Nossa pesquisa usa tarefas de realidade virtual e eletrofisiologia crônica em camundongos e macacos para estudar a tomada de decisão naturalista e o aprendizado de regras. Nós nos concentramos nas interações entre o córtex cingulado anterior e regiões sensoriais como o córtex visual. E essa abordagem visa entender estratégias computacionais específicas ou generalizáveis da espécie em comportamentos direcionados a objetivos.
Acho que, como campo, estamos começando a reconhecer que, se quisermos realmente entender a computação neural, temos que fazê-lo enquanto os animais se envolvem em comportamentos que são significativos e naturais para eles. Portanto, se também quisermos registrar a atividade neuronal ao mesmo tempo, o que precisamos são implantes que sejam robustos e confortáveis de usar para nossos animais. Tecnicamente, acho que o maior desafio ainda é obter gravações neuronais de alto rendimento e, ao mesmo tempo, envolver animais em comportamentos complexos.
E, de forma mais geral, acho muito importante que a eletrofisiologia se torne mais acessível para laboratórios que talvez tenham menos financiamento ou menos recursos técnicos, para que possamos nivelar o campo de jogo para que grandes ideias sejam transformadas em grandes experimentos, não importa em qual laboratório você trabalhe. Nosso laboratório compara diretamente as medições neuronais e comportamentais de camundongos e macacos fazendo exatamente as mesmas tarefas de forrageamento em ambiente virtual naturalista. E ao fazer isso, o que descobrimos é que, na verdade, muitas das dinâmicas computacionais e dos estados comportamentais que eles experimentam são diretamente os mesmos.
O implante DREAM é a combinação das vantagens que já existem no campo. É leve e compacto, além de modular, flexível na colocação do eletrodo e possui um microdrive recuperável, reduzindo o custo experimental. Para começar, solde um soquete de cauda de solda de 0.05 polegadas ao fio terra da sonda de silicone.
Gire o parafuso no corpo do microdrive de forma que o vaivém do microdrive fique totalmente retraído para cima. Coloque o microdrive horizontalmente no suporte do microdrive. Coloque um pequeno pedaço de massa adesiva no suporte do microdrive.
Em seguida, coloque uma pequena gota de gesso de silicone na lançadeira. Coloque a sonda com o cabo flexível no vaivém do microdrive. Em seguida, puxe suavemente o cabo flexível em direção à parte superior do microdrive até que a borda inferior do cabo encontre a borda inferior do microdrive shuttle.
Coloque o conector do cabeçote da sonda na massa adesiva na parte superior do suporte. Use uma agulha de calibre 27 ou um micropincel para aplicar uma pequena gota de cola de cianoacrilato entre o corpo do eletrodo e o vaivém, evitando o cabo flexível. Prenda o amplificador ao anel da coroa usando gesso de silicone.
Em seguida, conecte o cabo flexível ao amplificador e cubra a conexão e o cabo com uma fina camada de gesso de silicone. Prenda o recorte de malha de cobre na gaiola de Faraday com pequenas gotas de resina epóxi. Para começar, coloque todos os instrumentos cirúrgicos estéreis na plataforma de trabalho estéril.
Desinfete a área raspada do camundongo anestesiado várias vezes com um desinfetante à base de iodo e álcool usando cotonetes. Coloque o mouse em uma estrutura estereotáxica usando barras auriculares e um suporte de nariz. Faça uma pinça da pata para confirmar a profundidade da anestesia.
Usando uma pequena tesoura cirúrgica, corte uma abertura em forma de amêndoa na pele no topo do crânio, alcançando apenas a parte posterior da sutura lambda até entre os olhos. Continue cortando para remover a membrana subcutânea e o periósteo. Em seguida, coce o crânio com uma lâmina de bisturi para remover o tecido da membrana mole.
Raspe cuidadosamente em um padrão cruzado com a ponta do bisturi virada de cabeça para baixo para tornar a superfície do crânio áspera. Alterne entre uma lâmina de bisturi e cotonetes estéreis para coçar e afastar suavemente os músculos do pescoço presos às laterais da sutura lambda até que os músculos sejam empurrados de volta para a borda do crânio no topo do cerebelo. Use uma seringa de 1 mililitro para aplicar uma pequena gota de cola de cianoacrilato entre a pele e as bordas do crânio.
Aplique primer de cimento dental em todo o crânio para adesão extra e endureça com luz ultravioleta. Encontre o local de destino para o implante da sonda em relação ao bregma ou lambda e contorne a craniotomia ao redor dele com um marcador cirúrgico. Prenda a placa de cabeça no crânio usando cimento dental.
Com uma broca odontológica, faça um pequeno orifício na largura dos pinos do cabeçalho sobre as áreas do cérebro. Goteje a solução salina estéril na craniotomia usando uma seringa e remova-a com lenços umedecidos. Insira suavemente um pino de aterramento em cada craniotomia e aplique cimento ao redor dos pinos do cabeçalho.
Em seguida, perfure o contorno de uma craniotomia maior movendo-se ao redor da borda em movimentos constantes. Para testar a resistência da parte perfurada do osso, empurre-a suavemente com uma pinça fina. Coloque o microdrive com sonda de silicone no suporte do microdrive.
Incline o braço de estereotaxa para alcançar a área desejada do cérebro. Coloque o anel da coroa com o amplificador conectado nos três pinos verticais na parte traseira do suporte do microdrive. Abaixe o microdrive para aproximadamente 0,5 milímetros da craniotomia e, em seguida, use uma pinça para conectar os pinos de aterramento ou de referência.
Posicione o braço estereotáxico com o microdrive sobre a craniotomia. Abaixe o microdrive até que a haste da sonda toque a dura-máter na área-alvo. Cimentar a base do microdrive no lugar.
Cubra o espaço entre a base e o crânio com cimento dental. Em seguida, abaixe a sonda de silício no cérebro. Quando as hastes da sonda tocarem o cérebro, abaixe rapidamente a sonda em aproximadamente 250 micrômetros.
Assim que a sonda for quebrada na superfície do córtex, abaixe-a em um ritmo mais lento. Usando uma seringa de 1 mililitro, dispense uma pequena gota de elastômero de silicone na craniotomia. Cubra o elastômero de silicone com uma mistura igual de cera óssea e óleo mineral.
Quando o cimento dentário estiver solidificado, solte o suporte do microdrive com uma chave Allen. Retraia suavemente o suporte em aproximadamente 1 centímetro, de modo que o microdrive fique independente e o amplificador ou conector da sonda permaneça fixo ao suporte do implante sem esticar o cabo flexível. Coloque a coroa pré-fabricada e a malha de Faraday ao redor da placa de cabeça esticando a gaiola na abertura e encaixando-a sobre o microdrive e o cabo flexível horizontalmente.
Em seguida, fixe-o na placa de cabeça com cimento dentário. Coloque o anel da coroa de Faraday com conector de sonda ou headstage sobre a coroa, alinhando o suporte integrado para o amplificador ou conector da sonda com a área marcada por um X recuado na coroa de Faraday. Prenda o anel à gaiola de Faraday com uma gota de cimento dental em cada junção do anel do raio.
Uma vez preso, retraia totalmente o braço estereotáxico com o suporte do microdrive. Conecte o amplificador ou conector da sonda ao hardware de gravação e inicie uma gravação de sinal neuronal. Se a sonda ainda não atingiu seu local de destino, gire lentamente o parafuso do microdrive no sentido anti-horário para abaixar a sonda enquanto monitora os sinais neuronais.
Quando os potenciais de campo neuro local estiverem visíveis na sonda, termine a gravação do teste e desconecte o conector do headstage. Cubra a gaiola de Faraday com envoltório veterinário autoaderente.
