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 arbeidet ble støttet av det europeiske prosjektet BRIANBOW (FP7- Young Explorers, ville Forfatterne takke Dr. Jacopo Tessadori for nyttige kommentarer til manuskriptet, og Silvia Chiappalone for hennes hjelp i å produsere grafikk som brukes i videoen.

Prosedyren ble utført i samsvar med NIH standarder for omsorg og bruk av forsøksdyr og ble godkjent av Tel-Aviv University Animal Care og bruk komité (tillatelse nummer - L-14-019). 1. Klargjøring av instrumenter og PDMS <ol><li> Klargjør wafer (Table of Materials, eller bestille wafer fra en microfabrication lab), en skalpell og en pinsett - sterilisering er ikke nødvendig. </li><li> Gjør poly-D-lysin (PDL) løsning i henhold til følgende betingelser: 4 mg / ml i ...

<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 protokoll for å vokse 2D modulære nevrale nettverk in vitro sammensatt av funksjonelt sammenhengende kretser er beskrevet. Fremgangsmåten er basert på mønstring av et cellulært klebelag. Mønster oppnås med PDMS sjablonger reprodusere den negative trekk ved den ønskede nettverksarkitektur. PDMS sjablonger definere områder hvor det cellulære klebemiddellaget er avsatt. Når cellene blir sådd ut, de spontant å sette sammen de belagte øyer og selv organisere til aktive sammenhengende kretser. Innsp...

Eksperimentelle og teoretiske bevis støtter den mulighet at hjernen opererer gjennom koordinert aktivering av celleenhetene 1-5, som kan betraktes som dynamiske funksjonsenheter som transient samvirker med hverandre, forme og underliggende forskjellige hjernetilstander. Funksjonell modularitet er også avhengig av og i forbindelse med den strukturelle modulær organisering av hjernen kretser 6,7. Hvordan funksjon og struktur av hjernekretser gjensidig forme hverandre er fortsatt en av de viktigste åpne spørsmål i nevrovitenskap. Å gi en dypere forståelse av dette spørsmålet, er det viktig å identifisere optimale eksperimentelle rammeverk hvor det er mulig å ta opp, i hvert fall delvis, disse problemene. Siden kontrollert manipulering av rom-tid-dynamikk nevrale nettverk i in vivo-eksperimenter er utfordrende, utvikling av in vitro modeller nevrale nettverk er av betydelig interesse på grunn av deres enkle accessibility, overvåking, manipulasjon og modellering 8,9. I de senere årene, in vitro teknologier støttes av avanserte underlaget mønstrings metoder har lov til å indusere nevrale nettverk for å utvikle en rekke forhåndsdefinerte modulære strukturer 3 og å studere funksjonelle egenskaper nettverk med pålagte topologies 10. Spesielt ble metoder nylig brukt til å organisere nettverk ved å pålegge fysiske begrensninger 4,11. Faktisk, for å studere sammenhengen mellom struktur og funksjon i nevrale nettverk og for å gi en forenklet men plausibel representasjon av samspill nevrale forsamlinger, bør in vitro-systemer gir sammenhengende nevronale undergrupper. Allment studert 2D homogene nevrale kulturer ikke pålegge noen romlige begrensninger på selvorganisert emergent kabling av kretsene. Derfor en mulig tilnærming til å forme kunstig sammenhengende celleforsamling er å posisjonere ulike nevronale populasjoner i spyttetially forskjellige områder. Avstanden mellom disse områdene hindrer ikke inter forsamlinger tilkoblinger. Denne tilnærmingen, samtidig som man sikrer en betydelig kontroll over nettverket kompleksitet, har vist seg å gi en rikere repertoar av synkroniserings modeller 6,7,12. For å muliggjøre en reproduserbar dyrkning av modulære neuronal sammenstillinger, til en protokoll montere selv-organisering av nevrale nettverk i klynger koblet av aksoner og dendritter er presentert og beskrevet. Polymer struktur for fysisk innesperring av nevrale kulturer har blitt opprettet fra polydimtheylsiloxane (PDMS). PDMS er en elastomer mye brukt for biomedisinske anvendelser på grunn av dets biokompatibilitet, transparens og permeabilitet for gasser 13. PDMS er forberedt og ekskludert fra mikromaskinert SU8 2075 14,15 strukturer av spin-belegg en flytende PDMS på en &quot;master&quot; som beskrevet tidligere i Jackman et al. 16 Than oppnådde mønstret nevrale nettverk er sammensatt av sammenhengende moduler av ulik størrelse, og de ​​har blitt innhentet på begge dekkglass og Micro elektrode Arrays (måle) 17-20. Tettheten av forbindelser mellom modulene kan endre funksjonene i nettverk synkronisering, fra en fullt synkronisert nettverk, typisk for ensartede kulturer, til forbigående tilstander av synkronisering mellom modulene.

<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 opererer gjennom koordinert aktivering og dynamisk kommunikasjon av nevronale forsamlinger. Et stort åpent spørsmål er hvordan et stort repertoar av dynamiske motiver, som ligger til grunn for de forskjelligste hjernefunksjoner, kan komme ut av en fast topologisk og modulær organisering av hjernen kretser. Sammenlignet med in vivo-studier av nervekretser som presenterer eksperimentelle iboende vanskeligheter, in vitro preparater gir en mye større mulighet til å manipulere og undersøke de strukturelle, dynamiske og kjemiske egenskaper av eksperimentelle neuronale systemer. Dette arbeidet beskriver en in vitro eksperimentell metode som gjør det mulig å vokse av modulære nettverk komponert av romlig distinkte, funksjonelt sammenhengende nevronale forsamlinger. Protokollen muliggjør styring av to-dimensjonale (2D) arkitektur av neuronal nettverk på forskjellige nivåer av topologisk kompleksitet. En ønsket nettverk mønster kan væreoppnås både på vanlige dekkglass og substrat innebygd mikroelektrode arrays. Mikro strukturer er preget på en silisiumskive og brukes til å lage biokompatible polymere stensiler, som omfatter de negative trekk ved den ønskede nettverksarkitektur. Sjablonene er plassert på dyrkingsunderlag under overflatebelegg prosedyre med en molekylsjikt for å fremme cellulær adhesjon. Etter fjerning av sjabloner blir neuroner belagt og de spontant omdirigert til de belagte områder. Ved å redusere inter-rommet avstand, er det mulig å oppnå enten isolerte eller sammenkoblede neuronal kretser. For å fremme celleoverlevelse, celler ko-dyrket med en bære neuronal nettverk som ligger ved periferien av kulturskålen. Elektrofysiologiske og optiske opptak av aktiviteten av modulære nettverk som oppnås henholdsvis ved hjelp av substrat innebygde mikroelektrodegrupper og kalsium avbildning er presentert. Mens hver modul viser spontaneous globale synkroniseringer, er forekomsten av inter-modul-synkronisering regulert av tettheten av forbindelse mellom kretsene.

En SU8-2075 forme på en silisiumskive med en funksjon tykkelse på omtrent 100 um ble anvendt til å forme PDMS. Mønsteret var sammensatt av kvadratene av flere dimensjoner, med en sidelengde og avstand som varierer mellom 200 og 700 um (figur 1B). Størrelsen av plassen ble valgt for å passe til synsfeltet i en 10 ganger (for øyer med en sidelengde &lt;800 um), og av et 20X objektiv (for øyer med en sidelengde &lt;400 um). Tre parametere, nemlig celle plating tetthet, avstand mellom kretser, krets...

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 manuskriptet beskriver en protokoll for å vokse in vitro modulære nettverk bestående av romlig trange, funksjonelt inter-tilkoblet nevrale kretser. Et polymert masken blir brukt til å mønstre et proteinsjikt for å fremme cellulær adhesjon i løpet av dyrknings substratet. Belagt nevroner vokse på belagte områder etablerer spontane tilkoblinger og stiller elektrofysiologisk aktivitet.

Design, overflatebehandling, Cellular plating, og dyrking av Modular nevrale nettverk bestående av Funksjonelt Inter-tilkoblede kretser

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

Fast Micro-iontoforese av glutamat og GABA: Et nyttig verktøy for å etterforske 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

En prosedyre for Implanting Organiserte Arrays av Microwires for Single-unit Recordings i Awake, Oppfører 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 manipulering av Lillehjernen Granule Neuroner<em&gt; In Vitro</em&gt; Og<em&gt; I Vivo</em&gt; Å studere nevrale morfologi og migrasjon

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-sløyfe Neuro-robot eksperimenter for å teste Computational Egenskaper av nevrale nettverk

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 for rask Neurite Extension og funksjonell Neuronal Connection

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 av eksponering av celloverflate og endocytisk proteinprotein i primære astrocytkulturer ved bruk av 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 Transkraniell elektrisk stimulering og Intracortical opptak 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 Entrainment av hippocampus Theta svingninger i oppfører seg 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 avbildning av mikroglialdynamikk og nevronaktivitet hos våkne 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 ...