ভিভো উচ্চ-রেজোলিউশন নিউরাল রেকর্ডিং এবং উদ্দীপনার জন্য ন্যানোপোরাস গ্রাফিন-ভিত্তিক পাতলা-ফিল্ম মাইক্রোইলেকট্রোড - প্রকৃতি ন্যানো প্রযুক্তি

উপাদান প্রস্তুতি এবং বৈশিষ্ট্য

0.15 mg ml পাওয়ার জন্য জলীয় GO দ্রবণ ডিওনাইজড জলে মিশ্রিত করা হয়েছিল^-1 0.025 µm ছিদ্র সহ একটি নাইট্রোসেলুলোজ ঝিল্লির মাধ্যমে দ্রবণ এবং ভ্যাকুয়াম ফিল্টার করা হয়, যা GO এর একটি পাতলা ফিল্ম তৈরি করে। তারপরে পাতলা ফিল্মটি ডিওনাইজড জলে ভেজা স্থানান্তর এবং 100 মিনিটের জন্য 2 °C তাপমাত্রায় আরও তাপীয় অ্যানিলিং ব্যবহার করে টার্গেট সাবস্ট্রেটে স্থানান্তরিত হয়েছিল। GO ফিল্ম-সাবস্ট্রেট স্ট্যাকটি EGNITE গঠনের জন্য 134 ঘন্টার জন্য একটি স্ট্যান্ডার্ড অটোক্লেভে 3 °C এ হাইড্রোথার্মালি হ্রাস করা হয়েছিল। EGNITE-এর সমস্ত চরিত্রায়ন অধ্যয়নের বেস সাবস্ট্রেট ছিল একটি বর্গক্ষেত্র (1 × 1 cm)²) এর Si/SiO₂ (400 μm/1 μm)।

XPS

এক্সপিএস পরিমাপ একটি Phoibos 150 বিশ্লেষক (SPECS) দিয়ে অতি-উচ্চ-শূন্য অবস্থায় (বেস চাপ, 5 × 10) সঞ্চালিত হয়েছিল^-10 mbar) একটি একরঙা আল Kα এক্স-রে উৎস (1,486.74 eV) সহ। ওভারভিউ স্পেকট্রা 50 eV এর পাস শক্তি এবং 1 eV এর স্টেপ সাইজের সাথে অর্জিত হয়েছিল এবং 20 eV এর পাস এনার্জি এবং 0.05 eV স্টেপ সাইজ দিয়ে হাই-রেজোলিউশন স্পেকট্রা অর্জিত হয়েছিল। এই শেষ অবস্থার সামগ্রিক রেজোলিউশন হল 0.58 eV, যেমন Ag 3-এর সর্বোচ্চ অর্ধেক সম্পূর্ণ প্রস্থ পরিমাপ করে নির্ধারিত হয়d5/2 টুকরো সিলভারের শিখর। XPS বিশ্লেষণ C–O শিখরের হাইড্রোথার্মাল চিকিত্সার পরে একটি শক্তিশালী হ্রাস দেখায় (ইপোক্সাইড গ্রুপের সাথে যুক্ত), তবে হাইড্রোক্সিলস, কার্বোনিলস এবং কার্বক্সিলসের কারণে C–OH, C=O এবং C(O)OH-এর একটি ছোট অবদান যা হ্রাস করার পরেও থাকে। O1 এর deconvolutions পিক এই ধরনের আচরণ নিশ্চিত করে। C1 এর মূল অবদানs হাইড্রোথার্মাল হ্রাসের পরে সংকেত, তবে, থেকে আসে sp² হাইব্রিডাইজড সি-সি অরবিটাল^34,57.

এক্সরে diffraction

এক্স-রে বিবর্তন পরিমাপ (θ-2θ স্ক্যান) একটি ম্যাটেরিয়াল রিসার্চ ডিফ্র্যাক্টোমিটারে (ম্যালভার্ন প্যানালিটিকাল) সঞ্চালিত হয়েছিল। এই diffractometer একটি অনুভূমিক আছে ω-2θ গনিওমিটার (320 মিমি ব্যাসার্ধ) একটি চার-বৃত্ত জ্যামিতিতে এবং Cu Kα অ্যানোডের সাথে একটি সিরামিক এক্স-রে টিউবের সাথে কাজ করেছে (λ = 1.540598 Å)। ব্যবহৃত ডিটেক্টর হল একটি Pixcel যা Medipix2 প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে একটি দ্রুত এক্স-রে আবিষ্কারক।

রমন স্পেকট্রসকপি

রামন স্পেকট্রোস্কোপি পরিমাপ একটি 488 nm লেজার উত্তেজনা লাইন দিয়ে সজ্জিত একটি Witec স্পেকট্রোগ্রাফ ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয়েছিল। পরিমাপের জন্য, রমন বর্ণালী একটি 50× উদ্দেশ্য এবং একটি 600 খাঁজ প্রতি এনএম গ্রেটিং ব্যবহার করে অর্জিত হয়েছিল; নমুনা গরম করা এড়াতে লেজার শক্তি 1.5 mW এর নিচে রাখা হয়েছিল।

TEM

EGNITE নমুনার ক্রস-সেকশন অধ্যয়নের জন্য একটি হেলিওস ন্যানোল্যাব ডুয়ালবিম (এলএমএ-আইএনএ) দিয়ে একটি ফোকাসড আয়ন বিম ল্যামেলা প্রস্তুত করা হয়েছিল। 20 kV তে চালিত একটি Tecnai F200 মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে TEM এর মাধ্যমে কাঠামোগত বিশ্লেষণ করা হয়েছিল, যার মধ্যে HRTEM এবং হাই-এঙ্গেল অ্যানুলার ডার্ক-ফিল্ড STEM কৌশল রয়েছে। STEM-EELS পরীক্ষাটি 20 KeV-এ কাজ করা একটি Tecnai F200 মাইক্রোস্কোপে সঞ্চালিত হয়েছিল, যেখানে 5 মিমি অ্যাপারচার, 30 মিমি ক্যামেরার দৈর্ঘ্য, 12.7 mrad এর একটি কনভারজেন্স কোণ এবং 87.6 mrad এর একটি সংগ্রহ কোণ রয়েছে। যেহেতু আমরা কোর-লস অধিগ্রহণে প্রারম্ভিক শক্তি হিসাবে 0.5 eV প্রতি পিক্সেল এবং 250 eV ব্যবহার করেছি, তাই আমরা 1,839 eV-তে প্রত্যাশিত Si K-edge, 2,122 eV-এ Pt M-edge এবং Au M-edge-এ অর্জন করিনি। 2,206 eV. আপেক্ষিক C–O পারমাণবিক রচনাটি হ্রাসকৃত GO স্তরে আমাদের মনোযোগ কেন্দ্রীভূত করে এবং ধরে নেওয়া হয়েছে যে প্রান্তগুলি বিশ্লেষণ করা হয়েছে (আমাদের ক্ষেত্রে C এবং O) যোগফল 100%। এই অনুমান আমাদের ক্ষেত্রে বৈধ হিসাবে প্রমাণিত সম্পূরক তথ্য মানচিত্র হার্ট্রি-স্লেটার মডেল এবং পাওয়ার-লো মডেল ব্যবহার করে ব্যাকগ্রাউন্ড ব্যবহার করে এনার্জি ডিফারেনশিয়াল ক্রস সেকশন গণনা করা হয়েছিল।

তড়িৎ পরিবাহিতা

দুই-পয়েন্ট কনফিগারেশনে কিথলি 2400 সোর্সমিটার ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিমাপ করা হয়েছিল। পরিমাপ করা নমুনাগুলিতে 1 × 1 সেন্টিমিটারের EGNITE ফিল্ম রয়েছে² একটি SiO উপরে₂ স্তর.

তথ্য বিশ্লেষণ

পাইথন 3.7 প্যাকেজ (নাম্পি, পান্ডাস, সিপি, এক্সআরডিটুলস, এলএমফিট, র‌্যাম্পি, পিকুটিলস, ম্যাটপ্লটলিব) ব্যবহার করে এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন, রমন এবং এক্সপিএস ডেটা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। প্লেনের মধ্যে দূরত্ব স্নেলের আইন অনুসারে এক্স-রে বিচ্ছুরণ পরিমাপ থেকে গণনা করা হয়েছিল। একবার ডেটা স্থানিক ডোমেনে স্থানান্তরিত হলে, সর্বোচ্চ চূড়াগুলি লাগানো হয়েছিল। সংশ্লিষ্ট দূরত্ব প্লেনের মধ্যে দূরত্বের গড় মান দিয়েছে। এই গড় মান থেকে বিচ্যুতিগুলি স্থানিক ডোমেনের শিখরগুলির লরেন্টজিয়ান ফিটিংগুলির অর্ধেক সর্বোচ্চ পূর্ণ প্রস্থ থেকে গণনা করা হয়েছিল৷ এক্সপিএস এবং রমন বর্ণালী পরিমাপগুলি সংশ্লিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য প্রত্যাশিত অবস্থানগুলিতে শিখরগুলির একটি সংকোচন ফিট করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। GO এবং EGNITE এর পরিবাহিতা মান ফিট করে প্রাপ্ত করা হয়েছিল I-V ওহমের সূত্রে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিমাপে বক্ররেখা পরিমাপ করা হয়। ডেটা হল n প্রতিটি পরিমাপের জন্য = 1।

নমনীয় অ্যারে ফ্যাব্রিকেশন

ডিভাইসগুলির বানোয়াট পরিপূরক চিত্রে দেখানো হয়েছে। 4. ডিভাইসগুলি 4-ইঞ্চি Si/SiO তে তৈরি করা হয়েছিল₂ (400 μm/1 μm) ওয়েফার। প্রথমে, PI (PI-10, HD মাইক্রোসিস্টেমস) এর একটি 2611-µm-পুরু স্তরটি ওয়েফারের উপর স্পিন প্রলেপ দেওয়া হয়েছিল এবং 350 মিনিটের জন্য 30 °C তাপমাত্রায় নাইট্রোজেন সমৃদ্ধ বায়ুমণ্ডলে বেক করা হয়েছিল। ইমেজ রিভার্সাল ফটোরেসিস্ট (AZ5214, মাইক্রোকেমিক্যালস) এর অপটিক্যাল লিথোগ্রাফি ব্যবহার করে ধাতব ট্রেসগুলি প্যাটার্ন করা হয়েছিল। ইলেকট্রন-বিম বাষ্পীভবন 20 nm টাইটানিয়াম এবং 200 সোনা জমা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল এবং উত্তোলন করা হয়েছিল। আমরা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পারফরম্যান্স এবং অ্যারে নমনীয়তার মধ্যে ট্রেড-অফ হিসাবে প্রায় 1 μm পুরুত্বের একটি EGNITE ফিল্ম ব্যবহার করেছি। GO ফিল্ম স্থানান্তর করার পরে, অ্যালুমিনিয়াম ই-বিম বাষ্পীভূত হয়েছিল এবং ভবিষ্যতের মাইক্রোইলেক্ট্রোডের উপরে অঞ্চলগুলি একটি নেতিবাচক ফটোরেসিস্ট (nLOF 2070, মাইক্রোকেমিক্যালস) ব্যবহার করে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছিল এবং উত্তোলন করা হয়েছিল। এরপরে, GO ফিল্মটি অক্সিজেন রিঅ্যাকটিভ আয়ন এচিং (RIE) ব্যবহার করে 5 মিনিটের জন্য 500 W তে ভবিষ্যত মাইক্রোইলেক্ট্রোড ছাড়াও সব জায়গায় খোদাই করা হয়েছিল এবং রক্ষাকারী অ্যালুমিনিয়াম কলামগুলি ফসফরিক এবং নাইট্রিক অ্যাসিডের মিশ্রিত দ্রবণ দিয়ে খোদাই করা হয়েছিল। তারপরে, PI-3-এর একটি 2611-µm-পুরু স্তরটি ওয়েফারে জমা করা হয়েছিল এবং পূর্বে বর্ণিত হিসাবে বেক করা হয়েছিল। মাইক্রোইলেক্ট্রোডে PI-2611 খোলার পরে একটি ইতিবাচক পুরু ফটোরেসিস্ট (AZ9260, মাইক্রোকেমিক্যালস) ব্যবহার করে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছিল যা পরবর্তী অক্সিজেন RIE এর জন্য একটি মুখোশ হিসাবে কাজ করে। পরে, ডিভাইসগুলিকে আবার AZ9260 photoresist এবং RIE ব্যবহার করে PI স্তরে প্যাটার্ন করা হয়েছিল। ফটোরেসিস্ট স্তরটি তখন অ্যাসিটোনে সরানো হয় এবং ওয়েফারটি আইসোপ্রোপাইল অ্যালকোহলে পরিষ্কার করে শুকিয়ে যায়। অবশেষে, ডিভাইসগুলিকে ওয়েফার থেকে খোসা ছাড়িয়ে দেওয়া হয়েছিল এবং 134 ঘন্টার জন্য একটি স্ট্যান্ডার্ড অটোক্লেভে 3 °C তাপমাত্রায় হাইড্রোথার্মালি চিকিত্সা করার জন্য জীবাণুমুক্ত করার পাউচে রাখার জন্য প্রস্তুত ছিল।

মাইক্রো ইলেক্ট্রোড ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্য

মাইক্রোইলেক্ট্রোডগুলির বৈদ্যুতিন রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য 128× PBS (সিগমা-অলড্রিচ, P1) এ একটি Metrohm অটোল্যাব PGSTAT4417N potentiostat দিয়ে সঞ্চালিত হয়েছিল যার মধ্যে 10 mM ফসফেট বাফার, 137 mM NaCl এবং 2.7.mH7.4 Confire-এ pH45093cl এবং XNUMX.mHXNUMXC কনফিগারেশন রয়েছে। . একটি Ag/AgCl ইলেক্ট্রোড (FlexRef, WPI) রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল এবং একটি প্ল্যাটিনাম তার (আলফা আইসার, XNUMX) কাউন্টার-ইলেকট্রোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।

কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের আগে, ইলেক্ট্রোডগুলি 10,000 চার্জ-ভারসাম্যযুক্ত ডাল (1 ms, 15 µA) দিয়ে স্পন্দিত হয়েছিল। ক্রমাগত স্পন্দন প্রোটোকলগুলিতে ইলেক্ট্রোডের এক্সপোজার 100 mV s এ 0.9টি চক্রীয় ভোল্টমেট্রি চক্র (−0.8 থেকে +50 V) দ্বারা এগিয়ে যায়^-1, 20 ডালের 5,000 পুনরাবৃত্তি (1 ms) এবং ওপেন সার্কিট সম্ভাব্য পুনঃনির্ধারণ।

তথ্য বিশ্লেষণ

পাইথন 3.7 প্যাকেজ (নাম্পি, পান্ডাস, সিপি, পাইইস, এলএমফিট, ম্যাটপ্লটলিব) ব্যবহার করে বৈদ্যুতিন রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের ডেটা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ইম্পিডেন্স স্পেকট্রোস্কোপি ডেটা একটি সমতুল্য বৈদ্যুতিক মডেলের সাথে লাগানো হয়েছিল যার মধ্যে একটি প্রতিরোধ (R) একটি ধ্রুবক ফেজ উপাদান (CPE) সহ সিরিজে। সেখান থেকে, CPE মানটি একটি ক্যাপাসিট্যান্সের অনুমান করা হয়েছিল এবং EGNITE-এর ইন্টারফেসিয়াল ক্যাপ্যাসিট্যান্সের জন্য একটি সমতুল্য মান পেতে মাইক্রোইলেকট্রোড জ্যামিতিক এলাকা দ্বারা ভাগ করা হয়েছিল। মাইক্রোইলেক্ট্রোড চার্জ স্টোরেজ ক্যাপাসিট্যান্স (সিএসসি) পরিমাপ করা বর্তমানের ক্যাথোডিক এবং অ্যানোডিক শাসনকে একীভূত করে এবং স্ক্যান রেট দ্বারা স্বাভাবিককরণের মাধ্যমে চক্রীয় ভোল্টমেট্রি পরিমাপ থেকে গণনা করা হয়েছিল। EGNITE এর 100 mV স্ক্যান রেটে ক্যাথোডিক এবং অ্যানোডিক চার্জ স্টোরেজ ক্যাপাসিট্যান্স (cCSC এবং aCSC) হল 45.9 ± 2.4 এবং 34.6 ± 2.8 mC cm^-2, যথাক্রমে (n = 3)। অন্যান্য উপকরণ জন্য রিপোর্ট হিসাবে⁵⁸, প্রাপ্ত CSC স্ক্যান হারের উপর নির্ভর করে (পরিপূরক চিত্র। 5) অক্সিজেন হ্রাস প্রতিক্রিয়ার উপস্থিতি মূল্যায়ন করার জন্য, আমরা নাইট্রোজেন-শুদ্ধ ইলেক্ট্রোলাইটের অধীনে সিভি তরঙ্গরূপ পরিমাপ করেছি⁵⁹ এবং তরঙ্গরূপের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য লক্ষ্য করেনি (পরিপূরক চিত্র। 6) যাইহোক, আমাদের ফলাফলগুলি EGNITE-এর চার্জ ইনজেকশন ক্ষমতাতে অক্সিজেন হ্রাস প্রতিক্রিয়াগুলির প্রভাবকে সম্পূর্ণরূপে সম্বোধন করে না এবং এটি সঠিকভাবে তদন্ত করার জন্য অতিরিক্ত কাজ করা প্রয়োজন৷ মাইক্রোইলেক্ট্রোড চার্জ ইনজেকশন ক্ষমতা (CIC) বর্তমান পালস প্রশস্ততা নির্ধারণ করে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যা একটি ভোল্টেজ পার্থক্য (ওহমিক ড্রপ অপসারণের পরে) নির্ণয় করে যা ইলেক্ট্রোড ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ওয়াটার উইন্ডোর সাথে মেলে (-0.9 V ক্যাথোডিকের জন্য এবং +0.8 V অ্যানোডিক/এগএল-এর জন্য। ) (পরিপূরক চিত্র। 17)⁶⁰.

পরিসংখ্যান সংক্রান্ত বিশ্লেষণ

ডেটা মানে হল ± s.d, n EIS এর জন্য = 18 এবং n chronopotentiometries জন্য = 3. ক্যাথোডিক ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ ভ্রমণের মানচিত্রের ডেটা প্রতিটি পালস আকারের জন্য একটি ইভেন্টের জন্য ক্যাথোডিক ক্যাপাসিটিভ ভোল্টেজ ভ্রমণের গড়। n = 3 ইলেক্ট্রোড।

যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা মূল্যায়ন

আল্ট্রাসাউন্ড sonication

EGNITE ইলেক্ট্রোড অ্যারেগুলি একটি আল্ট্রাসাউন্ড জলের স্নানে (এলমাসনিক পি 180H) জলে ভরা একটি বীকারের ভিতরে স্থাপন করা হয়েছিল। সোনিকেশন 37 kHz এ 15 মিনিটের জন্য 200 W এ প্রয়োগ করা হয়েছিল, এবং তারপরে 15 kHz-এ অতিরিক্ত 37 মিনিট সোনিকেশন 300 W-এ উন্নীত শক্তির সাথে অনুসরণ করা হয়েছিল৷ সোনিকেশন পদক্ষেপের আগে এবং পরে ইলেক্ট্রোডের ছবিগুলি অর্জিত হয়েছিল৷

নমন পরীক্ষা

নমন সেট আপ (চিত্র। 2k) তিনটি নলাকার রড নিয়ে গঠিত; মাঝেরটি (ব্যাস, 700 µm) নিচে নামানো হয়েছিল, যা 131° এর নমন কোণ তৈরি করে। নমন পরীক্ষার জন্য তিনটি নমনীয় মাইক্রোইলেক্ট্রোড অ্যারে ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রতিটি অ্যারেতে 18 µm ব্যাসের 50টি মাইক্রোইলেকট্রোড রয়েছে। দুটি অ্যারে 10 এবং 20 চক্রের পরে পরিমাপ করা হয়েছিল যখন একটি ডিভাইস শুধুমাত্র 10 চক্রের জন্য পরিমাপ করা হয়েছিল কারণ এটি পরিমাপের পরে পরিচালনা করার সময় ক্ষতিগ্রস্থ হয়েছিল। নমন পরীক্ষা চক্রে 10-s-দীর্ঘ লোড অ্যাপ্লিকেশন প্লাস 10 s কোনো লোড নেই। 10 এবং 20 নমন চক্রের আগে এবং পরে ডিভাইসগুলি বৈদ্যুতিন রাসায়নিকভাবে বৈশিষ্ট্যযুক্ত (EIS এবং CV) ছিল।

এপিকোর্টিক্যাল নিউরাল রেকর্ডিং

এপিকোর্টিক্যাল ইমপ্লান্টেশন

সমস্ত পরীক্ষামূলক পদ্ধতিগুলি পরীক্ষাগার প্রাণীদের যত্ন এবং ব্যবহারের জন্য ইউরোপীয় সম্প্রদায় কাউন্সিল এবং ফরাসি আইনের সুপারিশ অনুসারে সম্পাদিত হয়েছিল। প্রোটোকলগুলি গ্রেনোবল নৈতিক কমিটি (ComEth) দ্বারা অনুমোদিত এবং ফরাসি মন্ত্রক (নম্বর 04815.02) দ্বারা অনুমোদিত। Sprague-Dawley ইঁদুর (পুরুষ, 4-মাস বয়সী, ওজনের ~600 g) কেটামাইন (50 mg প্রতি কেজি (শরীরের ওজন)) এবং xylazine (10 mg প্রতি কেজি (শারীরিক ওজন)) দিয়ে ইন্ট্রামাসকুলারভাবে অ্যানাস্থেটাইজ করা হয়েছিল এবং তারপর একটি স্টেরিওট্যাক্সিক হোল্ডারে স্থির করা হয়েছিল। টেম্পোরাল স্কাল অপসারণ শ্রবণ কর্টেক্স উন্মুক্ত. কর্টিকাল টিস্যুর ক্ষতি এড়াতে ডুরা মেটার সংরক্ষণ করা হয়েছিল। রেফারেন্স ইলেক্ট্রোড ঢোকানোর জন্য শীর্ষবিন্দুতে একটি গর্ত ড্রিল করা হয়েছিল, এবং একটি দ্বিতীয় গর্ত, প্রথমটি থেকে সামনের দিকে 7 মিমি, গ্রাউন্ড ইলেক্ট্রোড ঢোকানোর জন্য ড্রিল করা হয়েছিল। ইলেক্ট্রোডগুলি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট সকেটের জন্য ব্যবহৃত 0.5-মিমি-পুরু পিন ছিল। এগুলিকে ডুরা মেটারের সাথে বৈদ্যুতিক যোগাযোগ করার জন্য স্থাপন করা হয়েছিল এবং ডেন্টাল সিমেন্ট দিয়ে খুলির সাথে স্থির করা হয়েছিল। তারপরে আমরা চিত্রে দেখানো হিসাবে শ্রবণ কর্টেক্সের উপর পৃষ্ঠের মাইক্রোইলেক্ট্রোড পটি মাউন্ট করেছি। 3b. ক্রিগের ইঁদুরের মস্তিষ্কের মানচিত্রের 41 নম্বর এলাকায় শিরার নিদর্শনগুলি শ্রবণ কর্টেক্সকে চিহ্নিত করে। কর্টিকাল সংকেতগুলি একই সাথে 1,000 লাভের সাথে প্রশস্ত করা হয়েছিল এবং 33 kHz এর নমুনা হারে ডিজিটাইজ করা হয়েছিল। একটি ইঁদুরের কানের সামনে 20 সেমি স্পিকার, উন্মুক্ত কর্টেক্সের বিপরীত, শাব্দ উদ্দীপনা সরবরাহ করে। বিতরণ করা উদ্দীপনাগুলি কানের কাছে স্থাপিত একটি 0.25 ইঞ্চি মাইক্রোফোন (Brüel & Kjaer, 4939) দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল এবং শব্দ চাপের স্তরে উপস্থাপিত হয়েছিল (dB SPL re 20 μPa)। আমরা 80 dB SPL-এ পর্যায়ক্রমে ক্লিকের মাধ্যমে উদ্ভূত শীর্ষ-পজিটিভ (নেতিবাচক-আপ) মধ্য-বিলম্বিত প্রতিক্রিয়া পরীক্ষা করি এবং 70 থেকে 5 kHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি সহ 40 dB SPL-এ টোন বার্স্ট উদ্দীপনা, একটি উত্থান ও পতনের সময় এবং 5 dB 200 ms এর সময়কাল।

তথ্য বিশ্লেষণ

Python 3.7 প্যাকেজ (Numpy, Pandas, Scipy, Neo, Elephant, Sklearn Matplotlib) এবং কাস্টম লাইব্রেরি PhyREC ব্যবহার করে ইলেকট্রোফিজিওলজিকাল ডেটা বিশ্লেষণ করা হয়েছিলhttps://github.com/aguimera/PhyREC) r.m.s. 20 Hz-এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সিতে 200 ms এর স্লাইডিং উইন্ডো দিয়ে মানগুলি গণনা করা হয়েছিল৷ স্পেকট্রোগ্রামগুলি 70 Hz এবং 1.1 kHz এর মধ্যে পরিসরের জন্য গণনা করা হয়েছিল। PSD গণনা করা হয়েছিল 60-এর বেশি একটানা রেকর্ডিং। একটি প্রদত্ত ইলেক্ট্রোড অ্যারের জন্য, দুটি PSD গণনা করা হয়েছিল: ভিভো (IV) এবং পোস্ট-মর্টেম (PM)। SNR dB (20 × ln(r.m.s.(IV)/r.m.s.(PM))) তে প্রকাশ করা হয় এবং লগারিদমিকভাবে 20 Hz এবং 10 kHz এর মধ্যে 1 পয়েন্টের জন্য ইন্টারপোলেট করা হয়।

পরিসংখ্যান সংক্রান্ত বিশ্লেষণ

চিত্রে উপস্থাপিত এপিকোর্টিক্যাল নিউরাল ডেটা। 3 একটি একক প্রাণীর পৃথক পরিমাপ থেকে নেওয়া হয়। চিত্রে। 3c, 64 ইলেক্ট্রোড থেকে তথ্য উপস্থাপন করা হয়. চিত্রে। 3d, দুটি নির্বাচিত ইলেক্ট্রোড থেকে ডেটা উপস্থাপন করা হয়। চিত্রে। 3f, PSD এবং SNR 64 EGNITE ইলেক্ট্রোড থেকে গণনা করা হয় এবং গড় হিসেবে দেখানো হয়। পরিপূরক চিত্রে। 12c, d মধ্যবর্তী তথ্য 192 EGNITE ইলেক্ট্রোডের জন্য উপস্থাপিত হয় n = 3টি পরীক্ষা এবং 60টি প্ল্যাটিনাম ইলেক্ট্রোড থেকে n = 1 পরীক্ষা।

ইন্ট্রাকর্টিক্যাল নিউরাল রেকর্ডিং

ইন্ট্রাকর্টিক্যাল ইমপ্লান্টেশন

প্রাণীদের কেটামাইন/জাইলাজিন (75:1, 0.35 ml/28 g i.p.) এর মিশ্রণ দিয়ে চেতনানাশক করা হয়েছিল এবং এই অবস্থাটি 1.5% আইসোফ্লুরেন প্রদানকারী ইনহেলেশন মাস্ক দিয়ে বজায় রাখা হয়েছিল। ইমপ্লান্টকে স্থিতিশীল করার জন্য মাথার খুলিতে বেশ কিছু মাইক্রোস্ক্রু স্থাপন করা হয়েছিল এবং সেরিবেলামের উপরে একটি সাধারণ স্থল হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। প্রোবটি প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্সে বসানো হয়েছিল (স্থানাঙ্ক: AP, 1.5 mm; ML, ±0.5 mm; DV, bregma থেকে −1.7 mm)। অস্থায়ী প্রোবের দৃঢ়তা প্রদান করতে এবং প্রোব সন্নিবেশের সুবিধার্থে প্রোবের উপর মলটোজ (নীচের প্রোটোকল দেখুন) প্রলেপ দিয়ে ইমপ্লান্টেশন করা হয়েছিল। তদন্তটি ডেন্টাল সিমেন্ট দিয়ে সিল করা হয়েছিল। TDT-ZifClip সংযোগকারীগুলি একটি ক্ষুদ্রতর তারের মাধ্যমে ইলেক্ট্রোফিজিওলজিকাল সিস্টেমের সাথে প্রোবকে সংযুক্ত করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। অস্ত্রোপচারের পরে, মাউসটি 1 সপ্তাহের অ্যানালজেসিয়া (বুপ্রেনরফাইন) এবং অ্যান্টি-ইনফ্ল্যামেটরি (মেলোক্সিকাম) চিকিত্সা গ্রহণ করে পুনরুদ্ধারের সময়কালের মধ্য দিয়েছিল। একটি Intan RHD30 পরিবর্ধক সহ 2132 kHz স্যাম্পলিং হারে মাল্টিচ্যানেল ওপেন ইফিস সিস্টেমের সাথে নিউরাল কার্যকলাপ রেকর্ড করা হয়েছিল। পূর্বে বর্ণিত কাজের উপর ভিত্তি করে প্রোটোকল ব্যবহার করে ভিতরে দুটি স্পিকার সহ একটি সাউন্ডপ্রুফ বাক্সে শ্রবণ কার্য পরীক্ষাগুলি পরিচালিত হয়েছিল⁶¹. শব্দ উদ্দীপনায় 15-ms-দীর্ঘ সাদা গোলমাল ক্লিক, 100 বার (চক্র) পুনরাবৃত্তি করা হয়েছে, প্রতিটি 5 s (ইন্টারস্টিমুলাস ইন্টারভাল) দ্বারা পৃথক করা হয়েছে। টাস্ক চলাকালীন, প্রাণীটি অবাধে চলাচল করতে সক্ষম হয়েছিল।

মাল্টোজ স্টিফেনার প্রোটোকল

মল্টোজের একটি জলীয় দ্রবণ কাচের রূপান্তর বিন্দু পর্যন্ত উত্তপ্ত হয় (T_g, 130 এবং 160 °C এর মধ্যে, একটি হট প্লেট বা একটি মাইক্রোওয়েভ ব্যবহার করে। একবার মাল্টোজ সান্দ্র হয়ে গেলে, প্রোবের পিছনের অংশটি শুধুমাত্র মাল্টোজের সংস্পর্শে আনা হয়। মাল্টোজ ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে এটি প্রোবকে শক্ত করে এবং শক্ত করে।

তথ্য বিশ্লেষণ

প্রতিটি ইলেক্ট্রোড থেকে নিউরাল সংকেতগুলি SUA এবং LFPs বের করতে অফলাইনে ফিল্টার করা হয়েছিল। SUA 450 এবং 6,000 Hz-এর মধ্যে সিগন্যাল ফিল্টার করে অনুমান করা হয়েছিল এবং অফলাইন সার্টার v.4 (Plexon) এর সাথে প্রধান-কম্পোনেন্ট বিশ্লেষণ ব্যবহার করে পৃথক নিউরন থেকে স্পাইকগুলি সাজানো হয়েছিল। LFP প্রাপ্ত করার জন্য, পাইথনে কাস্টম-লিখিত স্ক্রিপ্টগুলির সাথে নয়েজ লাইন আর্টিফ্যাক্ট (1 Hz এবং এর হারমোনিক্স) অপসারণের জন্য সংকেতগুলিকে 50 kHz-এ নামিয়ে দেওয়া হয়েছিল, ডিট্রেন্ডেড এবং নচ-ফিল্টার করা হয়েছিল৷ AEP SNR পিক N1 প্রশস্ততা এবং s.d এর অনুপাত হিসাবে গণনা করা হয়েছিল। উদ্দীপকের পূর্বে 20 ms সময়ের।

পরিসংখ্যান সংক্রান্ত বিশ্লেষণ

চিত্রে দেখানো ডেটা। 3 ঘন্টা, i গড় ± s.d., n গড় পরীক্ষার সংখ্যা হিসাবে = 30। একই ইলেক্ট্রোড থেকে রেকর্ড করা ডেটা 30, 60 এবং 90 দিনে দেখানো হয়। একটি একক প্রাণী থেকে ডেটা উপস্থাপন করা হয়।

দীর্ঘস্থায়ী এপিকোর্টিক্যাল বায়োকম্প্যাটিবিলিটি

ডিভাইসের অস্ত্রোপচার ইমপ্লান্টেশন

এই গবেষণার জন্য মোট 27টি প্রাপ্তবয়স্ক, পুরুষ, স্প্রাগ-ডাউলি ইঁদুর ব্যবহার করা হয়েছিল (চার্লস নদী)। 21 ± 2 °C এর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং 40-50% আর্দ্রতা, 12 ঘন্টা আলো/12 ঘন্টা অন্ধকার চক্রে প্রাণীদের রাখা হয়েছিল। ইঁদুরগুলিকে দলবদ্ধভাবে রাখা হয়েছিল এবং পরীক্ষামূলক সময় জুড়ে খাদ্য এবং জলের বিনামূল্যে অ্যাক্সেস দেওয়া হয়েছিল। ইউকে হোম অফিস এবং স্থানীয় প্রাণী কল্যাণ নৈতিক পর্যালোচনা সংস্থা (AWERB) এর অনুমোদনের অধীনে প্রাণী কল্যাণ আইন (1998) অনুসারে পরীক্ষামূলক পদ্ধতিগুলি সম্পাদিত হয়েছিল। অস্ত্রোপচারের সময়কালের জন্য প্রাণীদের আইসোফ্লুরেন (2-3%) দিয়ে অ্যানেস্থেশিয়া করা হয়েছিল, এবং অ্যানেস্থেশিয়ার গভীরতা পায়ের আঙুলের চিমটি প্রতিবর্ত পরীক্ষা দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। প্রাণীদের শরীরের তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য তাপীয় কম্বলের উপরে অবস্থিত একটি স্টেরিওট্যাক্সিক ফ্রেমে (Kopf, 900LS) রাখা হয়েছিল। একটি ক্র্যানিওটমি গর্ত (~5 মিমি ×4 মিমি) 1 মিমি বুর ড্রিল বিট সহ একটি ডেন্টাল ড্রিল ব্যবহার করে মিডলাইন থেকে 0.9 মিমি দূরে তৈরি করা হয়েছিল, ডুরাটি সরানো হয়েছিল এবং এপিকোর্টিক্যাল ডিভাইসটি মস্তিষ্কের কর্টিকাল পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয়েছিল। ক্র্যানিওটমি ছিদ্রটি কুইক-সিল দিয়ে সিল করা হয়েছিল, তারপরে দাঁতের সিমেন্ট দিয়ে সুরক্ষিত করা হয়েছিল এবং ত্বকটি বন্ধ করে দেওয়া হয়েছিল। হারানো তরল প্রতিস্থাপন এবং অপারেশন পরবর্তী ব্যথা কমাতে স্যালাইন (1 ml প্রতি কেজি (শরীরের ওজন)) এবং বুপ্রেনরফাইন (0.03 mg প্রতি কেজি (শরীরের ওজন)) এর সাবকুটেনিয়াস ইনজেকশন দেওয়া হয়েছিল এবং অ্যানেশেসিয়া প্রত্যাহার করা হয়েছিল।

টিস্যু সংগ্রহ এবং প্রক্রিয়াকরণ

প্রাণীদের 2, 6 বা 12 সপ্তাহের পোস্ট ইমপ্লান্টেশনে একটি উপযুক্ত পদ্ধতি দ্বারা সমাপ্ত করা হয়েছিল যা বিশ্লেষণ করা হবে।

হিস্টোলজি এবং ইমিউনোহিস্টোকেমিস্ট্রি

2, 6 বা 12 সপ্তাহে পোস্ট ইমপ্লান্টেশন ইঁদুরগুলিকে হেপারিনাইজড (10 U ml) দিয়ে কার্ডিয়াক পারফিউশনের মাধ্যমে শেষ করা হয়েছিল^-1, সিগমা-অলড্রিচ) পিবিএস, পিবিএস-এ 4% প্যারাফর্মালডিহাইড (পিএফএ, সিগমা-অলড্রিচ) অনুসরণ করে। মস্তিষ্ক 4 ঘন্টার জন্য 24% পিএফএ-তে পোস্টফিক্স করা হয়েছিল, তারপর আইসোপেন্টেনে হিমায়িত হওয়ার আগে কমপক্ষে 30 ঘন্টার জন্য পিবিএস-এ 48% সুক্রোজে স্থানান্তরিত হয়েছিল। মস্তিষ্কগুলি তখন −80 °C তাপমাত্রায় 25 µm এ ক্রায়োসেকশন না হওয়া পর্যন্ত সংরক্ষণ করা হয়। মাইক্রোগ্লিয়াল অ্যাক্টিভেশনের স্তর নির্ধারণের জন্য তারপরে টিস্যুটি ionized ক্যালসিয়াম বাইন্ডিং অ্যাডাপ্টার অণু 1 (Iba-1) এর জন্য দাগ দেওয়া হয়েছিল। সংক্ষেপে, প্রাথমিক অ্যান্টিবডি অ্যান্টিবডি আইবা-১ (5:0.1, 1-4; ওয়াকো) সহ 1 °C তাপমাত্রায় রাতারাতি ইনকিউবেশনের আগে 1 ঘন্টার জন্য 1,000% Triton-X-এর সাথে PBS-এ 019% ছাগলের সিরাম দিয়ে টিস্যু বিভাগগুলি ব্লক করা হয়েছিল। তারপরে বিভাগগুলিকে ঘরের তাপমাত্রায় 19741 ঘন্টার জন্য সেকেন্ডারি অ্যান্টিবডি, অ্যান্টি-র্যাবিট অ্যালেক্সা ফ্লুর 594 (1:400, A-11012; থার্মো ফিশার) দিয়ে দাগ দেওয়া হয়েছিল। স্লাইডগুলি 1-ডায়ামিডিনো-4,6-ফেনিলিন্ডোল (থার্মো ফিশার) সহ প্রলং গোল্ড অ্যান্টি-ফেড মাউন্টিং মিডিয়া ব্যবহার করে কভারস্লিপ দিয়ে মাউন্ট করা হয়েছিল। প্রোবটি 2 × 3 মিমি এলাকা কভার করেছে² মস্তিষ্কের কর্টিকাল পৃষ্ঠে; দাগের জন্য নির্বাচিত টিস্যু বিভাগগুলি এই অঞ্চলের দৈর্ঘ্যে 3.2 মিমি আচ্ছাদিত। স্লাইডগুলিকে একটি 3DHistech Pannoramic-250 মাইক্রোস্কোপ স্লাইড স্ক্যানার 20×এ ব্যবহার করে চিত্রিত করা হয়েছিল এবং ছবিগুলি কেসভিউয়ার v.2.4 (3DHistech) ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। মাইক্রোগ্লিয়া অ্যাক্টিভেশনের জন্য মূল্যায়ন করার জন্য, একটি 3.2 মিমি এলাকা কভার করা হয়েছিল, প্রতি 100 µm একটি চিত্র বিশ্লেষণ করে। ছবিগুলি 8.5 × ম্যাগনিফিকেশনে নেওয়া হয়েছিল যা এপিকোর্টিক্যাল প্রোব সাইটের একটি অংশ, মস্তিষ্কের মধ্যরেখা থেকে 3 মিমি, সরাসরি অনুসন্ধানের সাইটের নীচের অংশটিকে ঘিরে রেখেছে।

ইমেজ প্রসেসিং

মাইক্রোস্কোপি ডেটা মাইক্রোগ্লিয়া ফেনোটাইপ চরিত্রায়নের জন্য একটি অ্যালগরিদম ব্যবহার করে চিত্র-প্রক্রিয়া করা হয়েছিল (পরিপূরক চিত্র। 13) মাইক্রোগ্লিয়াল অ্যাক্টিভেশন একটি কাস্টম সেলপ্রোফাইলার* ব্যবহার করে বিশ্লেষণ করা হয়েছিল (ব্রড ইনস্টিটিউট, v.3.1.9 থেকে https://cellprofiler.org/) পাইপলাইন। প্রথমত, EnhanceOrSuppressFeatures মডিউল টিউবনেস বর্ধিতকরণ পদ্ধতি প্রয়োগ করে নিউরাইটসের মতো ফিলামেন্টাস স্ট্রাকচার বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। বর্ধিত চিত্রগুলি থেকে, আইডেন্টিফাইপ্রাইমারি অবজেক্টস মডিউল ব্যবহার করে কোষগুলিকে ভাগ করা হয়েছিল। কোষের প্রাথমিক পরিমাপ প্রস্তাব করেছে যে উপযুক্ত বস্তুর ব্যাস পরিসীমা ছিল 3-40 পিক্সেল। এই ব্যাসের সীমার বাইরের বস্তু বা চিত্রের প্রান্ত স্পর্শ করা বাতিল করা হয়েছে৷ 50 পিক্সেলের একটি অভিযোজিত উইন্ডো আকার সহ একটি দ্বি-শ্রেণীর ওটসু অভিযোজিত থ্রেশহোল্ডিং কৌশল ব্যবহার করে কোষগুলিকে ভাগ করা হয়েছিল। IdentifyPrimaryObjects মডিউল দ্বারা চিহ্নিত বস্তুগুলি কোষের শ্রেণিবিন্যাসের জন্য প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্যগুলি গণনা করতে MeasureObjectSizeShape মডিউলে ইনপুট করা হয়েছিল। ClassifyObjects মডিউলে, যে শ্রেণীতে বেস শ্রেণীবিভাগ করা হবে সেটি AreaShape হিসেবে নির্দিষ্ট করা হয়েছিল, এবং Extent-কে সংশ্লিষ্ট পরিমাপ হিসেবে নির্বাচিত করা হয়েছিল। কোষগুলি হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছিল 'অ্যাক্টিভেটেড' বা 'নন-অ্যাক্টিভেটেড' তাদের এক্সটেনশন প্রপার্টির উপর ভিত্তি করে, যেটি হল সেল দ্বারা দখলকৃত এলাকার সাথে এর বাউন্ডিং বক্স দ্বারা দখলকৃত এলাকার অনুপাত। এই শ্রেণীবিন্যাস পদ্ধতিটি এই সত্যের দ্বারা যুক্তিযুক্ত করা হয়েছিল যে সক্রিয় মাইক্রোগ্লিয়ার বৃহৎ কোষের দেহ রয়েছে এবং কোন প্রক্রিয়া নেই, এবং এইভাবে তাদের অ-সক্রিয় প্রতিরূপের তুলনায় তাদের আবদ্ধ বাক্সগুলির একটি অনেক বড় অনুপাত দখল করে। অবশেষে, CalculateMath এবং ExportToSpreadsheet মডিউলগুলি পছন্দসই পরিসংখ্যান গণনা এবং আউটপুট করতে ব্যবহার করা হয়েছিল।

পরিসংখ্যান সংক্রান্ত বিশ্লেষণ

ডাটা সেট হয় n = 3 প্রতিটি ডিভাইসের প্রকারের জন্য (পিআই-অনলি ইমপ্লান্ট (PI); এক্সপোজড মাইক্রোফ্যাব্রিকেটেড গোল্ড (সোনা) সহ PI; এবং PI মাইক্রোফ্যাব্রিকেটেড গোল্ড সহ এবং EGNITE (EGNITE) সর্বদা 6 সপ্তাহের সোনা বাদে) n ELISA ডেটার জন্য = 2। কনট্রাল্যাটারাল হেমিস্ফিয়ারগুলি দেওয়ার জন্য প্রতিটি সময় পয়েন্টে মিলিত হয়েছিল n = 9 2 এবং 12 সপ্তাহে পোস্ট ইমপ্লান্টেশন এবং n ইমপ্লান্টেশনের 8 সপ্তাহে = 6। গ্রাফপ্যাড প্রিজম v.8 সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে ডেটা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। যেখানে উপযুক্ত সেখানে Tukey-এর মাল্টিপল-তুলনা পরীক্ষা সহ ভেরিয়েন্সের দ্বি-মুখী বিশ্লেষণ (ANOVA) ব্যবহার করে পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণ সম্পন্ন করা হয়েছিল; P < 0.05 তাৎপর্যপূর্ণ বলে মনে করা হয়েছিল।

এলিসা

ইমপ্লান্টেশন সময়কাল অনুসরণ করে, জরায়ুর স্থানচ্যুতি দ্বারা প্রাণীদের বন্ধ করা হয়েছিল। মস্তিষ্কের টিস্যু মস্তিষ্কের ডান এবং বাম উভয় গোলার্ধ থেকে বের করা হয়, তরল নাইট্রোজেনে হিমায়িত করা হয় এবং পরবর্তী ব্যবহার না হওয়া পর্যন্ত −80 °C তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করা হয়। NP-40 লাইসিস বাফার (150 mM NaCl, 50 mM Tris-Cl, 1% Nonidet P40 বিকল্প, ফ্লুকা, pH 7.4 এ সামঞ্জস্য করা) ব্যবহার করে টিস্যু লাইজ করা হয়েছিল যাতে প্রোটিজ এবং ফসফেটেস ইনহিবিটর (হল্ট প্রোটেস, এফসিওসিবিটর ইনহিবিটার) টিস্যুর যান্ত্রিক ব্যাঘাত (TissueLyser LT, Qiagen) দ্বারা অনুসরণ করা হয়। তারপরে নমুনাগুলিকে 10 r.p.m.-এ 5,000 মিনিটের জন্য কেন্দ্রীভূত করা হয়েছিল এবং পরবর্তী ব্যবহার না হওয়া পর্যন্ত 4 °C তাপমাত্রায় সুপারনাট্যান্ট সংরক্ষণ করা হয়েছিল। লেজেন্ডপ্লেক্স ইঁদুর প্রদাহ প্যানেল (ক্যাটালগ নম্বর 740401, বায়োলেজেন্ড), একটি পুঁতি-ভিত্তিক মাল্টিপ্লেক্স ELISA কিট, নিম্নলিখিত সাইটোকাইনগুলির পরিমাণ নির্ধারণের জন্য চালানো হয়েছিল; IL-1α, IL-1β, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-17A, IL-18, IL-33, CXCL1 (KC), CCL2 (MCP-1), গ্রানুলোসাইট–ম্যাক্রোফেজ কলোনি-উত্তেজক ফ্যাক্টর, ইন্টারফেরন-γ এবং টিউমার নেক্রোসিস ফ্যাক্টর। 15 µl এর একটি নির্দিষ্ট ভলিউমে প্রোটিন লোড করে কিটটি প্রস্তুতকারকের নির্দেশ অনুসারে চালানো হয়েছিল। সুপারনাট্যান্টের সাথে ইনকিউবেশনের পরে পুঁতিগুলি একটি BD FACSVerse ফ্লো সাইটোমিটারে চালিত হয়েছিল এবং LEGENDplex ডেটা বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে ডেটা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।

স্নায়ু উদ্দীপনা

ইন্ট্রাফাসিকুলার ইমপ্লান্টেশন

সমস্ত প্রাণী পরীক্ষা ইউরোপীয় কমিউনিটি কাউন্সিল নির্দেশিকা 2010/63/EU অনুসারে ইউনিভার্সিটি অটোনোমা ডি বার্সেলোনার নৈতিক কমিটি দ্বারা অনুমোদিত হয়েছিল। প্রাণীদের 22 ± 2 °C তাপমাত্রায় 12 h আলো/12 h অন্ধকার চক্রের অধীনে খাবার এবং জল অবাধে পাওয়া যায়। অবেদনহীন মহিলা স্প্রাগ-ডাউলি ইঁদুরের সায়াটিক নার্ভ (250-300 g, ~18 সপ্তাহ পুরানো) অস্ত্রোপচারের মাধ্যমে উন্মুক্ত করা হয়েছিল এবং 10-0 লুপ থ্রেডের সাথে সংযুক্ত একটি সোজা সুইয়ের সাহায্যে টাইম ইলেক্ট্রোডগুলি সায়াটিক নার্ভ জুড়ে ট্রান্সভারসলি রোপণ করা হয়েছিল।⁴⁶. প্রক্রিয়াটি একটি ব্যবচ্ছেদ মাইক্রোস্কোপের অধীনে নিরীক্ষণ করা হয়েছিল যাতে স্নায়ু ফ্যাসিকেলের ভিতরে সক্রিয় সাইটগুলির সঠিক অবস্থান নিশ্চিত করা হয় (চিত্র 1)। 4b) পরীক্ষার সময়, একটি হিটিং প্যাড দিয়ে প্রাণীর শরীরের তাপমাত্রা বজায় রাখা হয়েছিল।

স্নায়ু উদ্দীপনা প্রতি ফেজে 100 µs একটি নির্দিষ্ট সময়কালের বাইফেসিক কারেন্ট ডালের ট্রেন প্রয়োগ করে এবং 0 টিইএমআইটিইজিআইটিইজিআইটিইজিআইটিইজিআইটিইজি-এর মাধ্যমে 150 বা 1 µA ধাপে 3 থেকে 3 µA পর্যন্ত প্রশস্ততা বৃদ্ধি করে সঞ্চালিত হয়েছিল। মাইক্রোইলেকট্রোড একই সাথে, প্রতিটি পেশীতে রাখা ছোট সুই ইলেক্ট্রোড (33 মিমি লম্বা, 4 মিমি ব্যাস, স্টেইনলেস স্টীল সুই ইলেক্ট্রোড A-13-0.4BEP, বায়োনিক) ব্যবহার করে GM, TA এবং PL পেশী থেকে CMAPs রেকর্ড করা হয়েছিল।⁶². সক্রিয় ইলেক্ট্রোড পেশী পেট এবং টেন্ডন স্তরে রেফারেন্স স্থাপন করা হয়েছিল। ইলেক্ট্রোমাইগ্রাফি রেকর্ডিংগুলিকে পরিবর্ধিত করা হয়েছে (জিএম এবং TA-এর জন্য ×100, PL-এর জন্য ×1,000; P511AC পরিবর্ধক, ঘাস), ব্যান্ড-পাস ফিল্টার করা হয়েছে (3 Hz থেকে 3 kHz) এবং একটি PowerLab রেকর্ডিং সিস্টেমের সাথে ডিজিটাইজ করা হয়েছে (PowerLab16SP, AD20kHz)

তথ্য বিশ্লেষণ

প্রতিটি CMAP এর প্রশস্ততা বেসলাইন থেকে সর্বোচ্চ নেতিবাচক শিখরে পরিমাপ করা হয়েছিল। পরীক্ষায় প্রতিটি পেশীর জন্য প্রাপ্ত সর্বাধিক CMAP প্রশস্ততায় ভোল্টেজের শিখর পরিমাপ স্বাভাবিক করা হয়েছিল। প্রতিটি সক্রিয় সাইটের জন্য একটি সিলেক্টিভিটি ইনডেক্স (এসআই) গণনা করা হয়েছিল একটি পেশী, CMAP এর জন্য স্বাভাবিককৃত CMAP প্রশস্ততার মধ্যে অনুপাত হিসাবে_i, এবং সূত্র SI অনুসরণ করে তিনটি পেশীতে স্বাভাবিককৃত CMAP প্রশস্ততার সমষ্টি_i = nCMAP_i/∑nCMAP_j, ন্যূনতম উদ্দীপনা বর্তমান প্রশস্ততায় যা একটি ন্যূনতম কার্যকরীভাবে প্রাসঙ্গিক পেশীর প্রতিক্রিয়া তৈরি করে (যে পেশীর সর্বাধিক CMAP প্রশস্ততা পূর্বে নির্ধারণ করা হয়েছিল সেই পেশীগুলির একটির জন্য কমপক্ষে 5% CMAP প্রশস্ততা হিসাবে সংজ্ঞায়িত)। তারপরে, তিনটি পেশীর প্রতিটির জন্য সর্বোচ্চ SI সহ সক্রিয় সাইটগুলিকে একটি প্রদত্ত পরীক্ষায় প্রতিটি পেশীর জন্য SI হিসাবে নির্বাচিত করা হয়েছিল।

ক্রনিক ইন্ট্রানিউরাল বায়োকম্প্যাটিবিলিটি

পূর্বে রিপোর্ট করা পদ্ধতি অনুসরণ করে^50,63, অবেদনযুক্ত স্প্রাগ-ডাউলি মহিলা ইঁদুরের সায়াটিক নার্ভ (250-300 g, ~18 সপ্তাহ পুরানো) উন্মুক্ত করা হয়েছিল এবং EGNITE এর সাথে এবং ছাড়া ভিভো বায়োকম্প্যাটিবিলিটির জন্য ডিভাইসগুলি সায়াটিক স্নায়ুর টিবিয়াল শাখায় অনুদৈর্ঘ্যভাবে রোপণ করা হয়েছিল (n = 6-8 প্রতি গ্রুপ)। সংক্ষেপে, 10-0 লুপ থ্রেডের (STC-6, ইথিকন) সাথে সংযুক্ত একটি সোজা সুই দিয়ে ট্রাইফুর্কেশনে স্নায়ুটি ছিদ্র করা হয়; থ্রেডটি বাঁকানো ইলেক্ট্রোড স্ট্রিপের তীর-আকৃতির ডগা টানে। থ্রেডটি সরিয়ে নেওয়ার জন্য টিপটি কাটা হয় এবং ডিভাইসটি প্রত্যাহার এড়াতে প্রতিটি বাহুর টিপগুলি সামান্য বাঁকানো হয়। একটি অনুদৈর্ঘ্য ইমপ্লান্ট বেছে নেওয়া হয়েছিল কারণ এটি স্নায়ুর অভ্যন্তরে বিদেশী শরীরের প্রতিক্রিয়ার আরও ভাল অধ্যয়নের অনুমতি দেয়⁵⁰.

স্নায়ু এবং প্রাণীর কার্যকরী মূল্যায়ন

স্নায়ু সঞ্চালন, অ্যালজেসিমেট্রি এবং ওয়াকিং ট্র্যাক লোকোমোশন পরীক্ষার মাধ্যমে ফলো-আপ পোস্ট ইমপ্লান্টেশনের সময় প্রাণীদের মূল্যায়ন করা হয়েছিল⁶². পরিবাহী পরীক্ষার জন্য, ইমপ্লান্ট করা এবং বিপরীত পাঞ্জাগুলির সায়্যাটিক স্নায়ুকে সায়্যাটিক খাঁজে সুই ইলেক্ট্রোড দ্বারা উদ্দীপিত করা হয়েছিল এবং পিএল পেশীর CMAP উপরে হিসাবে রেকর্ড করা হয়েছিল। CMAP এর বিলম্ব এবং প্রশস্ততা পরিমাপ করা হয়েছিল। অ্যালজেসিমেট্রি পরীক্ষার জন্য, ইঁদুরগুলিকে একটি তারের নেট প্ল্যাটফর্মে স্থাপন করা হয়েছিল এবং একটি ইলেকট্রনিক ভন ফ্রে অ্যালজেসিমিটার (বায়োসেব) এর সাথে সংযুক্ত একটি ধাতব টিপ দিয়ে একটি যান্ত্রিক অ-বিষাক্ত উদ্দীপনা প্রয়োগ করা হয়েছিল। ইমপ্লান্টেড বনাম বিপরীত পাঞ্জাগুলির nociceptive থ্রেশহোল্ড (গ্রামের বল যেখানে প্রাণীরা থাবা প্রত্যাহার করে) পরিমাপ করা হয়েছিল। ওয়াকিং ট্র্যাক পরীক্ষার জন্য, পশ্চাদপটের প্লান্টার পৃষ্ঠ কালো কালি দিয়ে আঁকা হয়েছিল এবং প্রতিটি ইঁদুরকে একটি করিডোর বরাবর হাঁটার জন্য ছেড়ে দেওয়া হয়েছিল। পায়ের ছাপ সংগ্রহ করা হয়েছিল, এবং সায়্যাটিক কার্যকরী সূচক গণনা করা হয়েছিল⁶².

কলাস্থান

2 বা 8 সপ্তাহের পরে, প্রাণীগুলিকে PFA (4%) দিয়ে পারফিউজ করা হয়েছিল, এবং সায়াটিক স্নায়ুগুলি সংগ্রহ করা হয়েছিল, পোস্টফিক্সড, ক্রায়োপ্রেসারড এবং হিস্টোলজিকাল বিশ্লেষণের জন্য প্রক্রিয়া করা হয়েছিল। এফবিআর-এর মূল্যায়নের জন্য, সায়্যাটিক স্নায়ুগুলি একটি ক্রিওস্ট্যাট (লাইকা সিএম 15) সহ 190-μm-পুরু ট্রান্সভার্স বিভাগে কাটা হয়েছিল। নমুনাগুলি মেলিনেটেড অ্যাক্সন (Neurofilament 97K, 200:1; ডেভেলপমেন্টাল স্টাডিজ হাইব্রিডোমা ব্যাংক লেবেল করার জন্য অ্যান্টি-RT200) এবং ম্যাক্রোফেজ (অ্যান্টি-ইবা-1, 1:500; ওয়াকো) জন্য প্রাথমিক অ্যান্টিবডি দিয়ে দাগ দেওয়া হয়েছিল। তারপরে, সেকেন্ডারি অ্যান্টিবডি গাধা অ্যান্টি-মাউস আলেক্সা ফ্লুর 1 এবং গাধা অ্যান্টি-র্যাবিট আলেক্সা ফ্লুর 488 (555:1, ইনভিট্রোজেন) সহ ঘরের তাপমাত্রায় 200 ঘন্টার জন্য বিভাগগুলিকে ইনকিউব করা হয়েছিল। টিবিয়াল স্নায়ুতে ইমপ্লান্টের কেন্দ্রীয় অংশ থেকে প্রতিনিধি বিভাগগুলি নির্বাচন করা হয়েছিল, একটি ডিজিটাল ক্যামেরা (DS-Ri2, Nikon) এর সাথে সংযুক্ত একটি এপিফ্লুরেসেন্স মাইক্রোস্কোপ (Eclipse Ni, Nikon) দিয়ে তোলা ছবি এবং ImageJ সফ্টওয়্যার (ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট) এর সাথে সম্পাদিত চিত্র বিশ্লেষণ স্বাস্থ্যের)। টিবিয়াল স্নায়ুর পুরো এলাকায় Iba-1-পজিটিভ কোষের পরিমাণ পরিমাপ করা হয়েছিল এবং টিস্যু ক্যাপসুলের বেধকে ইমপ্লান্টের প্রতিটি পাশের নিকটতম অ্যাক্সনগুলির গড় দূরত্ব হিসাবে পরিমাপ করা হয়েছিল।

পরিসংখ্যান সংক্রান্ত বিশ্লেষণ

ডেটার পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণের জন্য, আমরা গ্রুপ বা সময়ের মধ্যে পার্থক্যের জন্য বনফেরোনি পোস্ট হক পরীক্ষা অনুসরণ করে এক- বা দ্বি-মুখী ANOVA ব্যবহার করেছি। গ্রাফপ্যাড প্রিজম সফ্টওয়্যারটি গ্রাফিকাল উপস্থাপনা এবং বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল। পরিসংখ্যানগত গুরুত্ব বিবেচনা করা হয় যখন P <0.05।

রিপোর্ট সারাংশ

গবেষণা নকশা আরও তথ্য পাওয়া যায় প্রকৃতি পোর্টফোলিও রিপোর্টিং সারাংশ এই নিবন্ধের সাথে যুক্ত।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nature.com/articles/s41565-023-01570-5