Микроманипулятор для биологических исследований головного мозга животного

 

1ii) 582089

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.76 (21) 2337774/28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.11.77. Бюллетень № 44 (45) Дата опубликования описания 28.11.77 (51) М. Кл з В 25J 7/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 615.475(088.8) (72) Авторы изобретения

10 В КРовЯков и A В Вяткин (71) Заявитель

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии

АН СССР (54) МИКРОМАНИПУЛЯТОР ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЖИВОТНОГО

Изобретение относится к инструментам, используемым в экспериментальной биологии, а именно к микроманипуляторам дистанционного управления с шаговым погружением микроэлектродов в мозг животного с целью изучения нейронной (внутриклеточной и внеклеточной) активности.

Изьсстен микроманипулятор, содержащий ходовые винты, штанги и привод в виде головок управления микроэлектродами (1).

Однако этот микроманипулятор не обеспечивает шаговой одновременной подачи нескольких микроэлектродов в мозг животного и, как результат, имеет малую вероятность попадания микроэлектрода в клетку, а значит и малую вероятность внутриклеточного отведения нейронной активности, Кроме того, в Hpм нет возмо>кности одновременной регистрации внутри- и внеклеточной активности в различных слоях мозга, что в свою очередь не позволяет одновременно регистрировать широкое поле отводимых потенциалов и сравнить одновременно происходящие послойные процессы в различных (по глубине) слоях головного мозга, Целью изобретения является отведение показаний нейронной активности с различных (по глубине) точек исследуемой зоны при наименьшей травме черепа. 30

3TG достигается тем, ITO микроман ипулятор снабжен электромагнитными муфтами в виде полумуфт, связанных посредством ходовых винтов с приводом, причем ходовые винты кинематичсски связаны со штангами, которые выполнены с возможностью изменения угла на лона. Кроме того, привод содержит шаговый двигатель с редуктором.

11a фиг. 1 изображен предлагаемый микроIil3HIIII);IHTOp, разрез; HB фпг. 2 — — CCNeHHQ IIO

А — А на фиг. 1.

Микроманппулятор включает составной сборный корпус 1, на верхнем фланце которого установлен привод, содержащий шаговый

jl,BHI BTQ Ib 2> нине vlBTIIHPPI:, I CBHBBHHBIH C ведущей шестерней 3. Шестерня 3 находится в зацеплении с шестью ведомыми зубчатыми колесами 4, являющимися нижними полумуфтами электромагнитной муфты. Полумуфты снабжены якорями 5, изготовленными из магнитомягкого материала и помещенными В корпуса со l0Hоидов С, установленных на фланце корпуса 1. Верхние полумуфты 7, закреплспшые в подшипники 8, являются ведущими гайками ходовых винтов 9, кинематически связанны.; со штанга;IH 10. Призматические направляющие 11 штанг 10, шарнирно закрепленные на фланце корпуса 1, фиксируются рсгулпровочнымп винтами 12 и возвратнымп пружинами 13. Вращение шагового

3 двигателя 2 через ведущую шестерню 3 передается ведомым зубчатым колесам 4, которые являются полу муфтами электромагнитной му фты.

Устройство работает следующим образом, 11ри подаче управляющего напряжения на один, выборочно-групповой, или все шесть соленоидов 6 якорь 5 поднимает полумуфту (зубчатое колесо 4) и прижимает се к полумуфте 7 (ведущей гайке). Ведущая гайка, вращаясь в подшипнике 8, заставляет винт 9 двигаться поступательно вниз (вверх), толкая штангу 10. Штанга 10 движется в направляющих 11, угол наклона к главной оси микроманипулятора которых регулируется винтом

12, Все возможные люфты (вероятные зазоры) между регулировочными винтами 12 н корпусом 1, в винтовой паре регулировочного винта 12, между штангами 10 и направляющими 11, между штангами 10 и ходовыми винтами 9 устраняются натя?кением возвратных пружин 13. При отсутствии управляющего напряжения на одной или нескольких электромагнитных муфтах ведомые зубчатые колеса 4, находящиеся в постоянном зацеплении с ведущей шестерней 3, будут находиться в нижнем положении и не будут передавать вращающий момент полумуфте 7. В результате этого ходовой винт 9 не будет перемещать штангу 10, а следовательно, и микроэлектрод, закрепленный на конце штока, будет находиться в фиксированном положении до прихода управляющего напряжения.

Прибор обеспечивает как прямой, так и обратный ход микроэлектродов, Микро манипулятор позволяет проводить электрофизиологические эксперименты по изучению нейронной активности по большинству методик, проводимых на обездви?кенных животных, а в купе с блоком управления .позволяет автоматизировать процесс проведения эксперимента, давая возмо?кность (помимо указанных) экспериментатору, не входя в экспериментальную камеру, автоматически производить смену микроэлектродов.

Микроманипулятор дает возможность: одновременной шаговой подачи всех (в данном случае шести) или автоматически выбранной группы микроэлектродов, что обеспечивает большую вероятность попадания микроэлектродов в нервную клетку, а значит и большую

4 вероятность внутриклеточного отведения ней. раиной активности; одновременной регистрации внутри- и внеклеточной активности в различных слоях мозга животного, что позволяет одновременно регисi ?иpовaть широкое поле отводимых потенциалов и сравни ь од овременно происходящие послойные процессы в различных (по глубине) слоях головного мозга;

10 одновременной регистрации взаимодействия на исследуемую клетку соседних элементов, что дает возможность одновременно регистрировать суммарные процессы, происходящие в локальной зоне;

15 в любой момент времени войти в исследуемую клетку под разным углом; автоматической смены микроэлектрода, что позволяет автоматизировать процесс поочередной заменяемости микроэлектрода в слу20 чае выхода из строя предыдущего; значительно увеличить вероятность попадания всех или группы микроэлектродов в точно заданную зону; одновременного и выборочно-группового

25 ввода и вывода микроэлектродов, причем глубина погружения регистрируется дистанционно.

Формула изобретения

1. Микроманипулятор для биологических исследований головного мозга животного, содержащий ходовые винты, штанги и пр ивод, отличающийся тем, что, с целью отведе35 ния показаний нейронной активности с различных (по глубине) точек исследуемой зоны при наименьшей травме черепа, он снабжен электромагнитными муфтаии в виде полумуфт, связанных посредством ходовых вин40 тов с приводом, причем ходовые винты кинематически связаны со штангами, которые выполнены с возможностью изменения угла наклона.

2. Микроманипулятор по п. 1, о т л и ч а ю45 шийся тем, что привод содержит шаговый двигатель с редуктором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

50 1. Авторское свидетельство СССР №2б0077, кл. В 25J 7/00, 1968.

582089

Щг. г

Подписное

Заказ 3349/16 Изд. № 919 Тираж 1130

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель В. Бусыгин

Редактор М. Дмитриева Тсхрсд Е. Митрофанова Корректор Н. Аук