¿A qué impedancias debe tetrodos de alambre de nicrom de 12,5 µm de diámetro con una placa de oro para dirigirse a diferentes áreas del cerebro?

Los registros electrofisiológicos extracelulares de cerebros de roedores que utilizan tetrodos requieren que se recubran con una solución de oro para lograr las impedancias adecuadas.

¿Cómo depende la impedancia de recubrimiento ideal del tamaño, la profundidad de la estructura de grabación deseada y la densidad de empaquetamiento de las celdas objetivo?

Lo siento, ¿por qué esta declaración, hecha por Nachosan, es cierta? "... tener un electrodo de impedancia muy baja no le permite registrar unidades individuales. Y si es demasiado bajo, en su mayoría está registrando LFP". ¿Por qué tener una impedancia muy baja (suponiendo que no haya cortocircuitos) no le permite grabar unidades individuales?

Respuestas (1)

La impedancia ideal de cualquier electrodo destinado a registrar señales neuronales de baja amplitud (electrodos de pipeta de vidrio con succión barrada para la sujeción del parche ) es simplemente: lo más baja posible .

En el caso de los tetrodos , es decir , los electrodos que consisten en un haz de cuatro microcables que pueden grabar de múltiples neuronas simultáneamente en el cerebro de un animal que se mueve libremente, generalmente se electrochapan para reducir su impedancia de 2-3 MΩ a 200-500 kΩ (medida a 1kHz). Las impedancias bajas aumentan la relación señal-ruido y permiten el registro de señales de pequeña amplitud. Los tetrodos con impedancias más bajas teóricamente podrían mejorar aún más la SNR, pero esto no es técnicamente posible con los métodos de galvanoplastia estándar, según un artículo de 2009 (Ferguson et al ., 2009) .

Una forma sencilla de reducir la impedancia es aumentar la superficie del electrodo. Aumentar el tamaño absoluto puede muy bien ser perjudicial para el propósito de recopilar registros de una sola unidad, ya que los electrodos más grandes captan inherentemente la actividad de más neuronas. Una forma más factible es aumentar la superficie mediante la alteración de la microestructura del electrodo, es decir , aumentar su rugosidad (Fig. 1).

superficie del electrodo
Fig. 1. Superficie del electrodo lisa (A) y rugosa (B). fuente: Jeff-Du et al (2015)

Se informó que un método en el que los tetrodos se recubrieron con una solución de oro con polietilenglicol (PEG) o soluciones de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) redujo la impedancia aún más a 30-70 kΩ. Según se informa, los MWCNT y los PEG actúan como inhibidores en el proceso de galvanoplastia y crean un área de superficie más grande, lo que reduce la impedancia en las puntas de los tetrodos (Ferguson et al ., 2009) .

Referencias
- Ferguson et al ., Sens Actuators A Phys (2009); 156 (2): 388–93
- Jeff Du et al ., J Mater Chem C (2015); 3 : 6515-24

Editaré mi pregunta poco clara. Su respuesta tiene referencias clásicas sobre el revestimiento de tetrodos. Debería haberlos puesto yo mismo. Sin embargo, estoy buscando información basada en la experiencia real sobre cuáles son las mejores configuraciones para apuntar a diferentes áreas de la corteza, el hipocampo y la amígdala, por ejemplo. Como mencionas, recoger muchas células es un problema cuando intentas registrar unidades individuales, pero esto no solo depende del tetrodo en sí, sino de la forma en que las células están empaquetadas en el cerebro y la posibilidad de registrarlas (qué tan grande es un extracelular). señal que hacen). A eso apunta la pregunta.
Creo que probablemente deberías quitar la parte de la abrazadera del parche. Es confuso, es un tipo de electrodo y una técnica completamente diferentes con objetivos completamente diferentes.
@nachosan Hago una declaración general de que las impedancias siempre deben ser bajas, lo cual no es cierto para la abrazadera de parche, así que prefiero dejarlo ahí. Espero que obtengas más respuestas útiles pronto. ¡Buena suerte!
@Christian Bueno, sí, aunque es cierto, la cuestión es que no se están utilizando para grabar la misma señal. Además, no es simplemente lo más bajo posible. Como afirma más adelante, tener un electrodo de muy baja impedancia no le permite registrar unidades individuales. Y si es demasiado bajo, en su mayoría está grabando LFP. Entonces, aunque entiendo el punto, creo que es un poco más complicado que eso. Tanto para la regla como para el contraejemplo.
@nachosan - No puedo ayudarte más. Acabo de notar que su excelente pregunta no recibió respuestas y decidí escribir lo que sé. Si es importante para usted, podría considerar ofrecer una recompensa por la pregunta de +50, después de las ediciones. Además, no dejes de votar negativamente mi respuesta si la consideras irrelevante.
¿A qué impedancias debe tetrodos de alambre de nicrom de 12,5 µm de diámetro con una placa de oro para dirigirse a diferentes áreas del cerebro?
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