Name: design, surface treatment, cellular plating, and culturing of modular neuronal networks composed of functionally inter-connected circuits
Uploaded: 2015-04-15T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Design, Surface Treatment, Cellular Plating, and Culturing of Modular Neuronal Networks Composed of Functionally Inter-connected Circuits at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet af det europæiske projekt BRIANBOW (FP7- Young Explorers vil Forfatterne takker Dr. Jacopo Tessadori til nyttige kommentarer til manuskriptet, og Silvia Chiappalone for hendes hjælp i produktion af grafik, der anvendes i videoen.

Proceduren blev udført i overensstemmelse med NIH standarder for pasning og anvendelse af forsøgsdyr og blev godkendt af Tel-Aviv University Animal Care og brug Udvalg (tilladelsens nummer - L-14-019). 1. Fremstilling af instrumenter og PDMS <ol><li> Forbered wafer (Table of Materials, eller bestille skiven fra en mikrofabrikation lab), en skalpel og en pincet - sterilisation er ikke nødvendigt. </li><li> Gør poly-D-lysin (PDL) opløsning ifølge de følgende betingels...

<ol>
	<li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+syntax:+cell+assemblies,+synapsembles,+and+readers.">Neural syntax: cell assemblies, synapsembles, and readers.</a> Neuron. 68, 362-385 (2010).</li><li>Meunier, D., Lambiotte, R., Bullmore, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modular+and+hierarchically+modular+organization+of+brain+networks.">Modular and hierarchically modular organization of brain networks.</a> Frontiers in Neuroscience. 4, 200 (2010).</li><li>Levy, O., Ziv, N. E., Marom, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+neural+representation+capacity+by+modular+architecture+in+networks+of+cortical+neurons.">Enhancement of neural representation capacity by modular architecture in networks of cortical neurons.</a> European Journal of Neuroscience. 35, 1753-1760 (2012).</li><li>Berdondini, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microelectrode+array+(MEA)+integrated+with+clustering+structures+for+investigating+in+vitro+neurodynamics+in+confined+interconnected+sub-populations+of+neurons.">A microelectrode array (MEA) integrated with clustering structures for investigating in vitro neurodynamics in confined interconnected sub-populations of neurons.</a> Sensors and Actuators B-Chemical. 114, 530-541 (2006).</li><li>Bisio, M., Bosca, A., Pasquale, V., Berdondini, L., Chiappalone, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emergence+of+bursting+activity+in+connected+neuronal+sub-populations.">Emergence of bursting activity in connected neuronal sub-populations.</a> PloS One. 9, e107400 (2014).</li><li>Shein Idelson, M., Ben-Jacob, E., Hanein, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Innate+synchronous+oscillations+in+freely-organized+small+neuronal+circuits.">Innate synchronous oscillations in freely-organized small neuronal circuits.</a> PloS One. 5, e14443 (2010).</li><li>Shein-Idelson, M., Ben-Jacob, E., Hanein, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+neuronal+circuits:+a+new+platform+for+studying+the+role+of+modular+topology.">Engineered neuronal circuits: a new platform for studying the role of modular topology.</a> Frontiers in Neuroengineering. 4, 10 (2011).</li><li>Bonifazi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+large-scale+experimental+and+theoretical+studies+for+the+realization+of+bi-directional+brain-prostheses.">In vitro large-scale experimental and theoretical studies for the realization of bi-directional brain-prostheses.</a> Front Neural Circuits. 7, 40 (2013).</li><li>Jungblut, M., Knoll, W., Thielemann, C., Pottek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triangular+neuronal+networks+on+microelectrode+arrays:+an+approach+to+improve+the+properties+of+low-density+networks+for+extracellular+recording.">Triangular neuronal networks on microelectrode arrays: an approach to improve the properties of low-density networks for extracellular recording.</a> Biomedical Microdevices. 11, 1269-1278 (2009).</li><li>Marconi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emergent+functional+properties+of+neuronal+networks+with+controlled+topology.">Emergent functional properties of neuronal networks with controlled topology.</a> PloS One. 7, e34648 (2012).</li><li>Taylor, A. M., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+and+compartmentalized+platforms+for+neurobiological+research.">Microfluidic and compartmentalized platforms for neurobiological research.</a> Critical Reviews in Biomedical Engineering. 39, 185-200 (2011).</li><li>Sorkin, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compact+self-wiring+in+cultured+neural+networks.">Compact self-wiring in cultured neural networks.</a> J Neural Eng. 3, 95-101 (2006).</li><li>Mata, A., Fleischman, A. J., Roy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+polydimethylsiloxane+(PDMS)+properties+for+biomedical+micro/nanosystems.">Characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) properties for biomedical micro/nanosystems.</a> Biomedical Microdevices. 7, 281-293 (2005).</li><li>Campo, A. G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SU-8:+a+photoresist+for+high-aspect-ratio+and+3D+submicron+lithography.">SU-8: a photoresist for high-aspect-ratio and 3D submicron lithography.</a> Journal of Micromechanics and MicroengineeringEmail alert RSS feed. 17, 81-95 (2007).</li><li>Liu, G. T. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kan+Y+Fabrication+of+high-aspect-ratio+microstructures+using+SU8+photoresist.">Kan Y Fabrication of high-aspect-ratio microstructures using SU8 photoresist.</a> Microsystem Technologies. 11, 343-346 (2005).</li><li>Jackman, R. J., Duffy, D. C., Cherniavskaya, O., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+elastomeric+membranes+as+dry+resists+and+for+dry+lift-off.">Using elastomeric membranes as dry resists and for dry lift-off.</a> Langmuir. 15, 2973-2984 (1999).</li><li>Pine, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+action+potentials+from+cultured+neurons+with+extracellular+microcircuit+electrodes.">Recording action potentials from cultured neurons with extracellular microcircuit electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 2, 19-31 (1980).</li><li>Gross, G. W., Rieske, E., Kreutzberg, G. W., Meyer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Fixed-Array+Multi-Microelectrode+System+Designed+for+Long-Term+Monitoring+of+Extracellular+Single+Unit+Neuronal-Activity+In+vitro.">New Fixed-Array Multi-Microelectrode System Designed for Long-Term Monitoring of Extracellular Single Unit Neuronal-Activity In vitro.</a> Neuroscience Letters. 6, 101-105 (1977).</li><li>Gross, G. W., Williams, A. N., Lucas, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recording+of+spontaneous+activity+with+photoetched+microelectrode+surfaces+from+mouse+spinal+neurons+in+culture.">Recording of spontaneous activity with photoetched microelectrode surfaces from mouse spinal neurons in culture.</a> Journal of Neuroscience Methods. 5, 13-22 (1982).</li><li>Thomas, C. A., Springer, P. A., Loeb, G. E., Berwald-Netter, Y., Okun, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+miniature+microelectrode+array+to+monitor+the+bioelectric+activity+of+cultured+cells.">A miniature microelectrode array to monitor the bioelectric activity of cultured cells.</a> Experimental Cell Research. 74, 61-66 (1972).</li><li>Herzog, N., Shein-Idelson, M., Hanein, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+validation+of+in+vitro+extra-cellular+neuronal+recordings.">Optical validation of in vitro extra-cellular neuronal recordings.</a> J Neural Eng. 8, 056008 (2011).</li><li>Maccione, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+algorithm+for+precise+identification+of+spikes+in+extracellularly+recorded+neuronal+signals.">A novel algorithm for precise identification of spikes in extracellularly recorded neuronal signals.</a> Journal of Neuroscience Methods. 177, 241-249 (2009).</li><li>Dworak, B. J., Wheeler, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+MEA+platform+with+PDMS+microtunnels+enables+the+detection+of+action+potential+propagation+from+isolated+axons+in+culture.">Novel MEA platform with PDMS microtunnels enables the detection of action potential propagation from isolated axons in culture.</a> Lab Chip. 9, 404-410 (2009).</li><li>Georger, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coplanar+Patterns+of+Self-Assembled+Monolayers+for+Selective+Cell-Adhesion+and+Outgrowth.">Coplanar Patterns of Self-Assembled Monolayers for Selective Cell-Adhesion and Outgrowth.</a> Thin Solid Films. 210, 716-719 (1992).</li><li>Torimitsu, K., Kawana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+Growth+of+Sensory+Nerve-Fibers+on+Metal-Oxide+Pattern+in+Culture.">Selective Growth of Sensory Nerve-Fibers on Metal-Oxide Pattern in Culture.</a> Developmental Brain Research. 51, 128-131 (1990).</li><li>Branch, D. W., Corey, J. M., Weyhenmeyer, J. A., Brewer, G. J., Wheeler, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstamp+patterns+of+biomolecules+for+high-resolution+neuronal+networks.">Microstamp patterns of biomolecules for high-resolution neuronal networks.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 36, 135-141 (1998).</li><li>Petrelli, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-volume+drop+patterning+for+rapid+on-chip+neuronal+connect-ability+assays.">Nano-volume drop patterning for rapid on-chip neuronal connect-ability assays.</a> Lab on a Chip. 13, 4419-4429 (2013).</li><li>Boehler, M. D., Leondopulos, S. S., Wheeler, B. C., Brewer, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+networks+on+reliable+patterned+substrates.">Hippocampal networks on reliable patterned substrates.</a> Journal of Neuroscience Methods. 203, 344-353 (2012).</li></ol>

En protokol til at vokse 2D modulære neuronale netværk in vitro består af funktionelt indbyrdes forbundne kredsløb beskrives. Proceduren er baseret på mønstring et cellulært klæbelag. Mønsterdannelse opnås med PDMS stencils gengive negative træk ved den ønskede netværksarkitektur. PDMS stencils definerer de områder, hvor det cellulære klæbelag deponeres. Når cellerne er belagt, de spontant samle de coatede øer og selv-organisere til aktive indbyrdes forbundne kredsløb. Optagelser af funktione...

Eksperimentelle og teoretiske beviser støtter muligheden for, at hjernen fungerer ved koordineret aktivering af celle samlinger 1-5, som kan betragtes som dynamiske funktionelle enheder, der forbigående interagere med hinanden, forme og underliggende forskellige hjerne stater. Funktionel modularitet er også afhængig af og forbundet med den strukturelle modulære organisering af hjernens kredsløb 6,7. Hvordan funktion og struktur hjernens kredsløb form gensidigt hinanden er stadig en af ​​de vigtigste åbne spørgsmål i neurovidenskab. At give en dybere forståelse af dette spørgsmål, er det vigtigt at identificere optimale eksperimentelle rammer, hvor det er muligt at tage fat, i det mindste delvist, disse spørgsmål. Siden kontrolleret manipulation af spatio-tidsmæssige dynamik neuronale netværk i in vivo-forsøg er udfordrende, udvikling af in vitro-modeller neuronale netværk er af væsentlig interesse på grund af deres let accessibility, overvågning, manipulation og modellering 8,9. I de senere år har in vitro teknologier understøttes af avancerede substrat mønsterdannende metoder lov til at fremkalde neurale netværk til at udvikle en række foruddefinerede modulkonstruktioner 3 og studere de funktionelle egenskaber af netværk med pålagte topologier 10. Især blev metoder nylig bruges til at organisere netværk ved at pålægge fysiske begrænsninger 4,11. Faktisk, for at studere sammenhængen mellem struktur og funktion i neuronale netværk og give en forenklet, men plausibel repræsentation af interagerende neuronforsamlinger bør in vitro systemer giver indbyrdes forbundne neuronale delpopulationer. Vidt studeret 2D homogene neuronkulturer ikke pålægger rumlige begrænsninger på selvorganiseret emergent ledningsføring af kredsløbene. Derfor er en mulig tilgang til at forme kunstigt forbundne celle forsamlinger er at positionere forskellige neuronale populationer i spyttedeially adskilte områder. Afstanden mellem disse områder er ikke til hinder inter forsamlinger tilslutninger. Denne tilgang, samtidig med at en betydelig kontrol over netværk kompleksitet, har vist sig at give en rigere repertoire af synkronisering modeller 6,7,12. For at lette en reproducerbar dyrkning af modulære neuronforsamlinger, at en protokol samle selvorganisering af netværk i neuronale klynger forbundet af axoner og dendritter præsenteres og beskrives. Den polymere struktur for fysisk indeslutning af neuronale kulturer er blevet skabt fra polydimtheylsiloxane (PDMS). PDMS er en elastomer vid udstrækning anvendes til biomedicinske anvendelser på grund af sin biokompatibilitet, gennemsigtighed og permeabilitet for gasser 13. PDMS fremstilles og udelukket fra mikrobearbejdet SU8 2075 14,15 strukturer ved spin-coating af en flydende PDMS på en &quot;master&quot; som beskrevet tidligere i Jackman et al. 16 THan opnåede mønstrede neuronale netværk er sammensat af indbyrdes forbundne moduler af forskellig størrelse, og de ​​er med held blevet opnået på begge dækglas og Micro Elektrode Arrays (MEA) 17-20. Tætheden af ​​forbindelser mellem modulerne kan ændre funktioner af netværket synkronisering fra en fuldt synkroniseret netværk, typisk af ensartede kulturer, til forbigående tilstande af synkronisering mellem moduler.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>PDMS, Sylgard 184</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nalgene Vacuum Chamber</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>5305-0609</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-D-Lysine PDL</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P7886</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicone grease - SILICAID 1010</td>
			<td>&#160;aidchim Ltd</td>
			<td>H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin Coater</td>
			<td>Laurell - Technologies Corporation</td>
			<td>WS-650-23</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12 well culture plate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>CLS3336</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-Fluoro-2&#8217;-deoxyuridine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F0503</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uridine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>U3003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicone grease - SILICAID 1010</td>
			<td>&#160;aidchim Ltd</td>
			<td>H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEA1060-Inv-BC</td>
			<td>Multi Channel Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TC02</td>
			<td>Multi Channel Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pen Strep</td>
			<td>Biological Industries Beit Haemek</td>
			<td>03-033-1c</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17504044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glutaMAX</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>35050-038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM Minimum Essential Medium-Eagle</td>
			<td>Biological Industries Beit Haemek</td>
			<td>01-025-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Electrode Arrays 4Q</td>
			<td>Multi Channel Systems</td>
			<td>60-4QMEA1000iR-Ti-pr</td>
			<td>cleaning manual: http://www.multichannelsystems.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>silicon wafer</td>
			<td>microchem</td>
			<td>SU8-2075</td>
			<td>Preparation protocol: www.microchem.com</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

design, surface treatment, cellular plating, and culturing of modular neuronal networks composed of functionally inter-connected circuits

Hjernen fungerer via den koordinerede aktivering og den dynamiske kommunikation af neuronforsamlinger. En større åbent spørgsmål er, hvordan et stort repertoire af dynamiske motiver, der ligger til grund mest forskelligartede hjernefunktioner kan opstå ud af en fast topologisk og modulær organisering af hjernens kredsløb. Sammenlignet med in vivo undersøgelser af neuronale kredsløb, som udgør iboende eksperimentelle vanskeligheder in vitro præparater tilbyder en langt større mulighed for at manipulere og sonde de strukturelle, dynamiske og kemiske egenskaber af eksperimentelle neuronale systemer. Dette arbejde beskriver en in vitro eksperimentel metode, der tillader dyrkning af modulære netværk bestående af rumligt adskilte, funktionelt sammenhængende neuronforsamlinger. Protokollen tillader styring af todimensionale (2D) arkitektur af den neuronale netværk på forskellige niveauer af topologiske kompleksitet. En ønskede netværk mønster kan væreopnået både på almindelige dækglas og substrat indlejret mikro elektrode arrays. Mikrobearbejdet strukturer er præget på en siliciumskive og bruges til at skabe biokompatible polymere stencils, der inkorporerer de negative træk ved den ønskede netværksarkitektur. De stencils er placeret på dyrkning substrater under overfladebelægningen procedure med et molekylært lag for at fremme cellulær adhæsion. Efter fjernelse af stencils, er neuroner belagt og de spontant omdirigeret til de belagte områder. Ved at reducere den indbyrdes rum afstand, er det muligt at opnå enten isolerede eller sammenkoblede neuronale kredsløb. For at fremme celleoverlevelse celler co-dyrket med et understøttende neuronal net, der er placeret ved periferien af ​​dyrkningsskålen. Elektrofysiologiske og optiske optagelser af aktiviteten af ​​modulære netværk opnået henholdsvis ved hjælp af substrat indlejret mikro elektrodesæt og calcium imaging præsenteres. Mens hvert modul viser spontaneous globale synkroniseringer, er forekomsten af ​​inter-modul synkronisering reguleret af tætheden af ​​forbindelsen mellem kredsløb.

En SU8-2075 mug på en siliciumskive med en funktion tykkelse på ca. 100 um blev anvendt til at forme PDMS. Mønsteret bestod af kvadrater af flere dimensioner, med en sidelængde og afstand varierer mellem 200 og 700 um (figur 1B). Størrelsen af ​​pladsen blev valgt til at passe til synsfeltet af en 10X (for øer med en sidelængde &lt;800 um) og en 20 x objektiv (for øer med en sidelængde &lt;400 um). Tre parametre, nemlig celle udpladningsdensitet, distance mellem kredsløb, kredsløb &#39;st...

Watch this Scientific Journal Video about Design, Surface Treatment, Cellular Plating, and Culturing of Modular Neuronal Networks Composed of Functionally Inter-connected Circuits at JoVE.com

Design, Surface Treatment, Cellular Plating, and Culturing of Modular Neuronal Networks Composed of Functionally Inter-connected Circuits

Dette håndskrift beskriver en protokol til at vokse in vitro modulære netværk bestående af rumligt begrænset, funktionelt indbyrdes forbundne neuronale kredsløb. En polymer maske anvendes til at mønsteret et protein lag for at fremme cellulær adhæsion over dyrkning substrat. Belagte neuroner vokse på coatede områder oprettelse spontane forbindelser og udviser elektrofysiologisk aktivitet.

Design, Overfladebehandling, Cellular Plating, og Dyrkning af Modular Neuronal Networks Sammensat for Funktionelt Inter-tilsluttede strømkredse

The brain operates through the coordinated activation and the dynamic communication of neuronal assemblies. A major open question is how a vast repertoire ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Mapping Inhibitory Neuronal Circuits by Laser Scanning Photostimulation

Inhibitory neurons are crucial to cortical function. They comprise about 20% of the entire cortical neuronal population and can be further subdivided into ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

Hurtig Mikro-iontophoresis af glutamat og GABA: et nyttigt redskab til Undersøge Synaptic Integration

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

A Procedure til implantering Organized Arrays af Microwires for Single-unit optagelser i Vågn op, fungerende dyr

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Genetic Manipulation of Cerebellar Granule Neurons In Vitro and In Vivo to Study Neuronal Morphology and Migration

Genetisk manipulation af Cerebellær granuleneuroner<em&gt; In Vitro</em&gt; Og<em&gt; In Vivo</em&gt; At studere Neuronal morfologi og Migration

Developmental events in the brain including neuronal morphogenesis and migration are highly orchestrated processes. In vitro and in vivo analyses allow ...

Closed-loop Neuro-robotic Experiments to Test Computational Properties of Neuronal Networks

Lukket kredsløb Neuro-robot Eksperimenter til Test Computational egenskaber neuronale netværk

Information coding in the Central Nervous System (CNS) remains unexplored. There is mounting evidence that, even at a very low level, the representation ...

Rewiring Neuronal Circuits: A New Method for Fast Neurite Extension and Functional Neuronal Connection

Rewiring Neuronal Circuits: En Ny Metode til Hurtig Neuritforlængelse og Funktionel Neuronal Forbindelse

Brain and spinal cord injury may lead to permanent disability and death because it is still not possible to regenerate neurons over long distances and ...

Determining Cell-surface Expression and Endocytic Rate of Proteins in Primary Astrocyte Cultures Using Biotinylation

Bestemmelse af celleoverfladeekspression og endocytisk proteinhastighed i primære astrocytkulturer ved anvendelse af biotinylering

Cell-surface proteins mediate a wide array of functions. In many cases, their activity is regulated by endocytic processes that modulate their levels at ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Kronisk transkranial elektrisk Stimulation og Intracortical optagelse i rotter

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Optogenetic Entrainment of Hippocampal Theta Oscillations in Behaving Mice

Optogenetic medrivning af hippocampus Theta svingninger i opfører sig mus

Extensive data on relationships of neural network oscillations to behavior and organization of neuronal discharge across brain regions call for new tools ...

Simultaneous Imaging of Microglial Dynamics and Neuronal Activity in Awake Mice

Samtidig billeddannelse af mikroglial dynamik og neuronal aktivitet hos vågne mus

Since brain functions are under the continuous influence of the signals derived from peripheral tissues, it is critical to elucidate how glial cells in ...