Устройство для регистрации электрической активности клеток пульсирующих тканей Советский патент 1983 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к экспериментальной биологии, и медицине и может быть использовано для регистрации клеточной активности движущихся возбудимых тканей, например, коры головного мозга, сердечной мыш цы и т.д. Пульсации головного мозга чрезвычайно затрудняют длительную регис рацию активной деятельности отдельн нейронов, особенно корковых, поэто предложены различные конструкции невесовых микроэлектродов. Известно устройство для регистра гции электрической активности клеток пульсирующих тканей, состоящее из держателя, соединенного с микроманипулятором, на конце, которого ус тановлена платиновая .петля, и микроэлектрода, припаянного к петле легкоплавким материалом. Микроэлект род соединен с амортизационной пет лей, компенсирующей вес микроэлектр да. После нахождения желаемого нейрона материал расплавляется током пропускаемым 4ерез платиновую прово локу и микроэлектрод, находящийся вблизи нейрона и поддерживаемый амортизационной .петлей tl.. К недостаткам конструкции относятся невозможность многократного поиска нейронов и отсутствие -уравновешенных сил вне вертикальног направления. Известно устройство для регистрации электрической активности клет пульсирующих тканей, содержащее микроэлектрод с держателем, приспособ ление для удержания микроэлектрода возле клетки, кронштейн для подсоединения последнего к микроманипулятору С2. . Конструкция допускает многократный поиск нейронов, но ее недостатком является уравновешивание веса микроэлектрода лишь в вертикальном направлении, что затрудняет регистрацию электрической активности нейрона при пульсации мозга в других направлениях. Цель изобретения - повышение эффективности исследования за счет жесткого удержания микроэлектрода возле или внутри клетки ткани. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации электрической активности клеток пульсирующих тканей,содержащем микроэлектрод с держателем, приспог собление для удержания микроэлектрода возле клетки, кронштейн для подсоединения последнего к микроманипулятору, приспособление для .удержания микроэлектрода возле клетки содержит цилиндрический сосуд для жидкости, жестко связанный с кронштейном, охватывающий сосуд прямоугольную раму, к верхней перекладине которой подсоединен поплавок , а к нижней - держатель с микроэлектродом. На чертеже изображено предлагаемое устройство для регистрации электрической активности клеток пульсирующих тканей, общий вид. Устройство состоит из цилиндрического сосуда 1 для жидкости плавающей проволочной рамки 2 (диаметр 0,3 мм),.микроэлектрода 3 и поплавка 4. К микроманипулятору (не показан) сосуд 1 прикреплен с помощью крон.штейна 5. Верхняя часть рамки 2 .имеет вертикально идущий вниз отрезок проволоки б из нержавеющей стали, скрепленный с поплавком 4,. выполненным из пробки. К краю сосуда 1 прикреплена проволока скольцом 7, помещенным в центре сосуда 1. Проволока с кольцом 7 служит- для фиксации центрального расположения поплавка 4. На нижней части рамки 2 посредине укреплен держатель 8, сквозь который без электрического контакта с рамкой проходит хлорированная серебряная проволока 9 диаметром 0,5 мм, выступающая на 2 мм из нижнего конца резиновой трубки 8, а сверху на 4 мм. Микроэлёктрод 3 надевается на серебряную проволоку 9, нижний конец которой оказывается в растворе электролита, заполняющего микроэлектрод 3. Серебряная проволока 9в свою очередь тонкой проволокой 10диаметром 50 мкм соединяется с микроконтактом 11, закрепленным на стенке сосуда 1. От последнего гибкий проводник 12 идет на истоковый повторитель. Объем поплавка 4 выбирается таким, чтобы система, состоящая из рамки 2 с микроэлектродом 3, сохраняла наименьшую положительную плавучесть. Для точного отслеживания системой движений мозга вес ее должен быть минимален, в связи с чем следует использовать микроэлектроды с длиной широкой части не более . 10 мм. Устройство работает следующим образом. После присоединения конкретного микроэлектрода 3 добиваемся минимальной плавучести системы, приклеивая кусочки пластилина к держателю 8, затем в сосуд 1 заливаем воду, пока расстояние между верхним концом серебряной проволоки 9 и дном сосуда 1 не сократится при визуальном контроле примерно до 0,1-0,2 мм. ВО время введения микроэлектрода 3, при опускании всей несущей системы, в некоторый Момент времени кончик микроэлектрода 3 упирается в поверхность мозга. Плавучая система выходит

ИЗ положения равновесия, но в силу ее невесомости микроэлектрод 3 прекращает ее продвижение, пока не упрется в дно сосуда 1 верхний конец серебряной проволочки 9. С этого момента начинается истинное погружение .микроэлектрода вглубь моэГа и поиск требуемого нейрона. По обнаружении последнего микроманипулятор останавливается, а затем с помощью микроманипулятора поднима- 0 ем на 0,1-0,2 мм. В результате плавающая система возвращается вположение равновесия, а микрозлектрод 3 своим кончиком надежно фиксируется за счет сил сцепления между его кон- 15 чиком и тканью мозга вблизи нейрона. При необходимости можно прекратит ь регистрацию активности данногр нейрона, и произвести поиск следующего, причем поверхностно- 20 го, так и глубже лежгицего.

Эффективность работы предлагаемой конструкции особенно ощущается при регистрации нейронов коры головного мозга, когда кончик микроэлектро- 25 да 3 погружается на глубину не более 3-4 NM. Можно визуально наблюдать перемещение микроэлектрода вместе с корой при ее движениях.

Кроме того, предлагаемая конструкция обеспечивает большее число . степеней свободы микроэлектрода. О чрезвычайно проста в изготовлении и может быть воспроизведена в любой физиологической лаборатории. По сравнению с известной предлагаемая конструкция может использоваться более длительное время, так как некоторые элементы противопоставляемой конструкции имеют ограниченный срок годности; Например пружина, к которой крепится микроэлектрод со в ременем теряет свои упругие свойства и ее нужно заменять.

Предлагаемая конструкция опробо-;вана на кошках в острохроническом опыте, в котором животное на ходится в бодрствующем состоянии, голова жестко крепится в специальном держателе, а туловище и конечности могут осуществлять ограниченные движения.

- УСТРОЙСТВО ДЛЯ. РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК ПУЛЬСИРУЮЩИХ ТКАНЕЙ, содержащее микроэлектрод с держателем, приспособление для удержания микроэлектрода возле клетки, кронштейн для подсоединения последнего к микроманипулятору, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности исследования за .счет жесткого удержания микроэлектрода возле или внутри клетки, приспособление для удержания микроэлектрода возле клетки содержит цилиндрический сосуд для жидкости, жестко связанный с кронштейном, охватывающую сосуд прямоугольную раму, к верхней пере- Q кладине которой подсоединен поплавок,t .а к нижней - держатель с микроэлект- L/J родом. IND 00 СХ) сд