Der TD-Drive - Ein parametrisches, Open-Source-Implantat für multi-area elektrophysiologische Aufzeichnungen bei agierenden und schlafenden Ratten

ZUSAMMENFASSUNG Komplexe Interaktionen zwischen mehreren Hirnarealen liegen den meisten Funktionen zugrunde, die dem Gehirn zugeschrieben werden. Der Lernprozess sowie die Bildung und Konsolidierung von Erinnerungen sind zwei Beispiele, die stark von der funktionalen Konnektivität im Gehirn abhängen. Darüber hinaus gehen Untersuchungen hemisphärischer Ähnlichkeiten und/oder Unterschiede Hand in Hand mit diesen Multi-Area-Interaktionen. Elektrophysiologische Studien, die versuchen, diese komplexen Prozesse weiter zu erhellen, hängen daher von der gleichzeitigen Aufzeichnung der Gehirnaktivität an mehreren Orten und oft auf bilaterale Weise ab. Hier wird ein 3D-druckbares Implantat für Ratten vorgestellt, das TD-Drive genannt wird und in der Lage ist, symmetrische, bilaterale Drahtelektrodenaufzeichnungen derzeit in bis zu zehn verteilten Hirnarealen gleichzeitig durchzuführen. Das Open-Source-Design wurde unter Verwendung parametrischer Designprinzipien erstellt, die es potenziellen Nutzern ermöglichen, das Design des Drives leicht an ihre Bedürfnisse anzupassen, indem sie einfach hochrangige Parameter, wie anterior-posterior und medio-laterale Koordinaten der Aufzeichnungsorte der Elektroden, anpassen. Das Implantatdesign wurde an n = 20 Lister Hooded Ratten validiert, die verschiedene Aufgaben ausführten. Das Implantat war kompatibel mit verkabelten Schlafaufzeichnungen und Aufzeichnungen im offenen Feld (Objektuntersuchung) sowie mit drahtloser Aufzeichnung in einem großen Labyrinth (HexMaze 9×5 m) unter Verwendung zweier verschiedener kommerzieller Aufzeichnungssysteme und Kopfstufen. Zusammenfassend wird hier das anpassbare Design und die Montage eines neuen elektrophysiologischen Implantats vorgestellt, das eine schnelle Vorbereitung und Implantation erleichtert.