التعديل العصبي بالموجات فوق الصوتية المركزة للثقافات العصبية البشرية في المختبر في صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة متعددة الآبار

التعديل العصبي بالموجات فوق الصوتية المركزة. هذا المجال المثير القادم هو موضوع الدراسات الجارية في مجال الموجات فوق الصوتية المركزة ، غالبا ما تكون معلمات التحفيز المثلى لتطبيق معين غير معروفة. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد منهجي لهذه المعلمات من خلال الاختبار التجريبي في المختبر على الخلايا العصبية.

يمكن لهذه الطريقة استكشاف الآلية العصبية الكامنة وراء التركيز العصبي السليم من خلال تمكين الباحث من تحليل استجابات الخلايا العصبية المعدلة وراثيا ودوائيا. للبدء في نضح وسط الاستزراع لملء بئر واحد في لوحة زراعة الخلايا العصبية المكونة من 24 بئرا ، مع تضمين صفائف الأقطاب الكهربائية الدقيقة أو MEA. بعد تحضير 300 ملليلتر من الماء المنزوع الغازات ومنزوع الأيونات ، املأه بعناية في الموجات فوق الصوتية المركزة أو مخروط محول الطاقة FUS.

باستخدام قضيب ملولب مخصص ، قم بتأمين حامل 3D المطبوع بإطار. ضع الإطار بحيث يكون رأس محول الطاقة FUS فوق البئر الذي سيتم تحفيزه. استخدم شريطا مطاطيا لتثبيت الشكل النظير فوق البئر على صفيحة MEA المكونة من 24 بئرا والتي تحتوي على الوسط والخلايا الجذعية متعددة القدرات التي يسببها الإنسان أو HIPSCs.

اضبط معلمات FUS على خرج طاقة محول الطاقة أو لوحة تحكم TPO. يتم ذكر قيم المعلمات المختلفة على الشاشة. بعد ذلك ، ضع جل اقتران أعلى الشكل فوق البئر وقم بخفض محول FUS في جل التوصيل لضمان ملامسة الجل بأقل قدر من فقاعات الهواء.

بدء صوتنة FUS عن طريق الضغط على الزر الأيمن السفلي على TPO وانتظر خمس دقائق على الأقل بين كل جولة من صوتنة للسماح للخلايا العصبية بالعودة إلى حالة خط الأساس. إذا كان الاتصال مناسبا ، فإن نبضة الزناد الناتجة عن نظام FUS ستقوم تلقائيا بمحاذاة تسلسل تحفيز FUS مع تسجيل MEA. تحليل الإشارة عن طريق قراءة وقت صوتنة FUS مع بيانات النقل بناء على التغيير في معدل إطلاق النار المرتبط ب FUS.

تم تمييز نقطة الاتصال FUS من خلال تصورها على صفائح لونية حرارية ومن خلال المسح المائي للماء. خطوات ما بعد المعالجة ، بما في ذلك التصفية ، والعتبة ، وحساب معدل إطلاق النار ، قامت بتصفية الضوضاء من البيئة للكشف عن تغيرات النشاط العصبي التي تسببها FUS. أظهرت المخططات النقطية الارتفاعات المكتشفة في كل قناة.

أظهر مخطط معدل إطلاق النار أن معلمات التحفيز المختارة زادت من معدل إطلاق الخلايا العصبية. كان معدل إطلاق FUS قبل 140 هرتز ، بينما كان معدل إطلاق FUS بعد 786 هرتز مع موجة FUS مستمرة. أدى تغيير وضع صوتنة FUS أيضا إلى تغيير مقدار الوقت قبل عودة الخلايا العصبية إلى حالتها الأساسية.

من الأهمية بمكان تقليل تكوين الفقاعة بعناية عند وضع محول الطاقة على واجهة paraform. اعتبار آخر هو الطاقة الكهربائية التي يتم توصيلها إلى محول الطاقة. يجب أن تكون الطاقة عالية بما يكفي لإحداث تأثير ، ولكن يجب أن تكون منخفضة بما يكفي لعدم إحداث تلف في محول الطاقة أو الخلية.

يمكن لهذه التقنية تحديد معلمة التحفيز المثلى لعلاج مرض باركنسون والاضطرابات العصبية الأخرى ، مما يلغي المخاطر المرتبطة بالجراحة الغازية ، بما في ذلك الضرر الذي لا رجعة فيه ، والتعافي الطويل ، ووقت إعادة التأهيل. من الضروري بذل المزيد من الجهود للكشف عن آليتها والتحكم في التحسين قبل السريري لضمان السلامة في الدراسات المستقبلية ، بما في ذلك التجارب السريرية.