新颖的微电极阵列系统能够长期培养和大脑瀑样的分析

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大脑瀑样,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),转换成电信号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,不接近传感器神经细胞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人类大脑瀑样,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大脑发展和疾病的实验室,不可能直到现在。