Микроманипулятор

 

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - обеспечение исследования особенностей биоэлектрической активности отдельных нейронов при естественном поведении исследуемого животного и снижение травматичности. Устройство содержит держатель 1, внутри которого размещен микроэлектрод 2. Держатель 1 кинематически связан шестерней 3 червячной передачи, червяк 4 У//////////////////////////////////////УУУ/Л которой через гибкий вал 5 соединен с приводом 6. Держатель 1 снабжен полым сферическим наконечником 7, размещенным в полости установочной втулки 8. Привод 6 закреплен на опорной щтанге 9, которая крепится к черепной кости. Глубина погружения микроэлектрода 2 задается с помощью червячной передачи и контролируется узлом контроля глубины, выполненным в виде реостата 10. Регулирование скорости, направления и шага перемещения микроэлектрода осуществляется изменением частоты , полярн ости и длительности импульсов электростимулятора, подаваемых на привод , выполненный в виде микроэлектродвигателя . Размещение микроэлектрода во внутренней полости держателя защищает его от механических повреждений и электромагнитных помех. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. л S (Л 4 О 4 О СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1404057 А1 дц4 А61В504

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4146745/28-14 (22) 13.11.86 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (7!) Институт психологии АН СССР (?2) Ю. В. Гринченко (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 880712, кл. В 25 1 7/00, 1980. (54) МИКРОМАНИПУЛЯТОР (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения — обеспечение исследования особенностей биоэлектрической активности отдельных нейронов при естественном поведении исследуемого животного и снижение травматичности.

Устройство содержит держатель 1, внутри которого размещен микроэлектрод 2. Держатель кинематически связан шестерней 3 червячной передачи, червяк 4 которой через гибкий вал 5 соединен с приводом 6. Держатель 1 снабжен полым сферическим наконечником 7, размещенным в полости установочной втулки 8. Привод 6 закреплен на опорной штанге 9, которая крепится к черепной кости. Глубина погружения микроэлектрода 2 задается с помощью червячной передачи и контролируется узлом контроля глубины, выполненным в виде реостата 10. Регулирование скорости, направления и шага перемещения микроэлектрода осуществляется изменением частоты, полярности и длительности импульсов электростимулятора, подаваемых на привод, выполненный в виде микроэлектродвигателя. Размещение микроэлектрода во внутренней полости держателя защищает его от механических повреждений и электро- Я магнитных помех. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1404057

Изобретение относится к технике экспериментальной биологии и может использоваться в нейрофизиологических, нейроэтологических, психофизиологических и психофармакологических исследованиях с целью изучения особенностей биоэлектрической активности отдельных нейронов поверхностных и глубоких структур головного мозга крупных, средних и мелких лабораторных животных в условиях свободного поведения.

5 !

0 15

Цель изобретения — обеспечение исследования особенностей биоэлектрической активности отдельных нейронов при естественном поведении исследуемого животного и снижение травматичности.

На фиг. 1 приведена конструктивная схема микроманипулятора; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — электпическая схема пульта управления.

Микроманипулятор содержит держатель 1

Выполненный в виде полого стержня с наружной резьбой, внутри которого размещен микроэлектрод 2. Держатель кинематически связан шестерней 3 червячной передачи, червяк 4 которой через гибкий вал 5 соединен с приводом 6. Держатель снабжен полым сферическим наконечником 7, размегценным в полости установочной втулки 8 с наружной резьбой !редназначенной для вкручивания в трепанационное отверстие в черепной кости.

Привод 6 закреплен на опорной штанге 9, которая также крепится к черепной кости.

Глубина погружения микроэлектрода 2 задается с помощью червячной передачи и контролируется узлом контроля глубины, выполненным в виде реостата 10, установленного параллельно микроэлектроду 2, и скрепленного с ним контактного ползуна 11, закрепленного на полом стержне.

Угол наклона микроэлектрода а задается фиксирующими винтами 12. Микроэлектрод крепится в держателе фиксатором 13.

Основная часть микроэлектрода 2 находится внутри держателя и расположена эксцентрично за счет пропущенной вдоль внутренней стенки канала уплотняющей вкладки, выпоненной, например, в виде шелковой нити 14. Для предотвращения и создания возможности только возвратно-поступательного осевого перемещения микроэлектрода направляющие штанги 15 пропущены через отверстия ограничительной планки 16.

Привод 6 в одном корпусе с одноступенчатым редуктором 17 через эластичные прокладки закреплен на подвижной муфте 18, которая свободно с возможностью вращательных и осевых движений насажена на штангу 9. На верхнем конце штанги 9 закреплена ответная часть разъема 19, электрически соединяющего элементы конструкции, закрепленные на черепе животного, с пультом управления, располагающимся вне экспериментальной камеры.

Пульт управления включает стандартный электростимулятор 20 с закрепленным на нем индикатором 21 глубины погружения микроэлектрода. Регулирование скорости, направления и шага перемещения микроэлектрода осуществляется изменением соответственно частоты, полярности и длительности электрических импульсов электростимулятора, подаваемых на привод, выполненный в виде микроэлектродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

Микроэлектрод 2 вводят в держатель 1 с уплотняющей нитью 14 и закрепляют фиксатором 13 в крайнем верхнем положении таким образом, что его регистрирующий кончик находится полностью внутри держателя 1. На нижний конец корпуса навинчивают наконечник 7 и всю конструкцию устанавливают во втулке 8 фиксирующими винтами 12 под требуемым углом наклона к поверхности черепа, а гибкий вал 5 сцепляют с выходным валом редуктора 17.

При подаче управляющих импульсов от электростимулятора с пульта управления на микроэлектродвигатель возникающее усилие передается через редуктор 17, гибкий вал 5 на шестерню 3, которая, вращаясь по резьбе держателя микроманипулятора, перемещается вдоль оси корпуса и увлекает связанный с ней направляющими штангами 15 через фиксатор 13 микроэлектрод 2.

Направляющие штанги 15 перемещаются параллельно держателю и, таким образом, при определенном количестве оборотов двигателя происходит, линейное перемещение микроэлектрода 2 на соответствующую величину, а при остановке двигателя микроэлектрод фиксируется в определенном положении уплотняющей шелковой нитью 14.

При перемещениях микроэлектрода происходит соответствующее перемещение реостат.." 10 относительно ползунка 11, что приводит к изменению сопротивления электрической цепи, которое регистрируется на пульте управления индикатором 21 глубины погружения микроэлектрода.

По достижении заданной глубины погружения микроэлектрода, переключив полярность управляющих импульсов на электростимуляторе, изменяют направление перемещения микроэлектрода на противоположное и продолжают поиск активных нейронов.

При возвращении микроэлектрода в исходное верхнее положение изменяют с помощью фиксирующих винтов 12 угол а и продолжают исследование активности нейронов в другом участке мозга, не травмируя животного сверлением нового трепанационного отверстия, или перестановкой опорного основания микроманипулятора.

Активность одного и того же нейрона отводилась у животных, совершающих рез1404057

Формула изобретения

Составитель В. Назарова

Редактор А. Мотыль Техред И. Верее Корректор М. Шароши

Заказ 30! 2/3 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, УК вЂ” 35, Раушская наб.. д. !, 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 кие движения, в течение 1 ч и более (такого времени достаточно для детального анализа нейрональной активности в поведении).

Постоянная индикация положения микроэлектрода с помощью узла контроля позволила не только своевременно изменять направление перемещения микроэлектрода на противоположное, но и определять в соответствии со стереотаксическими координатами принадлежность регистрируемого нейрона к той или иной структуре мозга.

Импульсирующие нейроны выделялись не только в режиме погружения микроэлектрода в мозговую ткань, но и при его выведении. Кроме того, число регистрируемых нейронов увеличивалось за счет использования шарнирного основания и эксцентрического расположения микроэлектрода, позволяющих существенно расширить изучаемый участок мозговой ткани в одном и том же трепанационном отверстии.

Размещение микроэлектрода во внутренней полости держателя защищало его от возможных механических повреждений и от электромагнитных помех, а использование уплотняющей шелковой нити позволяло применять некалиброванные как стеклянные, так и металлические микроэлектроды.

Таким образом, проведенные испытания опытного образца микроманипулятора в нейрофизиологическом эксперименте выявили, что он позволяет проводить поиск импульсной активности нейронов, не прерывая реализацию животным текущего поведения, выделять и стабильно регистрировать большее количество активных нейронов. в том числе нейронов, активных исключительно в поведении, но не при фиксации жи5 вотного.

1. Микроманипулятор, содержащий держатель с микроэлектродом, выполненный в виде полого стержня с наружной резьбой, кинематически связанного с черas ÷Hoé передачей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения исследования особенностей биоэлектрической активности отдельных нейронов при естественном поведении исследуемого животного и снижения травматичности, он снабжен приводом, связанным гибким валом с червячной передачей и закрепленным на опорной штанге, узлом контроля глубины, установочной втул.2О кой с наружной резьбой и с внутренней полостью, имеющей сферообразное основание, в центре которого выполнено сквозное отверстие, а также установленным на рабочем конце держателя полым сферическим наконечником, размещенным в полости установочной втулки, снабженной фиксирующими винтами.

2. Микроманипулятор по п. 1, отличающийся тем, что узел контроля глубины выполнен в виде реостата, установ30 ленного параллельно микроэлектроду и скрепленного с ним, и контактного ползунка, закрепленного на полом стержне.