混合微驱系统,带可回收的光电探头和Tetrode,用于自由移动小鼠的双位点高密度记录

我们的混合微驱动器设计允许实验者不仅记录来自多个大脑区域，还可以选择不同类型的电极来优化产量和稳定性。我们结合了9个四分位、一个硅线性探针和光纤，这些光纤可调和可重复使用，用于与自由移动的小鼠进行体内实验。这种技术可以很容易地适应其他较大的动物，如大鼠或马莫塞特。

硅探头极其脆弱。在处理探头时，例如，在调整光纤和将穿梭组件旋转到微驱动器时，我们需要小心。微驱动器阵列由五个部分组成。

要为硅探头准备微型驱动器螺钉，请先 3D 打印微驱动器的塑料图案，并在图案周围放置胶带，使图案周围临时墙。将液体硅凝胶倒入图案中，轻轻摇动去除气泡。当硅固化后，小心地从图案中取出硅凝胶模具。

接下来使用旋转研磨机切割 23 个仪表不锈钢丝管的 18 和 9.5mm 长度，并使用研磨机对管的顶部 2 到 3mm 进行粗加工。将少量硅油涂抹到定制螺钉上，然后将管子和螺钉放入模具中。将牙科丙烯酸倒入模具中，使用注射器消除管子和螺钉周围的任何气泡。

当牙科丙烯酸完全固化后，从模具中取出微型驱动螺钉，并使用钳子将 18mm 线尖的一端弯曲 6mm 至 60 度角。使用车削工具旋转微型驱动器螺钉以检查质量，然后将微型驱动器螺钉安装到微型驱动器阵列主体中，然后转动螺钉以检查其是否能够平稳地上下移动。为硅探针准备滑闸，请使用锋利的剪刀切割两个 5mm 长度的 PEEK，并对齐穿梭两侧的管。

用环氧树脂将管子粘在滑闸上，并在导轨上涂抹少量硅油。当环氧树脂干燥后，将穿梭放在微型驱动器阵列主体的导轨上，以检查质量。航天飞机应平稳移动，避免过度摩擦。

要准备光标，请使用 Rubi 切割机将一块光纤切割到 21mm 的长度，然后研磨光纤尖端，直到其平整且有光泽。当尖端准备就绪时，轻轻地将光纤放在硅探针的正面 200 到 300 微米以上的电极点位上方，然后用透明胶带暂时固定光纤，然后用少量环氧树脂将光纤粘附在硅探针底部，使环氧树脂固化 5 小时。将航天飞机连接到硅探针上，在硅探针底座背面涂抹少量环氧树脂，并轻轻地将航天飞机的底部与硅探针底座对下两到三分钟，以避免航天飞机与硅探针基座之间形成间隙。

当环氧树脂完全固化后，用细钳子抓住穿梭的凹槽，并使用显微镜小心地将穿梭管放在主体的导轨柱上。转动螺钉将微型驱动螺钉插入螺钉孔，并将 L 形管的尖端插入穿梭头的凹槽中，以接合硅探针和微型驱动螺钉。接下来，将两个 0 号螺钉切割到 3.5mm 螺纹长度，然后磨碎尖端以去除毛刺。

将探头连接器支架放在阵列主体上，并将硅探针电气接头插入支架。插入数字 0 螺钉以固定探头接头支架。使用环氧树脂将硅探针连接器固定到支架中，注意不要将探头粘附到微驱动阵列体上。

要将铁杉支架连接到光电硅探头和微驱动器阵列主体，请将两个 0 号螺钉切割到 6mm 螺纹长度并研磨尖端。研磨两个 0 号机器螺钉螺母的外部，使小六角螺母具有 2.5 至 3mm 的外径，并将数字 0 螺钉插入支架的组件 A 中。用环氧树脂粘住螺钉头。

将少量硅润滑脂涂抹到部件 A 和 B 上，以减少与身体的摩擦。使用反向钳子将组件 A 暂时插入主体，并将组件 B 放在组件 A 的螺钉上。将纤维铁杉插入纤维铁杉架的凹槽中，注意纤维铁杉从支架上伸出 4 到 5mm。

在铁杉和支架槽之间涂抹少量环氧树脂。固化环氧树脂后，松开螺母并转动微驱动螺钉以检查滑闸和车圈支架是否平稳运动，然后确认当环氧树脂支架位于顶部位置且穿梭管仍与导轨杆关联时，探针尖端完全缩回车身。要连接屏蔽锥体，请从圆锥体外部固定两个 3.5mm 编号 0 螺钉，以将微型驱动器固定到位。

如果根据表中概述的时间表完成施工，可以在五天内设置微驱动器阵列。四位调整后，行为性能可以在线性轨道和开放领域进行测试。在这两种类型的实验中，允许鼠标自由探索约30分钟，同时在整个记录过程中记录电生理信号时没有严重的运动相关噪音。

然后，光刺激可以在中层内皮层进行，以刺激中层内皮层3神经元，这些神经元投射到海马体的CA1子场。然后，当鼠标睡觉时，从四分位和硅探针记录自发的尖峰活动和局部场位。在这个具有代表性的实验中，四角中记录的左场电位显示了较大的波纹活动，表明所有四分位都位于CA1金字塔细胞层附近。

在此测定中，光诱导的响应活动首先在中层内皮层观察到，随后在CA1内观察到有13至18毫秒的延迟活动。注意在无静电环境中将光电硅探针插入微驱动体。屏蔽锥可以替换为纸张和胶带等材料。

这将降低微驱动器的速率高达20%我们的微驱动器设计提供了灵活的选择，记录电极的有效组合，以测量和操纵多个大脑区域，并调查不同大脑结构的动态和相互作用。