偏置电压，循环伏安，神经接口电阻抗光谱

1。设立电化学仪器电化学仪器，例如Methrohm的Autolab PGSTAT（乌得勒支，NL）对EIS，CV和复兴的需要。 FRA2添加使EIS的，附加的通道多路复用器（MUX）是用于测试多通道电极。 建立一个探头适配器连接的探头通道MUX。 进行连接。工作通道MUX和传感电极，参考和反电极连接到连接的电流返回路径，通常是植入骨钉的不锈钢或钛探头适配器连接。 2。电阻抗图谱开始的频率响应分析仪（FRA）的软件，验证程序文件设置。应设置的程序来测试两个多正弦波波形每组15正弦同时从10赫兹到30不等千赫。施加电压应为25 mV或更低（见补充方法）。 打开和编辑项目文件。该项目使用的程序文件，通过每个通道的循环，并保存结果（见补充方法）。 连接一个无源探头（无放大器）动物主题。积极的探头将无法通过输入信号。 执行该项目文件。每个通道需要几十秒钟的设定而异。 显示和解释结果。解析输出的文本文件，用MATLAB（Natic​​k市，马萨诸塞州），使Nyquist图。一个半圆在更高的频率，表示组织的响应。 3。循环伏安启动通用电化学系统（GPES）软件，并验证程序文件设置。程序应设置在50 mV / s的范围内水解的限制，这是典型的神经电极材料+0.8和-0.6之间至五扫电压（PT，IR，IROX）。应至少有三个扫描系统的运行，达到平衡。从最终的扫描结果保存（见补充方法）。扫描速度可提高到1 V / S，以减少测量时间，但是，IV曲线的形状可能会改变如果扫描速度比电极组织界面发生的电荷转移反应更快。 打开和编辑项目文件。该项目使用的程序文件，通过每个通道的循环，并保存结果（见补充方法）。 连接一个无源探头的动物主题。 执行该项目文件。每个通道大约需要三分钟，根据设置。增加至1 V / s的扫描速率，减少了测量时间约10秒，每通道。 显示和解释结果。解析输出的文本文件，用MATLAB绘制IV关系。通过整合区域承载能力的收费进行了量化在简历的阴极电流。 4。复兴启动通用电化学系统（GPES）软件，并验证程序文件设置。使用步骤及彩票的方法，程序应加强持续4秒的电压为1.5 V（见补充方法）。 打开和编辑项目文件。该项目使用的程序文件，通过每个通道的循环，并保存结果（见补充方法）。 连接一个无源探头的动物主题。 执行该项目文件。每个通道需要大约10秒。 4.5）EIS和CV的数据收集和解释结果。 5。代表结果包括录音，EIS的，简历和复兴，是一个典型的工作流程，如图1所示。录音和EIS收集最频繁（每天或每周）通过各种渠道，而CV如果扣球活动没有再检测，可用于振兴。 EIS的变化，在天至数周后，电极植入。当EIS数据作为Nyquist图显示，一个半圆在更高的频率（原点附近），表明在电极站点（图2）组织反应。 CV产生的电流 – 电压（IV）曲线显示有些滞后。最相关的简历统计负责承载能力，正常化面积电极地盘面积内的IV曲线（图3）。充电容量大的微刺激电极的首选。 在复兴电压脉冲的应用，通常会导致充电容量增加和减少阻抗的大小（图3a及b）。扣球也可以恢复以前尖峰（图4a）的渠道。虽然复兴阻抗和信号没有只有短期效应ISE比（SNR），这种技术可以应用于日常生活。图4b＆C显示每天前和后的复兴1千赫阻抗幅度和豚鼠皮层植入了16个通道阵列的信噪比数据。复兴具有强大的效果上降低一个量级1千赫阻抗后，每个应用程序的大小。作为恢复信号和低阻抗，信噪比提高后，每一个复兴的会议。最终，所有的信号丢失后，植入后160天，复兴不再有效。 图1。EIS的测量后，每个录制会话。如果没有尖峰记录一个通道上，以前有尖峰，EIS显示了一个大的组织成分，增加随着时间的推移，简历和振兴试图在此通道上。 EIS和录音，然后使用，以确定是否治疗是成功的。 <p class="“jove_content"> 图2。EIS数据显示在一个电极植入后立即现场（蓝色），4个月后（绿色）的Nyquist图。 Nyquist图上的每个点代表在一个单一的频率阻抗的实部和虚。在更高的频率部分的半圆，由于在工地附近的组织是显而易见的。 图3。植入的铱氧化物电极前，后的复兴CV和EIS的变化。 （一）复兴增加面积相应增加的费用，承载能力的IV曲线。 （二）观察后复兴的重大转变一个阻抗specra的阻抗较低的水平一般。 图4。EFFECTS电压偏置在录音和阻抗。 （一）前，后复兴录音显示，此前一直保持沉默的渠道尖峰可以恢复。每天前和1千赫阻抗幅度和（C）在手术后约150天的信噪比增加一个强大的（乙）下降后复兴的结果。 errorbars代表豚鼠皮层植入了16个通道阵列收集的数据的标准误差。