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新颖的微电极阵列系统能够长期培养和大脑瀑样的分析

吊床大脑瀑样
人脑瀑样(红色)增长的hammock-like网状结构Mesh-MEA(绿色)一年。扫描电子显微图显示了大脑如何瀑样网状纤维和微电极。来源:马克斯·普朗克分子生物医学研究所

大脑瀑样自组织的组织文化从病人细胞衍生诱导多能干细胞。它们形成类似大脑的组织结构在许多方面体内。这使得大脑瀑样有趣的学习正常的大脑发育和神经系统疾病的发展。然而,瀑样一直缺乏研究的神经活动,以电子信号的细胞。

由托马斯·Rauen博士领导的一组科学家马克斯·普朗克分子生物医学研究所的明斯特,德国,与彼得·琼斯博士合作小组敝中断(自然科学和医学科学研究所德国图宾根大学的德国),已经开发了一种新颖的微电极阵列系统(Mesh-MEA),不仅为人类提供了最佳的生长条件,但也允许非侵入性的电生理测量在整个生长期。这开辟了新的视角研究各种脑部疾病和新治疗方法的发展。

这项研究发表在《华尔街日报》生物传感器和生物电子学

神经细胞通过化学信号进行通信(神经递质),转换成从一个神经细胞传递信息到下一个。这也是在大脑中的神经元瀑样相互通信。

“寻找各种脑部疾病的原因和新的治疗方法,它仅仅是不够的在显微镜下观察神经细胞。您还需要知道神经细胞如何工作以及他们相互交流,”Thomas Rauen说。

然而,当前系统记录大脑神经细胞之间的通信瀑样都有它们的局限性。在相对较大的大脑瀑样,不接近传感器或者他们破坏部分瀑样组织穿透它。

大脑瀑样的吊床

现在,托马斯Rauen博士的研究小组,与彼得·琼斯博士合作团队,开发了一种新颖的微电极阵列系统(Mesh-MEA),不仅提供最佳生长条件,但也使非侵入性的电生理测量大脑的整个生长期瀑样。

科学家们设计了一种对大脑吊床瀑样。“hammock-like网状结构提供了61微电极电生理神经网络活动的测量,”彼得·琼斯博士解释道。

当前的研究表明,大脑瀑样不仅可以培养对新开发的网是长达一年,但也可以在此期间不断电生理分析。“这是一个伟大的成就,因为它允许我们研究大脑瀑样比以前更长的时间。正常的人类大脑发育需要很长时间,也和神经退行性疾病发展缓慢,“Rauen说。

目前成功的关键是大脑瀑样包膜纤维和蜘蛛网络式Mesh-MEA脚手架上继续增长。凯瑟丽娜博士从CellNanOs Psathaki奥斯纳布吕克大学使用电子显微镜显示这个。她分析大脑瀑样Mesh-MEA吊床后一年种植的开始。

“图片清楚地证实大脑瀑样开发暂停Mesh-MEA网结构。微电极位于大脑中心的瀑样组织,”托马斯Rauen补充道。

科学家们观察到自发的神经活动的微电极记录大脑瀑样。“不断重复,同步的神经活动在录音阶段,表明神经网络的形成体内,”托马斯Rauen说。

虽然大脑瀑样不能代表所有人类大脑的功能,彼得·琼斯和托马斯Rauen相信大脑的电生理分析瀑样用他们新开发Mesh-MEA系统将打开模拟人类的特定功能方面的可能性发展和疾病的实验室,不可能直到现在。

更多信息:马修·麦当劳等非侵入性的网状微电极阵列内的电生理学神经瀑样,生物传感器和生物电子学(2023)。DOI: 10.1016 / j.bios.2023.115223

引用:新型微电极阵列系统使大脑长期培养和分析瀑样(2023年4月12日)检索2023年5月6日从//www.pyrotek-europe.com/news/2023-04-microelectrode-array-enables-long-term-cultivation.html
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