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神经像素 1.0
法律免责声明 本文档的内容由 imec 按“原样”提供。Imec 对本出版物内容的准确性或完整性不作任何陈述或保证，并保留随时更改规格的权利，恕不另行通知。所有商标均为其各自所有者的财产。Neuropixels 1.0 探针仅根据“IMEC 销售 NEUROPIXELS 1.0 探针的一般条款和条件”分发给神经科学研究社区。 Imec 是 IMEC International（根据比利时法律以“stichting van openbaar nut”形式设立的法人实体）、imec Belgium（由弗兰德政府支持的 IMEC vzw）、imec the Dutch（Stichting IMEC Nederland，是 Holst Centre 的一部分，由荷兰政府支持）、imec Taiwan（IMEC Taiwan Co.）、imec China（IMEC Microelectronics (Shanghai) Co. Ltd.）、imec India（Imec India Private Limited）和 imec Florida（IMEC USA 纳米电子设计中心）活动的注册商标。
Neuropixels opto
高分辨率细胞外电生理学是记录分布式神经种群峰值的金标准，当与光遗传学结合使用以操纵具有高时间分辨率的特定细胞类型时，尤其强大。我们将这些方法整合到了组合电子电路和光子电路的原型神经质探针中。这些设备将960个电气记录位点和两组14盏灯发射器包装到1厘米柄上，从而可以用蓝色和红光在空间上可寻求可寻址的光遗传学刺激。在小鼠皮质中，神经质子光探针与空间可寻址的光遗传学一起提供了高质量的记录，在不同的皮质深度处差异激活或沉默神经元。在小鼠纹状体和其他深层结构中，神经质子光探针提供了有效的选择，从而促进了并联两种细胞类型的识别。神经质子光探针代表了用于记录，识别和操纵神经元种群的前所未有的工具。
神经像素 1.0
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NEUROPIXELS 1.0 NHP 短-中-长
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Neuropixels 2.0：用于稳定的微型高密度探头......
原理：为此，我们设计了一款微型探头，称为 Neuropixels 2.0，其 5120 个记录点分布在四个柄上。探头和头台被微型化为原始尺寸的三分之一左右（即 Neuropixels 1.0 探头的尺寸），因此两个探头及其单个头台仅重 ~1.1 克，且不会损失通道数（每个探头 384 个通道）。使用两个四柄探头可在一次植入中提供 10,240 个记录点。为了在脑部运动时也能实现稳定的记录，我们优化了记录点的排列。该探头具有更密集的线性化几何形状，可使用新设计的算法进行事后计算运动校正。该算法在 Kilosort 2.5 软件包中实现，可从脉冲数据确定随时间的运动，并使用空间重采样对其进行校正，就像在图像配准中一样。
艾伦脑天文台：视觉行为神经质
图1。艾伦脑观测神经质体工作流程。管道由8个主要步骤组成：（a）植入自定义头部框架并在视觉皮层上插入玻璃窗口的外科手术程序； （b）内在信号成像以识别皮质视觉区域； （c）小鼠的行为训练； （d）用塑料窗口替换玻璃窗，其中包含孔，用于插入探针； （e）行为的体内细胞外电生理学实验； （f）去除探针和第1天数据的处理； （g）第二次体内细胞外电生理学实验； （h）使用光投影层析成像（OPT）回收记录位置。每行中描述了每个步骤的详细信息和大约持续时间。在每行结束时是参考，读者可以为每个步骤找到更多详细信息。
慢性神经质探针的适应性，可重复使用和光植入物
摘要电生理学对于记录神经活动而言已证明是无价的，而神经偶像的发展探针显着增加了记录的神经元的数量。这些探针通常是急性植入的，但是急性记录不能在自由移动的动物中进行，并且无法在几天内跟踪记录的神经元。要研究诸如导航，学习和记忆形成之类的关键行为，必须长期植入探针。理想的慢性植入物应（1）允许神经元稳定记录数周； （2）允许在露天后重复使用探针； （3）足够轻便用于小鼠。在这里，我们介绍了“ Apollo植入物”，这是一种符合这些条件的开源和可编辑的设备，可容纳多达两个Neuropixels 1.0或2.0探针。植入物包含一个“有效载荷”模块，该模块附加到探测器上并可以回收，以及一个固定在头骨上的“对接”模块。设计是可调的，可以轻松更改探针，插入角度和插入深度之间的距离。我们在头部固定小鼠中进行了八个实验室，自由移动的小鼠和自由移动的大鼠测试了植入物。即使在相同探针的重复植入后，在几天内记录的神经元数量也是稳定的。Apollo植入物为可重复使用的慢性神经偶像记录提供了便宜，轻巧且灵活的解决方案。
慢性，可重复使用的，多日神经质子录音在自由移动操作行为中
抽象的电生理记录是检查认知和行为的神经元底物的强大技术。神经蛋白探针提供了独特的能力，可以在许多具有高时空分辨率的大脑区域捕获神经元活动。神经质子也很昂贵且针对急性，固定的使用，这两者都限制了可以研究的行为和操纵的类型。最近的进步通过显示了慢性植入物，植物和神经质子探针的再利用来解决成本问题，但是这些方法尚未优化用于自由移动行为。有特定的需要改善电缆/连接稳定性。在这里，我们扩展了这项工作，以演示在完全自由移动的操作行为期间，在大鼠模型中演示慢性神经偶像记录，外观和重复使用。类似于先前的方法，我们将探针和媒体置于3D打印的外壳中，该外壳避免了将探针直接固定到头骨上的直接固定，从而实现了最终的外植体。我们展示了创新，以允许对环境因素的保护和更稳定的布线设置进行慢性逆流联系，以减少可能中断记录的张力。我们以执行两种不同行为任务的大鼠的方式来统治这种方法，在每种情况下显示：（1）在操作室中自由移动大鼠中的慢性单或双探针记录，（2）神经偶像可重复使用1.0探针1.0探针在回收后持续良好的单单单位产量持续良好的单一单位产量持续良好。因此，我们证明了在更广泛的物种和制剂范围内的神经偶像记录的潜力。
使用 Neuropixels 探针进行高密度单元人类皮质记录
动作电位是神经计算的基本单位。尽管在动物模型中记录大量单个神经元方面已经取得了重大进展，但由于临床限制和电极可靠性，这些方法在人类身上的转化受到限制。在这里，我们介绍了一种可靠的方法，使用 Neuropixels 探针在人类术中记录数十个神经元，可同时记录多达 100 个单个单元。大多数单个单元在到达目标深度后 1 分钟内处于活动状态。电极阵列的运动与产量呈很强的负相关性，这表明进一步提高探针效用面临着重大挑战和机遇。在大多数记录中，时间上活动相近的细胞对在空间上也更接近，展示了解决复杂皮质动态的能力。总之，这种方法可以访问人类新皮质深度上的群体单个单元活动，而这种规模以前只能在动物模型中访问。