微電極陣列在追蹤大腦類器官電生理特性的出現(xiàn)和成熟的應(yīng)用

大腦類器官（COs）基于其對(duì)大腦復(fù)雜特征建模的潛力，正在迅速加快轉(zhuǎn)化神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展。然而，目前沒(méi)有全面的研究COs電生理特性的發(fā)展軌跡，將這些特性與發(fā)育相關(guān)的形態(tài)和細(xì)胞特征相關(guān)聯(lián)。

美國(guó)全國(guó)兒童醫(yī)院(National Children's Hospital)阿比蓋爾·韋克斯納研究所科研人員使用微電極陣列平臺(tái)在5個(gè)月的時(shí)間內(nèi)持續(xù)觀察COs電生理特性的出現(xiàn)和成熟，包括快速firing rates和網(wǎng)絡(luò)bursting事件。這種方法突顯了COs作為人類大腦發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)疾病模擬系統(tǒng)的價(jià)值。

下圖詳細(xì)展示了使用MED64平面微電極陣列技術(shù)記錄COs電生理信號(hào)的出現(xiàn)和成熟，可以觀察到COs電生理特性逐步發(fā)展，類似于新生大腦發(fā)育的標(biāo)志性特征。培養(yǎng)后第30–64天，出現(xiàn)隨機(jī)的，低振幅，spike不成熟電活動(dòng)，在第120天成熟后出現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)爆發(fā)事件并在161天進(jìn)一步增加。

MED64是市場(chǎng)上超靈敏的高通量細(xì)胞外場(chǎng)電位記錄系統(tǒng)。它的放大器和微電極陣列板都是專為靈敏度而設(shè)計(jì)。廣的采集帶寬使得系統(tǒng)能夠記錄各種樣本反應(yīng)的多樣性。目前研究趨勢(shì)和熱點(diǎn)越來(lái)越傾向于使用類器官進(jìn)行神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究和評(píng)估神經(jīng)系統(tǒng)藥物。MED64可以記錄來(lái)自類器官，組織切片，細(xì)胞的電生理信號(hào)，獨(dú)特的低噪聲原始數(shù)據(jù)最少過(guò)濾，多個(gè)頻率分析能力，能產(chǎn)生更可靠和更可重復(fù)的數(shù)據(jù)，低噪音和高靈敏度設(shè)計(jì)使其成為研究神經(jīng)發(fā)育活動(dòng)及藥物反應(yīng)的最佳工具。

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