉴런 활동의 격리 수 있습니다. 또한,는 microwires의 유연한 특성은 tetrode와 타깃 셀 사이의 상대 변위를 최소화 하는 tetrode의 더 중대 한 안정성을 수 있습니다. Tetrodes 지금 널리 이용 된다 단일 전극 대신 설치류1,,26,7, 영장류, 곤충8등 다양 한 종에서 많은 뇌 연구에 대 한. 두 번째는 하이퍼 드라이브의 개발 운반 여러 독립적으로 움직이는 tetrodes, 여러 기록 위치3, 에서 신경 세포의 큰 인구에서 신경 활동의 동시 모니터링 수 있는 9,10,,1112.
작은 동물에 대 한 안정적이 고 저렴 한 멀티 tetrode 녹음 장치의 가용성은 제한 됩니다. 브루스 McNaughton13에 의해 처음 개발 된 고전적인 하이퍼 드라이브는 성공적으로 사용 되 고 자유롭게 행동 하는 지난 2 년간9,10,14, 에 많은 실험실에서 쥐의 신경 녹음 그러나 15., 기술적인 이유로 McNaughton 드라이브를 구축 하는 데 필요한 원본 구성 요소는 지금 매우 얻기 어려운 고 최근 향상 된 데이터 수집 인터페이스와 호환 되지 않습니다. 하이퍼 드라이브의 다른 잘 허용된 디자인, 개별적으로 손수 수를 microdrives 일치 하지 않는 결과 얻을 수 있는 상당한 시간12소비 필요 합니다. 동작 쥐에서 다양 한 뇌 영역에서 신경 활동을 기록 하기 위해 우리는 stereolithographic 기술을 사용 하 여 새로운 하이퍼 드라이브를 개발 했다. 우리는 다음과 같은 요구 사항을 만족 하고자: (1) 새로운 하이퍼 드라이브는 두뇌에 있는 tetrodes의 정확한 변위를 허용 하 고 여러 대상 영역;에서 안정적인 녹음을 제공 해야 합니다 (2) 새로운 하이퍼 드라이브 쉬운 연결을 허용 하도록 최근에 개발 된 자기 quickclip 시스템와 호환 되어야 합니다. (3) 새로운 하이퍼 드라이브 쉽게 사용 가능한 재료로 정확 하 게 재생 될 수 있다. 여기, 우리 McNaughton 디자인에 따라 18 독립적으로 움직일 수 있는 tetrodes를 포함 하는 3D 인쇄 하이퍼 드라이브를 구축 하기 위한 기술을 제공 합니다. 프로토콜, 우리는 성공적으로 사용 기록 단일 신경 활동 전위를 로컬 필드 전위 postrhinal 및 중간 entorhinal 외피가에서 주에 새로운 하이퍼 드라이브의 제조 프로세스의 세부 사항을 설명 한 자유롭게 자연 채집 작업 동안 쥐 행동.

<table><tbody><tr><td>Welding rod</td><td>Blue Demon</td><td>ER308L-035-01T</td><td>Stainless steel, 0.035&quot; in diameter</td></tr><tr><td>Screw</td><td>McMaster</td><td>91771A060</td><td>Stainless steel, flat head, 0-80&amp;nbsp;thread,&amp;nbsp;5/8&quot;&amp;nbsp;in length</td></tr><tr><td>Screw</td><td>McMaster</td><td>91772A051</td><td>Stainless steel, pan head, 0-80&amp;nbsp;thread,&amp;nbsp;5/32&quot;&amp;nbsp;in length</td></tr><tr><td>Screw</td><td>McMaster</td><td>92196A056</td><td>Stainless steel, socket head, 0-80&amp;nbsp;thread,&amp;nbsp;5/16&quot;&amp;nbsp;in length</td></tr><tr><td>Screw</td><td>McMaster</td><td>92196A055</td><td>Stainless steel, socket head, 0-80&amp;nbsp;thread,&amp;nbsp;1/4&quot;&amp;nbsp;in length</td></tr><tr><td>Screw</td><td>McMaster</td><td>95868A131</td><td>Nylon,&amp;nbsp; socket head, 2-56&amp;nbsp;thread,&amp;nbsp;3/16&quot;&amp;nbsp;in length, black</td></tr><tr><td>Screw nut</td><td>McMaster</td><td>90730A001</td><td>Stainless steel, narrow hex,&amp;nbsp; 0-80&amp;nbsp;thread</td></tr><tr><td>Shoulder screw</td><td>McMaster</td><td>90298A213</td><td>Stainless steel, 8-32 thread, 3/16&quot; in diameter, 1/4&quot; in length</td></tr><tr><td>Cup screw</td><td>McMaster</td><td>92313A105</td><td>Stainless steel, 4-40 thread, 3/16&quot; in length</td></tr><tr><td>Thumb screw</td><td>McMaster</td><td>94323A592</td><td>Nylon, 8-32&amp;nbsp;thread,&amp;nbsp;3/8&quot;&amp;nbsp;in length, black</td></tr><tr><td>Magnet</td><td>Apex</td><td>M3X1MMDI</td><td>Neodymium, 3 mm X 1 mm disc</td></tr><tr><td>Metal tubing</td><td>Small Parts</td><td>B00137QHNS</td><td>Stainless steel, 23 gauge, 0.0253&quot; OD, 0.013&quot; ID, 0.006&quot; wall</td></tr><tr><td>Metal tubing</td><td>New England Small Tube</td><td>Custom-made</td><td>Stainless steel, 30 gauge, 0.012/0.0125&quot; OD, 0.007/0.008&quot; ID, full hard</td></tr><tr><td>Heat-shrink tubing</td><td>McMaster</td><td>7856K72</td><td>0.09&quot; ID before shrinking, blue</td></tr><tr><td>Silicone tubing</td><td>A-M Systems</td><td>807300</td><td>0.040&quot; ID, 0.085&quot; OD</td></tr><tr><td>Polyimide tubing</td><td>A-M Systems</td><td>823400</td><td>0.0045&quot; ID, 0.0005&quot; wall</td></tr><tr><td>Ground wire</td><td>A-M Systems</td><td>791500</td><td>0.005&quot; bare, 0.008&quot; coated, half hard</td></tr><tr><td>Tetrode wire</td><td>California Fine Wire</td><td>Custom-made</td><td>0.0007&quot; in diameter, platinum-iridium (90%-10%), HML and VG coating</td></tr><tr><td>EIB</td><td>Neuralynx</td><td></td><td>EIB-72-QC-Large</td></tr><tr><td>Gold pins</td><td>Neuralynx</td><td></td><td>large EIB pins</td></tr><tr><td>Tap</td><td>Balax</td><td>01302-000</td><td>M1.2 thread size</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A811</td><td>0-80 thread size, bottoming</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A771</td><td>0-80 thread size, plug</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>26955A94</td><td>3/8&quot;-24&amp;nbsp;thread size, bottoming</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A713</td><td>2-56&amp;nbsp;thread size</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A715</td><td>4-40&amp;nbsp;thread size</td></tr><tr><td>Tap</td><td>McMaster</td><td>2522A718</td><td>8-32&amp;nbsp;thread size</td></tr><tr><td>Die</td><td>McMaster</td><td>2576A457</td><td>3/8&quot;-24&amp;nbsp;thread size, 1&quot; OD</td></tr><tr><td>Drill bit</td><td>McMaster</td><td>30585A82</td><td>Wire gauge&amp;nbsp;65,&amp;nbsp;0.035&quot; in diameter</td></tr><tr><td>Drill bit</td><td>McMaster</td><td>30585A83</td><td>Wire gauge&amp;nbsp;66,&amp;nbsp;0.033&quot; in diameter</td></tr><tr><td>Drill bit</td><td>McMaster</td><td>30585A87</td><td>Wire gauge&amp;nbsp;70,&amp;nbsp;0.028&quot; in diameter</td></tr><tr><td>Drill bit</td><td>McMaster</td><td>30585A88</td><td>Wire gauge&amp;nbsp;71,&amp;nbsp;0.026&quot; in diameter</td></tr><tr><td>Drill bit</td><td>McMaster</td><td>30585A91</td><td>Wire gauge&amp;nbsp;73,&amp;nbsp;0.024&quot; in diameter</td></tr><tr><td>Drill bit</td><td>McMaster</td><td>8870A23</td><td>3/16&quot;&amp;nbsp;in diameter</td></tr><tr><td>Dremel disc</td><td>Wagner</td><td>31M</td><td>Diamond coated, 22 mm in diameter, 0.17 mm in thickness</td></tr><tr><td>Steel wire</td><td>Precision Brand</td><td>21212</td><td>0.012&quot; in diameter, full hard</td></tr><tr><td>Steel wire</td><td>Precision Brand</td><td>21007</td><td>0.007&quot; in diameter, full hard</td></tr><tr><td>Steel wire</td><td>A-M Systems</td><td>792700</td><td>0.003&quot; in diameter, half hard</td></tr><tr><td>Super glue</td><td>Loctite</td><td>LT-40640</td><td># 406</td></tr><tr><td>Super glue</td><td>Loctite</td><td>LT-41550</td><td># 415</td></tr><tr><td>Dental acrylic powder&amp;nbsp;</td><td>Teets</td><td>223-3773</td><td>Coral</td></tr><tr><td>Dental acrylic liquid</td><td>Teets</td><td>223-4003</td><td></td></tr></tbody></table>

construction of an improved multi-tetrode hyperdrive for large-scale neural recording in behaving rats

깨어 있는 동물에 많은 일 동안 신경 세포의 큰 인구를의 활동 패턴을 모니터링 시스템 신경 과학 분야에서 중요 한 기술입니다. 이 기술의 한 핵심 구성 요소는 원하는 두뇌 영역으로 여러 개의 전극의 정확한 배치 및 그들의 안정성의 유지 보수로 이루어져 있다. 여기, 우리는 18 독립적으로 조정 가능한 tetrodes를 포함 하 고 vivo에서 세포 외 신경에 기록 하는 자유롭게 행동 하는 쥐에 대 한 특별히 설계 된 3D 인쇄 하이퍼 드라이브의 건설에 대 한 프로토콜을 설명 합니다. Tetrodes는 microdrives에 연결 하거나 개별적으로, 트랙을 따라 여러 개의 두뇌 영역으로 고급 수 있습니다 또는 작은 영역으로 다양 한 전극 배치를 사용할 수 있습니다. 여러 tetrodes 활성 동작 중 뇌에 뉴런의 인구에서 로컬 필드 전위로 서 개별 뉴런의 수십에서 action potentials의 동시 검사를 위해 수 있습니다. 또한, 디자인 간단한 3d 도면 다른 실험적인 요구에 쉽게 수정할 수 있는 소프트웨어 제공.

우리는 시험 결과 얻기 위해 새로 지어진된 하이퍼 드라이브를 사용. 드라이브는 ø 17 µ m (0.0007"), 폴 리 이미 드 코팅 백 금-이리듐 (90%-10%) 와이어에서에서 건설 하는 tetrodes로 갖춰 졌다. tetrodes의 팁 백 금 블랙 솔루션을 1 kHz에서 100와 200 k ω 사이 전극 임피던스를 줄이기 위해에서 도금 했다. 하이퍼 드라이브는 4.6 m m 550 g, 남자 긴 에반스 쥐의 두개골에는 중간의와 0.5 m m 가로 공동 앞쪽 왼쪽을 이식 했다. 추가 접지 와이어는 소 뇌를 통해 두개골 나사에 연결 되었다. 모든 절차와 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 베일 러 의과대학의 승인으로 수행 했다 그 앞에서 설명한18유사 했다. 바로 외과 이식 뒤는 tetrodes 뇌에 1mm 전진 되었다. 이후의 일에 더 이상 80 µ m의 작은 고급 증가 사용 되었다. tetrodes 신경 녹음 수행 하기 전에 적어도 20 h 각 발전 후 안정화 허용 되었다.
신경 활동을 기록 하는 하이퍼 드라이브 (Neuralynx, HS-72-QC), headstage 프리 앰프에 연결 되었다 고 후자 연결 된 데이터 수집 시스템 프로그래밍 가능한 증폭기 (Neuralynx, 디지털 Lynx SX). 로컬 필드 전위 접지 와이어, 2 kHz로 샘플링을 참조 했다 및 대역 통과 필터링에서 0.1-500 Hz. 단위 활동 관찰 활동 없이 tetrode에 참조 된 뇌 표면에서 500 µ m, 32, 및 대역 통과 필터링에서 샘플링 600 Hz-6 kHz 50 µ V의 임계값 이상만 스파이크 파형 기록 되었다.
그림 5A 에서는 신경 활동 postrhinal 피 질 (뇌 표면 아래 2.1 m m)에 위치한 tetrode에서 기록 된, 동물 자유롭게 1.5 m 내 구하고 했다 하는 동안 열기 상자 이식 후 3 주. 녹음 세션 지속 약 30 분 하 고 기록 단위 (스파이크 파형에 있는 작은 변이 의해 증명) 전체 세션에 걸쳐 안정 유지. 로컬 필드 전위 중간 entorhinal 외피 (3.4-3.7 m m 깊은) 같은 동물 동안에 4 개의 다른 tetrodes에서 동시에 기록 하는 그림 5B 쇼 이식 후 7 주 오픈 아레나 적극적으로 탐구 했다. 명확한 필드 잠재적인 활동 세타 주파수 범위 (6-10 Hz)에서 존재 했다. 개별 신경 스파이크 데이터 정렬 소프트웨어 MClust (A.D. Redish)를 사용 하 여 격리 되었고 로컬 필드 잠재적인 데이터 Matlab 스크립트 사용자 정의 서 면에 의해 가시화 했다. 낮은 품질 tetrode 녹음, 제대로 준비 된 드라이브에서 발생할 예 표시 되었습니다 이전17.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig1.jpg"> 그림 1: stereolithographic 기술에 의해 만들어진 하이퍼 드라이브 구성 요소. 3D 인쇄 하이퍼 드라이브 구성 요소 (1 ¢ 동전 크기 비교를 위해)의 이미지. (A) 하이퍼 드라이브 코어; (B) 보호 방패; (C) 보호 모자; (D) 중앙 열; (E) 너트; (F) 공백; (G) 셔틀; (H) 셔틀 볼트입니다. 눈금 막대: 1 cm. 이러한 구성 요소는 정보 진화 128 플라스틱 소재를 사용 하 여 UnionTech RSPro450 프린터에 의해 창조 되었다. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig2.jpg"> 그림 2: 하이퍼 드라이브 건설에 대 한 맞춤형 액세서리. 이러한 액세서리는 하이퍼 드라이브의 준비에 도움을 구체적으로 설계 되었습니다. 그들의 주요 구성 요소는 stereolithographic 인쇄에 의해 창조 되었다. (A) 셔틀 볼트 홀더, 스레드를 감청 하면서 보호 하는 셔틀 볼트. (B) 마이크로 드라이브 어셈블리 역 셔틀에 캐 뉼 러 삽입 가이드. (C)는 마이크로 드라이브 선반 조립된 microdrives를 테스트 하는 데 도움이 하 고는 뉼을 붙이는 동안 장소에 그들을 보유 하고있다. 1: 마이크로 드라이브 랙 자료; 2: 마이크로 드라이브 랙 나사; 슬롯에 완전히 삽입 3: 마이크로 드라이브 랙 사용 하기 위해 준비. (D) 때 구멍을 스레딩 하이퍼 드라이브 너트를 보유 하 고 너트 홀더. (E) 하이퍼 드라이브 코어 역 가이드 막대를 망치 질 하는 동안 보호 하는 핵심. (F) 셔틀에 회전 셔틀 볼트 드라이브도 라는 도구를 만들었습니다. (G) 하이퍼 드라이브 홀더는 stereoscope 아래 하이퍼 드라이브를 배치 하는 데 도움이. 소유자는 또한 그들은 하이퍼 드라이브에 로드 된 후는 tetrodes를 보호 합니다. (H) 스레드 막대 놓고 하이퍼 드라이브 코어에 막대를 안내 하는 데 도움이 복잡 한, 위치 막대. 1: 주요 컴포넌트의 복잡 한; 2: 복잡 한 어셈블리; 후의 상단 부분 3: 막대 사용에서 복잡 한 위치. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig3.jpg"> 그림 3: 준비는 하이퍼 드라이브의 조립 하기 전에 부품. 하이퍼 드라이브 코어와 마이크로 드라이브, 뿐만 아니라 다른의 준비 과정을 보여주는 이미지 준비 하이퍼 드라이브 부분. (A) A 스레드 하이퍼 드라이브 너트. 하이퍼 드라이브 코어의 (B) 준비 합니다. 1: 외부 스레드 너트;에 대 한 만든와 코어 2: 핵심; 슬롯에 완전히 삽입 나사와 핵심 역에 배치 3: 막대 막대; 코어로 버티고 준비가 복잡 한 위치에 의해 위치 안내 4: 희석 치과 시멘트; 슬롯에 나머지 공간 채워 5: 준비 하이퍼 드라이브 코어의 상단 부분. 마이크로 드라이브 (C) 준비 합니다. 1: 셔틀 볼트 셔틀 볼트 홀더 기본, 노트에 작은 개방 실험; 멀리 직면 배치 2: 셔틀 볼트; 내부 스레드 스레딩 3: 셔틀의 삽입; 셔틀에 볼트 4: 한 마이크로 드라이브 마이크로 드라이브 어셈블리 역에 기지 배치 정 역 뚜껑, 삽입할 수;에 의해 유도 된 5: 외부 위쪽 정 팁의 절반 제거 (화살표로 표시);와 마이크로 드라이브 6: microdrives 마이크로 드라이브 선반에 테스트를 조립. (D) A 스레드 구멍 및 삽입된 나사 너트 중앙 열. 우물에 붙어 4 자석 (E) A 하이퍼 드라이브 모자. (F) A 36 m m 긴 가이드 정 번들, 왼쪽에 납땜 부분. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig4.jpg"> 그림 4:는 하이퍼 드라이브의 조립. 하이퍼 드라이브 어셈블리의 단계를 보여주는 이미지. 핵심으로 가이드 뉼의 (A) 삽입 1: 가이드 정 번들 실리콘 튜브와 스페이서;에 올랐다 2: 하나의 가이드 정 핵심에는 지정 된 구멍에 배치 되 고. 손 글 표시 가이드의 조직 뉼; 3: 코어;로 밀려 뉼 가이드 4: 가이드 뉼와 코어 삽입 하 고 너트에 의해 확보. 코어 microdrives의 (B) 조립. 1: microdrives; 로드와 함께 핵심 2: 폴 리 이미 드 튜브는 뉼에 삽입 된 microdrives. 핵심으로 접지 전선의의 (C) 삽입 (D) 전극 인터페이스 보드의 첨부 합니다. 1: 중앙 열 삽입; 하이퍼 드라이브 2: 중앙 열에 연결 된 전극 인터페이스 보드와 하이퍼 드라이브. (E) 접지 와이어 전극 인터페이스 보드에 지정 된 구멍의 연결. (F) A 하이퍼 드라이브 주입 (총 중량 20 g)에 대 한 준비 완료. <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57388/57388fig5.jpg"> 그림 5: 신경 신호는 하이퍼 드라이브에 의해 기록 된. 대표 기록 보여주는 단위 신경 활동 및 지역 현장 잠재력 작동 쥐의 두뇌에서. (A) 2 차원 클러스터 postrhinal 피 질에 있는 tetrode에 의해 동시에 기록 된 뉴런에서 보여주는 개별 스파이크 다이어그램 (깊이: 2.1 m m). 왼쪽: 스파이크의 피크-피크 진폭 사이의 관계를 보여주는 산 점도 tetrode의 2 개의 전극에서 기록. 각 점 한 스파이크에 해당합니다. 스파이크의 클러스터 같은 셀에서 발생 가능성이 있다. 4 개의 클러스터는 색상 코드. 눈금 막대: 20 µ V. 오른쪽: 스파이크는 왼쪽에 표시 된 색으로 구분 된 셀의 파형 (수단 ± 사 우 스 다코타). 작은 변화는 파형의 note 눈금 막대: 200 μ s. (B) 세타 주파수 범위에서 잠재적인 로컬 필드의 흔적 기록 동시에 중간 entorhinal 외피에 있는 4 개의 다른 tetrodes에서 (깊이: 3.4-3.7 m m) 때 쥐 구하고 자유롭게 되었다. 하단 왼쪽에 눈금 막대: 500 µ V; 오른쪽 하단에 눈금 막대: 100 양 <a href="/files/ftp_upload/57388/57388fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
보조 파일: 하이퍼 드라이브 구성 요소를 자세히.stl 형태로 20 파일을 포함 하는 보조 파일 및 액세서리 stereolithographic (단위 mm에서), 인쇄 준비 터 닝 도구의 청사진은 pdf 형식에서 1 파일 팁 가공을 위한 준비. 원래 3D 모델 파일은 AutoCAD.dwg 형식으로 요청 시 사용할 수 있는 소프트웨어와 함께 창조 되었다. <a href="https://cloudflare-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/57388/supplementary_files_.zip">이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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Construction of an Improved Multi-Tetrode Hyperdrive for Large-Scale Neural Recording in Behaving Rats

우리 18 독립적으로 조정 가능한 tetrodes와 3D 인쇄 하이퍼 드라이브의 건설을 제시. 하이퍼 드라이브는 자유롭게 행동 하는 쥐의 몇 주 동안에 두뇌 활동을 기록 하기 위해 설계 되었습니다.

쥐 행동에 대규모 신경 기록에 대 한 향상 된 멀티 Tetrode 하이퍼 드라이브의 건설

Monitoring the activity patterns of a large population of neurons over many days in awake animals is a valuable technique in the field of systems ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.2K 조회수.  Baylor College of Medicine. 우리 18 독립적으로 조정 가능한 tetrodes와 3D 인쇄 하이퍼 드라이브의 건설을 제시. 하이퍼 드라이브는 자유롭게 행동 하는 쥐의 몇 주 동안에 두뇌 활동을 기록 하기 위해 설계 되었습니다.

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Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field potentials (LFPs) from populations of neurons and action potentials from individual cells, as the animal engages in experimentally relevant tasks. Chronically implanted microdrives allow for brain recordings to last over periods of several weeks. Miniaturized drives and lightweight components allow for these long-term recordings to occur in small mammals, such as mice. By using tetrodes, which consist of tightly braided bundles of four electrodes in which each wire has a diameter of 12.5 &mu;m, it is possible to isolate physiologically active neurons in superficial brain regions such as the cerebral cortex, dorsal hippocampus, and subiculum, as well as deeper regions such as the striatum and the amygdala. Moreover, this technique insures stable, high-fidelity neural recordings as the animal is challenged with a variety of behavioral tasks. This manuscript describes several techniques that have been optimized to record from the mouse brain. First, we show how to fabricate tetrodes, load them into driveable tubes, and gold-plate their tips in order to reduce their impedance from M&Omega; to K&Omega; range. Second, we show how to construct a custom microdrive assembly for carrying and moving the tetrodes vertically, with the use of inexpensive materials. Third, we show the steps for assembling a commercially available microdrive (Neuralynx VersaDrive) that is designed to carry independently movable tetrodes. Finally, we present representative results of local field potentials and single-unit signals obtained in the dorsal subiculum of mice. These techniques can be easily modified to accommodate different types of electrode arrays and recording schemes in the mouse brain.

The design and assembly of microdrives for in vivo electrophysiological recordings of brain signals from the mouse is described. By attaching microelectrode bundles to sturdy driveable carriers, these techniques allow for long-term and stable neural recordings. The lightweight design allows for unrestricted behavioral performance by the animal following drive implantation.

깨어있는 행동을 한 쥐의 만성 신경 녹음을위한 마이크로 드라이브 배열의 건설

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

연구

행동분석학

Design and Construction of a Cost Effective Headstage for Simultaneous Neural Stimulation and Recording in the Water Maze

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial products are often expensive, not easily customized, and not submersible. Here we describe a method to design and build a customized, integrated circuit headstage for simultaneous 4-channel neural recording and 2-channel simulation in awake, behaving animals. The headstage is designed using a free, commercially available CAD-type design package, and can be modified easily to accommodate different scales (e.g. to add channels). A customized printed circuit board is built using surface mount resistors, capacitors and operational amplifiers to construct the unity gain source follower circuit. The headstage is made water-proof with a combination of epoxy, parafilm and a synthetic rubber putty. We have successfully used this device to record local field potentials and stimulate different brain regions simultaneously via independent channels in rats swimming in a water maze. The total cost is &lt; $30/unit and can be manufactured readily.

We present a low-cost method to design and construct a light headstage pre-amplifier system with simultaneous neural recording and stimulation capability. This device can be waterproofed for use in swimming animals.

동시 신경 자극과 워터 미로에서 녹음을위한 설계 및 비용 효율적인 Headstage 구축

Headstage preamplifiers and source followers are commonly used to study neural activity in behavioral neurophysiology experiments. Available commercial ...

신경과학

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

무선, Vivo에서 녹음 하 고 자유롭게 행동 하는 쥐에서 신경 활동의 자극에 대 한 양방향 인터페이스

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

Large-scale Recording of Neurons by Movable Silicon Probes in Behaving Rodents

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of neurons and circuits requires methods with the spatial selectivity and temporal resolution appropriate for mechanistic analysis of neural ensembles in the behaving animal, i.e. recording of representatively large samples of isolated single neurons. Ensemble monitoring of neuronal activity has progressed remarkably in the past decade in both small and large-brained animals, including human subjects1-11. Multiple-site recording with silicon-based devices are particularly effective because of their scalability, small volume and geometric design.
Here, we describe methods for recording multiple single neurons and local field potential in behaving rodents, using commercially available micro-machined silicon probes with custom-made accessory components. There are two basic options for interfacing silicon probes to preamplifiers: printed circuit boards and flexible cables. Probe supplying companies (<a href="http://www.neuronexustech.com/" >http://www.neuronexustech.com/</a>; <a href="http://www.sbmicrosystems.com/">http://www.sbmicrosystems.com/</a>; <a href="http://www.acreo.se/">http://www.acreo.se/</a>) usually provide the bonding service and deliver probes bonded to printed circuit boards or flexible cables. Here, we describe the implantation of a 4-shank, 32-site probe attached to flexible polyimide cable, and mounted on a movable microdrive. Each step of the probe preparation, microdrive construction and surgery is illustrated so that the end user can easily replicate the process.

We describe methods for large-scale recording of multiple single units and local field potential in behaving rodents with silicon probes. Drive fabrication, probe attachment to the drive and probe implantation processes are illustrated in sufficient details for easy replication.

설치류를 행동에 이동 가능한 실리콘 프로브에 의한 뉴런의 대규모 녹화

A major challenge in neuroscience is linking behavior to the collective activity of neural assemblies. Understanding of input-output relationships of ...

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

Chronic recording of large populations of neurons is a valuable technique for studying the function of neuronal circuits in awake behaving rats. Lightweight recording devices carrying a high density array of tetrodes allow for the simultaneous monitoring of the activity of tens to hundreds of individual neurons. Here we describe a protocol for the fabrication of a micro-drive array with twenty one independently movable micro-drives. This device has been used successfully to record from hippocampal and cortical neurons in our lab. We show how to prepare a custom designed, 3-D printed plastic base that will hold the micro-drives. We demonstrate how to construct the individual micro-drives and how to assemble the complete micro-drive array. Further preparation of the drive array for surgical implantation, such as the fabrication of tetrodes, loading of tetrodes into the drive array and gold-plating, is covered in a subsequent video article.

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

In this protocol we demonstrate how to fabricate a micro-drive array for chronic electrophysiological recordings in rats.

만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : 드라이브 제작

Chronic recording of large populations of neurons is a valuable technique for studying the function of neuronal circuits in awake behaving rats. ...

생물학

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly

The tetrode, a bundle of four electrodes, has proven to be a valuable tool for the simultaneous recording of multiple neurons in-vivo.  The differential amplitude of action potential signatures over the channels of a tetrode allows for the isolation of single-unit activity from multi-unit signals.  The ability to precisely control the stereotaxic location and depth of the tetrode is critical for studying coordinated neural activity across brain regions.  In combination with a micro-drive array, it is possible to achieve precise placement and stable control of many tetrodes over the course of days to weeks.  In this protocol, we demonstrate how to fabricate and condition tetrodes using basic tools and materials, install the tetrodes into a multi-drive tetrode array for chronic in-vivo recording in the rat, make ground wire connections to the micro-drive array, and attach a protective cone onto the micro-drive array in order to protect the tetrodes from physical contact with the environment.



Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Tetrode Assembly

In this protocol we demonstrate how to fabricate and condition tetrodes for use with a micro-drive array, which was designed for chronic electrophysiological recordings in rats. In addition, we illustrate the final stages of micro-drive array construction, which includes installing ground wires and a protective cone.

만성에 대한 마이크로 드라이브 배열 생체내에 녹화 : Tetrode 조립

The tetrode, a bundle of four electrodes, has proven to be a valuable tool for the simultaneous recording of multiple neurons in-vivo.  The differential ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell level. The technique allows experimenters to examine temporally and regionally specific firing patterns in order to correlate recorded action potentials with ongoing behavior. Moreover, single-unit recordings can be combined with a plethora of other techniques in order to produce comprehensive explanations of neural function. In this article, we describe the anesthesia and preparation for microwire implantation. Subsequently, we enumerate the necessary equipment and surgical steps to accurately insert a microwire array into a target structure. Lastly, we briefly describe the equipment used to record from each individual electrode in the array. The fixed microwire arrays described are well-suited for chronic implantation and allow for longitudinal recordings of neural data in almost any behavioral preparation. We discuss tracing electrode tracks to triangulate microwire positions as well as ways to combine microwire implantation with immunohistochemical techniques in order to increase the anatomical specificity of recorded results.

Implanting organized arrays of microwires for use in single-unit electrophysiological recordings presents a number of technical challenges.&#160;Methods for performing this technique and the equipment necessary are described.&#160;Also, the beneficial use of organized microwire arrays to record from distinct neural subregions with high spatial selectivity is discussed.

동물 행동하자, 깨어있는 단일 단위 레코딩을위한 Microwires의 조직 된 배열을 주입하기위한 절차

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Hybrid Microdrive System with Recoverable Opto-Silicon Probe and Tetrode for Dual-Site High Density Recording in Freely Moving Mice

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, conventional microdrive designs often only allow use of one type of electrode to record from single or multiple regions, limiting the yield of single-unit or depth profile recordings. It also often limits the ability to combine electrode recordings with optogenetic tools to target pathway and/or cell type specific activity. Presented here is a hybrid microdrive array for freely moving mice to optimize yield and a description of its fabrication and reuse of the microdrive array. The current design employs nine tetrodes and one opto-silicon probe implanted in two different brain areas simultaneously in freely moving mice. The tetrodes and the opto-silicon probe are independently adjustable along the dorsoventral axis in the brain to maximize the yield of unit and oscillatory activities. This microdrive array also incorporates a set-up for light, mediating optogenetic manipulation to investigate the regional- or cell type-specific responses and functions of long-range neural circuits. In addition, the opto-silicon probe can be safely recovered and reused after each experiment. Because the microdrive array consists of 3D-printed parts, the design of microdrives can be easily modified to accommodate various settings. First described is the design of the microdrive array and how to attach the optical fiber to a silicon probe for optogenetics experiments, followed by fabrication of the tetrode bundle and implantation of the array into a mouse brain. The recording of local field potentials and unit spiking combined with optogenetic stimulation also demonstrate feasibility of the microdrive array system in freely moving mice.

This protocol describes the construction of a hybrid microdrive array that allows implantation of nine independently adjustable tetrodes and one adjustable opto-silicon probe in two brain regions in freely moving mice. Also demonstrated is a method for safely recovering and reusing the opto-silicon probe for multiple purposes.

자유롭게 움직이는 마우스에서 이중 사이트 고밀도 레코딩을 위한 회수 가능한 광실리콘 프로브 및 Tetrode가 있는 하이브리드 마이크로드라이브 시스템

Multi-regional neural recordings can provide crucial information to understanding fine-timescale interactions between multiple brain regions. However, ...

어린 마우스의 일일 신경 활동을 기록하기 위한 Micro-Drive Implant

A Lightweight Drive Implant for Chronic Tetrode Recordings in Juvenile Mice

In vivo electrophysiology provides unparalleled insight into the sub-second-level circuit dynamics of the intact brain and represents a method of particular importance for studying mouse models of human neuropsychiatric disorders. However, such methods often require large cranial implants, which cannot be used in mice at early developmental time points. As such, virtually no studies of in vivo physiology have been performed in freely behaving infant or juvenile mice, despite the fact that a better understanding of neurological development in this critical window would likely provide unique insights into age-dependent developmental disorders such as autism or schizophrenia. Here, a micro-drive design, surgical implantation procedure, and post-surgery recovery strategy are described that allow for chronic field and single-unit recordings from multiple brain regions simultaneously in mice as they age from postnatal day 20 (p20) to postnatal day 60 (p60) and beyond, a time window roughly corresponding to the human ages of 2 years old through to adulthood. The number of recording electrodes and final recording sites can be easily modified and expanded, thus allowing flexible experimental control of the in vivo monitoring of behavior- or disease-relevant brain regions across development.

저자 스포트라이트: 어린 생쥐의 만성 테트로드 녹음을 위한 경량 드라이브 임플란트  

Here, we describe a micro-drive design, surgical implantation procedure, and post-surgery recovery strategy that allow for chronic field and single-unit recordings from multiple brain regions simultaneously in juvenile and adolescent mice across a critical developmental window from postnatal day 20 (p20) to postnatal day 60 (p60) and beyond.