A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
* These authors contributed equally
هنا ، نحدد بروتوكولا لاستخدام أنظمة صفيف الأقطاب الكهربائية الدقيقة عالية الكثافة التكميلية لأكسيد المعادن وأشباه الموصلات (CMOS-HD-MEAs) لتسجيل النشاط الشبيه بالنوبات من شرائح الدماغ خارج الجسم الحي .
يمكن لأنظمة مصفوفة الأقطاب الكهربائية الدقيقة عالية الكثافة لأشباه الموصلات المعدنية التكميلية (CMOS-HD-MEA) تسجيل النشاط الفسيولوجي العصبي من مزارع الخلايا وشرائح الدماغ خارج الجسم الحي بتفاصيل فيزيولوجية كهربية غير مسبوقة. تم تحسين CMOS-HD-MEAs لأول مرة لتسجيل نشاط وحدة عصبية عالية الجودة من مزارع الخلايا ولكن ثبت أيضا أنها تنتج بيانات عالية الجودة من شرائح الشبكية والمخيخ الحادة. استخدم الباحثون مؤخرا CMOS-HD-MEAs لتسجيل إمكانات الحقل المحلي (LFPs) من شرائح دماغ القوارض القشرية الحادة. أحد LFP المثير للاهتمام هو النشاط الشبيه بالنوبات. في حين أن العديد من المستخدمين قد أنتجوا تصريفات صرعية قصيرة وعفوية باستخدام CMOS-HD-MEAs ، فإن قلة من المستخدمين ينتجون نشاطا شبيها بالنوبات عالية الجودة. قد تساهم العديد من العوامل في هذه الصعوبة ، بما في ذلك الضوضاء الكهربائية ، والطبيعة غير المتسقة لإنتاج نشاط يشبه النوبات عند استخدام غرف التسجيل المغمورة ، والقيود التي تسجلها رقائق 2D CMOS-MEA فقط من سطح شريحة الدماغ. يجب أن تمكن التقنيات المفصلة في هذا البروتوكول المستخدمين من حث وتسجيل نشاط شبيه بالنوبات عالية الجودة باستمرار من شرائح الدماغ الحادة باستخدام نظام CMOS-HD-MEA. بالإضافة إلى ذلك ، يحدد هذا البروتوكول المعالجة المناسبة لرقائق CMOS-HD-MEA ، وإدارة المحاليل وشرائح الدماغ أثناء التجريب ، وصيانة المعدات.
تعد أنظمة صفيف الأقطاب الكهربائية الدقيقة عالية الكثافة (HD-MEA) المتاحة تجاريا ، والتي تشمل شريحة MEA مع الآلاف من نقاط التسجيل 1,2 ومنصة MEA لتضخيم البيانات ورقمنتها ، أداة ناشئة لأبحاث الفيزيولوجيا الكهربية. تستخدم أنظمة HD-MEA هذه تقنية أشباه الموصلات المعدنية التكميلية (CMOS) لتسجيل البيانات الفيزيولوجية الكهربية بحساسية عالية من مزارع الخلايا ومستحضرات شرائح الدماغ خارج الجسم الحي. توفر أنظمة MEA هذه دقة مكانية وزمانية غير مسبوقة لأبحاث الفسيولوجيا العصبية من خلال كثافة عالية للأقطاب الكهربائية ونسب إشارة إلى ضوضاءعالية الجودة 3. تم استخد....
تمت الموافقة على الإجراءات التي تنطوي على الفئران من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام (IACUC) في جامعة بريغهام يونغ. تم استخدام ذكور وإناث (ن = 8) C57BL / 6 الفئران التي تتراوح أعمارها بين P21 على الأقل في التجارب التالية.
الشكل 1: الشكل التخطيطي لتجربة CMOS-HD-MEA. (A) يتم تحضير شريحة الدماغ بطريقة القطع المفضلة لدى الشخص ويتم تشريحها لتناسب MEA. (ب) إعداد الح....
كما هو معتاد عند تصور النشاط من العديد من القنوات1،4،5،10 ، نجد أنه من المفيد أولا إنشاء مخطط نقطي للبيانات التي نحصل عليها باستخدام CMOS-HD-MEA (الشكل 4A ، C ، E). يمكن أن تخلق .......
يتضمن هذا البروتوكول إرشادات محددة تتعلق بإدارة شرائح الدماغ الحادة التي تعالج المشكلات الشائعة التي يواجهها مستخدمو CMOS-HD-MEA ، وهي تطوير الضوضاء تحت شريحة الدماغ والحفاظ على بيئة صحية لشريحة الدماغ. يحدث تطور الضوضاء تحت الشريحة عندما لا تلتصق الشريحة بشكل صحيح بالمصفو.......
يعلن المؤلفون أنه لا يوجد تضارب في المصالح مرتبط بهذه الدراسة البحثية.
يشكر المؤلفون أعضاء مختبر باريش السابقين والحاليين على تعديلاتهم على هذه المخطوطة. نود أيضا أن نشكر أليساندرو ماكيوني من 3Brain على ملاحظاته حول هذا العمل. تم تمويل هذا العمل من قبل جائزة AES / EF Junior Investigator ومن قبل كليات علوم الحياة والعلوم الفيزيائية والرياضية بجامعة بريغهام يونغ.
....Name | Company | Catalog Number | Comments |
2D Workbench | Cloudray | LM04CLLD26B | |
4-Aminopyridine | Sigma-Aldrich | 275875 | |
Accura Chip | 3Brain | Accura HD-MEA | CMOS-HD-MEA chip |
Agarose | Thermo Fisher Scientific | BP160-100 | |
Vibration isolation table | Kinetic Systems | 91010124 | |
Beaker for the slice holding chamber, 270 mL | VWR | 10754-772 | |
BioCam | 3Brain | BioCAM DupleX | CMOS-HD-MEA platform |
Brainwave Software | 3Brain | Version 4 | CMOS-HD-MEA software |
Calcium Chloride | Thermo Fisher Scientific | BP510-500 | |
Carbogen | Airgas | X02OX95C2003102 | |
Carbogen | Airgas | 12005 | |
Carbogen Stones | Supelco | 59277 | |
Compresstome | Precissionary | VF-300-0Z | |
Computer | Dell | Precission3650 | |
Crocodile Clip Grounding Cables | JWQIDI | B06WGZG17W | |
Detergent | Metrex | 10-4100-0000 | |
D-Glucose | Macron Fine Chemicals | 4912-12 | |
Dihydrogen Sodium Phosphate | Thermo Fisher Scientific | BP329-500 | |
DinoCam | Dino-Lite | AM73915MZTL | |
Ethanol | Thermo Fisher Scientific | A407P-4 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11980-13 | |
Hot plate | Thermo Fisher Scientific | SP88857200 | |
Ice Machine | Hoshizaki | F801MWH | |
Inflow and outflow needles | Jensen Global | JG 18-3.0X | |
Inline Solution Heater | Warner Instruments | SH-27B | |
Isofluorine | Dechra | 08PB-STE22002-0122 | |
Kim Wipes | Thermo Fisher Scientific | 06-666 | |
Magnesium Chloride | Thermo Fisher Scientific | FLM33500 | |
Micropipets | Gilson | F144069 | |
Mili-Q Water Filter | Mili-Q | ZR0Q008WW | |
Paintbrush | Daler Rowney | AF85 Round: 0 | |
Paper Filter | Whatman | EW-06648-24 | |
Parafilm | American National Can | PM996 | |
Perfusion System | Multi Channel System | PPS2 | |
Pipetor | Thermo Fisher Scientific | FB14955202 | |
Platinum Harp | 3Brain | 3Brain | |
Potassium Chloride | Thermo Fisher Scientific | P330-3 | |
Razor blade | Personna | BP9020 | |
Scale | Metter Toledo | AB204 | |
Scissors | Solingen | 92008 | |
Slice Holding Chamber | Custom | Custom | Custom 3D Printer Design, available upon request |
Sodium Bicarbonate | Macron Fine Chemicals | 7412-06 | |
Sodium Chloride | Thermo Fisher Scientific | S271-3 | |
Temperature Control Box | Warner Instruments | TC344B | |
Transfer Pipettes | Genesee Scientific | 30-200 | |
Tubing | Tygon | B-44-3 TPE | |
Vibratome VZ-300 | Precissionary | VF-00-VM-NC | |
Weigh Boat | Electron Microscopy Sciences | 70040 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved