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动物大脑神经元活动胞外记录经验总结: 热度 2 Joshua3769 2016-4-1 00:23; 动物大脑神经元活动胞外记录经验总结动物装 chamber 实验动物异氟烷麻醉状态下实施开颅，移除实验目标脑区的颅骨（勿动脑膜），留出圆形开孔，在开孔上通过牙科水泥和小螺钉将一个钛合金的 chamber 固定在开孔处，然后拧上 chamber 盖子，缝合皮肤，恢复一个月，期间注意观察是否感染，若有化脓，可以注射 3 天头孢或撒上磺胺晶体。动物预备 Chamber 如果保持 3 天以上不开启， chamber 脑膜表面就会生长出息肉和血豆腐，因此在 chamber 安装后第一次开启 chamber 时需要清理 chamber 。清 chamber 主要用脑膜刮勺轻轻地刮脑膜表面，直至露出微白色、平整光滑、富有弹性的脑膜。整个过程需要在无菌环境下操作，第一次清理耗时长，需要在用氯胺酮麻醉的状况下清理。每天实验前都要进行这个操作。频繁刮脑膜会刺激脑膜增生，因此在实验一段时间以后可能会出现脑膜增厚、电极穿刺时弯折的情况，此时就需要来一次撕脑膜的过程。需要将动物在手术台上用异氟烷麻醉，然后在立式显微镜的辅助下观察脑膜的增生状况，然后用刮勺与小镊子清除多余的脑膜。增生的脑膜在显微镜下是纤维状，纵横交错，不平整，韧性大，比较坚硬。刮的时候需要在边缘处刮开一个小口，然后用镊子夹住口子，用刮勺向上撩拨，直到一大片脑膜被拨起来，然后用眼科剪剪掉，露出平整的脑膜。注意刮勺不要向下用力，以免捅破脑膜，也不要用镊子撕扯，以免撕开脑膜。整个过程需要耐心、细心和手感。神经元活动记录与采集系统神经元电活动胞外记录主要采集神经 spike 信号，电压在数十个毫伏左右。采集信号时将包裹有玻璃的金属电极刺破脑膜扎入脑膜下，神经信号传入电极，电极信号经 headstage ，前端放大器，然后通过光纤传给 BlackRock Cerebus （一台信号采集设备）， Cerebus 将信号通过以太网线传给用户电脑，电脑中配套的 Cerebus Central Suit软件可以呈现信号，用户也可以通过该软件来选择、观察和存储信号。 - headstage 玻璃金属电极在使用前需要将尖端浸泡在生理盐水中测电阻，电阻在 2-5 兆欧可用。此外还可以辅助以显微镜下观察，能看到尖端是否弯折，一般尖端如削尖的铅笔。电极扎入脑前需要先用酒精浸泡 10 分钟消毒。电极需要用 guid tube 来引导扎入， guid tube 能保护电极尖端在用手操作时不至因碰触而折弯，也能在电极扎入脑时起到一定的支撑作用。 Guid tube 可以用长长的针管制作，需要刚好插进去电极。 Guid tube 在使用前也要消毒十分钟。 Guid tube 和电极需要安装在 NAN drive 上， drive前端是一根铅笔样的不锈钢杆子，能以缓慢的速稳定地推进电极， drive 连在 NAN 主机上，主机与用户电脑通过 NAN 软件交互，用户可以通过软件控制 driver 的推进速度。 Driver 通过 adaptor （一个自制的环形金属部件，能套在 chamber 上固定）固定在 chamber 上。 Chamber 、 Adaptor 、 Driver 、电极，都固定在了颅骨上，因此能稳定地推进电极。据说某些情况下为了防止电极随脑膜的轻微震动，可以在chamber中灌注琼脂，起到压抑脑膜振幅的作用。前端放大器能将微小的信号放大，因此在电极下行过程中和采集过程中如果需要用手碰触电路，需要关闭放大器操作，以免烧坏放大器。 Headstage 上有电极 channels 孔，也有 GND 和 REF 孔，即地线和参考电极。如果只扎一个电极，则需要将一个 channel 与电极尾相连， GND 与远离 chamber 的其他躯体位置相连， REF 可以连在 guid tube 上， guid tube 的尖端要碰触到脑膜，可以在chamber内滴入生理盐水，保证tube和脑膜稳定联通，如果tube和脑膜之间很近，一会儿贴住一会儿松开，会带来规律振荡的噪音，可以把tube往外一些，使二者不要太近。此时，电极与地、 REF 与地就形成两个电压，二者之差就是神经活动电压。电极如同天线，对空间中的电磁波很敏感，如前端放大器电源发出的辐射、附近台灯发出的辐射、红外灯发出的辐射等、即使将一个金属靠近电极，也能将空间的电磁波引导投射到电极。因此需要在电极和 driver 周围加铜网来屏蔽，铜网与 GND 相连，也需要把铜网接实验室的地，铜网可以做很大，完全罩住动物脑袋及周围，方便省事。注意不要让铜网与电极、 REF和drive杆子接触。 Driver 的 NAN 主机后面的环形细线要悬空，外壳要接地，否则会带来很大的噪声，通过 Driver 的控制线传递到电极。为了使外壳良好接地，可以用锉刀搓掉一部分外壳漆皮，将裸露部分和实验室的地用铜网贴合。给动物提供 water reward 的电磁阀在开合时能引发巨大的磁场变化，带来虚假的 spike 信号，可以考虑用厚的铁磁盒子隐藏电磁阀或将电磁阀拉远。信号采集过程 1、将动物 chamber 打开，清理 chamber ，露出脑膜。滴入几滴生理盐水。 2、在 chamber 上安装 adaptor 。然后将动物推入记录室（屏蔽室）。 3、将酒精浸泡过的电极和 guide tube 连到 driver 上，再将 driver 拧到 adaptor 上，然后将 guide tube 用镊子往下推，直至碰触到脑膜，可以发现能弹回来。 4、插上 driver 控制线，将 headstage 上的 channel 、 GND 、 REF 分别连到电极尾巴、离 chamber 远的某个躯体位置和 guidetube 上。 5、罩上铜网，铜网连 GND以及实验室地。 6、打开前放和 NAN 主机，打开 Cerebus 软件和 NAN 软件，一边观察电极信号变化一边推进电极。 7、当电极进入脑膜并靠近细胞时，噪声在 35mv 以内，同时能看到有 spike 波形。如果将 cerebus 主机与 audio 联通，还可以通过 audio 的声音来考察 spike 。 Spike 的声音比噪声大，很短促，发出 pu pu pu 或 pa pa pa 的声音。一般细胞都有自发放，所以只要电极扎到脑中，大多数情况下是可以听到较为频繁的 spike 声音的。 8、实验结束后，缓慢退出电极。将电极浸泡水中一夜。动物 chamber 清理后，拧好 chamber 盖子，放回笼子。; 4558 次阅读|5 个评论

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