Method Article

تسجيلات مصفوفة متعددة الأقطاب الكهربائية عالية الكثافة لموجات الشبكية باستخدام منصة الفيزيولوجيا الكهربية

DOI:

10.3791/68493

⸱

June 24th, 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Biological Sciences, Vanderbilt University, 2Vanderbilt Brain Institute, Vanderbilt University, 3Department of Ophthalmology and Visual Sciences, Vanderbilt University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تستخدم مصفوفات متعددة الأقطاب الكهربائية عالية الكثافة (HD-MEAs) لدراسة موجات الشبكية التلقائية ، والتي تلعب دورا مهما في تطوير الدوائر العصبية. يحدد هذا البروتوكول خطوات تحضير أنسجة شبكية العين في الفئران وإجراء تسجيلات الفيزيولوجيا الكهربية باستخدام HD-MEAs على منصة الفيزيولوجيا الكهربية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تعد موجات الشبكية العفوية سمة مميزة لنشاط شبكة الشبكية أثناء التطور ، وتلعب دورا مهما في تكوين النظام البصري من خلال التأثير على صقل المحاور ، ونفاذية الأوعية الدموية ، والنضج العام للدوائر العصبية. تتم دراسة هذه الموجات بشكل شائع في مستحضرات الشبكية خارج الجسم الحي باستخدام مصفوفات متعددة الأقطاب الكهربائية (MEAs) ، والتي تتيح التسجيلات الفيزيولوجية الكهربية لمجموعات كبيرة من نشاط الخلايا العقدية الشبكية (RGC). أصبح الفيزيولوجيا الكهربية المستندة إلى الشرق الأوسط وأفريقيا أداة قوية نظرا لسهولة استخدامها لجمع البيانات عالية الإنتاجية بسرعة ، مما يجعلها مناسبة بشكل مثالي لدراسة نشاط الشبكية في مجموعة متنوعة من الظروف التجريبية.

في هذا البروتوكول ، نحدد الخطوات الحاسمة لإعداد أنسجة الشبكية للحصول على البيانات الفيزيولوجية الكهربية باستخدام MEA عالي الكثافة (HD-MEA) على منصة الفيزيولوجيا الكهربية. تبدأ العملية بالعزل الدقيق لشبكية العين السليمة عن حديثي الولادة في ظل ظروف فسيولوجية. بمجرد التحضير ، يتم تثبيت شبكية العين بعناية على شريحة HD-MEA ، والتي تتكون من شبكة من 26,400 قطب كهربائي قادرة على إجراء تسجيلات متزامنة خارج الخلية من 1,000 RGCs على الأقل. في النهاية ، يقدم هذا النهج المنهجي تطبيقات قيمة في التحقيق في تطور الشبكية ، والمرض ، والدراسات المقارنة المحتملة عبر الأنواع ، مما يساهم في التقدم الأوسع في علم الأعصاب وأبحاث الرؤية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

موجات الشبكية العفوية هي رشقات نارية دورية من النشاط المرتبط لوحظ في شبكية العين النامية قبل بداية الرؤية. في الفئران ، تتغير الدوائر التي تبدأ وتنشر موجات الشبكية بسرعة أثناء التطور ، وتبدأ جنينا وتنتهي عند فتح العين (يوم ما بعد الولادة 14) 1. مع تطور دوائر الشبكية ، تتغير الخصائص الزمانية المكانية لموجات الشبكية بشكل كبير2،3. تدعم العديد من الدراسات أن هذه الخصائص الزمانية المكانية المحددة توجه تطوير النظام البصري: النشاط غير المتزامن بين العينين يوجه الفصل الخاص بالعين4 ، وحجم منطقة الموجة يوجه إلى صقل محاور الشبكية في مناطق ا....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يحدد هذا البروتوكول خطوات عزل وإعداد أنسجة الشبكية من الفئران حديثي الولادة لتسجيلات MEA لموجات الشبكية باستخدام منصة Maxwell Biosystems HD-MEA. تم تصميم الإجراء للحفاظ على الظروف الفسيولوجية ، وضمان بقاء أنسجة الشبكية سليمة من الناحية الهيكلية ، وخالية من التلف ، وإعدادها بشكل صحيح للتلامس الأمثل مع القطب. تمت الموافقة على هذه التجارب من قبل برنامج فاندربيلت لرعاية واستخدامها ، بموجب البروتوكول رقم M2200056-00. تم إيواء الفئران (1-2 أسبوع ، كلا الجنسين) في دورة نهارية / ليلية لمدة 12 ساعة وأطعمت نظاما غذائيا منتظما.

1. تحضير أنسجة الشبكية

  1. عزل شبكية العين
    ملاحظة: راجع

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تسجيلات عالية الإنتاجية وتحليل موجات الشبكية باستخدام HD-MEAs
أجرينا تسجيل HD-MEA لمدة ساعة لموجات الشبكية التلقائية (الشكل 2). تظهر المخطط النقطي للنشاط العصبي النمط المنظم لموجات الشبكية ، حيث تمثل كل نقطة جهد فعل تم اكتشافه من قطب فردي (الشكل 2 أ ، أسفل). ينتج عن جمع النشاط عبر الأقطاب الكهربائية تتبع واحد ، مما يجعل من السهل تصور توقيت الموجات خلال تسجيل 1 ساعة (الشكل 2 أ ، أعلى

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يوفر البروتوكول الموصوف هنا طريقة قابلة للتكرار وعالية الإنتاجية لإعداد أنسجة الشبكية وإجراء تسجيلات HD-MEA ، مما يوفر طريقة قوية لدراسة نشاط شبكة الشبكية. توفر تقنية HD-MEA مزايا كبيرة مقارنة بتقنيات الفيزيولوجيا الكهربية وتقنيات التصوير التقليدية ، لا سيما في التقاط البيانات عالية الإنتاجية. يوفر HD-MEA تسجيلات دقيقة في الوقت الفعلي على نطاق مللي ثانية لديناميكيات موجات الشبكية التلقائية ، مما يتيح توصيف بدء الموجة والانتشار والمزامنة بدقة. بالإضافة إلى ذلك ، يتجاوز HD-MEA طرق مشبك الت.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بدعم من منح المعاهد الوطنية للصحة R00EY030909 إلى A.T.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3 مل ماصة نقل يمكن التخلص منها (مع قطع النهاية)يساعد Fisherbarnd13-711-9CMفي تحريك شبكية العين بين أطباق بتري.
الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)يحافظ على الظروف الفسيولوجية لأنسجة الشبكية ؛ يتكون من كلوريد الصوديوم ، KCl ، NaH 2< / sub>PO4< / sub> ، NaHCO3< / sub> ، CaCl 2< / sub> ، MgCl 2< / sub> ، الجلوكوز ، والفقاعات مع الكربوجين.
CaCl2< / sub>Fisher ChemicalsC79-500لتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)
إمدادات الكربوجين (95٪ O2< / sub> ، 5٪ CO2< / sub>)تستخدم لتزويد aCSF بالأكسجين والحفاظ على بقاء الأنسجة.
مشرط ذو شفرة منحنية (# 10)Integra4-110يستخدم لقطع الأنسجة بدقة.
مجهر تشريح (مجسم)ZeissStemi 508ضروري لتصور أنسجة الشبكية والتعامل معها.
الجلوكوزفيشر للكيماوياتBP350-1لتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)
سخان في الخطنظام متعدد القنواتTC02يسخن aCSF إلى 32-34 درجة ؛ C للظروف المثلى.
يحافظ نظام Ismatec PerfusionISM4208على التدفق المستمر ل aCSF المؤكسج.
KClFisher ChemicalsP271-500لتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)
KH2< / sub>PO4< / sub>Sigma AldrichP5504-100gلتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)
MaxOne وحدة التسجيلMaxwell BiosystemsMX1-BRDواجهة بين شريحة MaxOne
ونظام MaxOneMaxwell BiosystemsMX1-SYSالأساسي لعمليات الترتيبات الفيزيولوجية الكهربية القائمة على الشرق الأوسط وأفريقيا.
حامل مناديل MaxOne مع معالج دقيق ثلاثي المحاور وإدخالات قابلة للاستبداليضمن Maxwell BiosystemsMX1-HLDوضعا دقيقا لشبكية العين على شريحة MEA.
شريحة MEA (MX1-S-CHP ، MaxWell Biosystems)Maxwell BiosystemsMX1-S-CHPمصفوفة أقطاب كهربائية دقيقة عالية الكثافة لتسجيل النشاط العصبي.
MgCl2< / sub>Fisher ChemicalsM33-500لتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF) NaCl
Fisher ChemicalsS271-1لتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)
NaHCO3< / sub>Fisher ChemicalsS233-500لتحضير السائل الدماغي النخاعي الاصطناعي (aCSF)
إبرة (30 جم × frac12;)BD Biosciences305106في عمل شقوق في القرنية.
حديثي الولادة (P1-P14 ؛ فأر)الكائنات الحية النموذجية مثل الفئران أو الفئران أو غيرها المستخدمة في دراسات الشبكية.
كمبيوتر شخصي مزود ببرنامج MaxLab Live ScopeHPZ4يستخدم للحصول على البيانات وتحليل التسجيلات.
طبق بتري (35 مم أو 60 مم)Pyrex3483E12يستخدم كمساحة عمل للتشريح.
ملقط Roboz micro Adson (RS-5232 ، 4.75 بوصة ، 1 × 2 أسنان ، طرف 0.5 مم)ملقط RobozRS-5232متخصص للتشريح الدقيق.
مقص زنبركي Roboz (RS-5671 ، حافة قطع 10 مم ، عرض طرف 0.15 مم ، 3 & frac34 ؛ "الطول الكلي)RobozRS-5671مقص دقيق لقطع الأنسجة الحساسة.
فرشاةفرشاة رسم صغيرة معدلة إلى شعرة واحدة للتعامل مع الأنسجة الحساسة.
ملقطان ذو رؤوس دقيقةRobozRS-5060يستخدم لمناولة الأنسجة الحساسة.
أوراق ترشيح Whatman (# 1) ، مقطعة إلى قطع صغيرةGE Healthcare1001-042تستخدم لمناولة وتجفيف أنسجة الشبكية.
السائل نظام يساعد شعر واحد

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ford, K. J., Feller, M. B. Assembly and disassembly of a retinal cholinergic network. Vis Neurosci. 29 (1), 61-71 (2012).
  2. Maccione, A., et al. Following the ontogeny of retinal waves: Pan-retinal recordings of population dynamics in the neonata....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Retinal WavesMultielectrode ArrayElectrophysiology PlatformRetinal Ganglion CellsHigh Density MEARetinal DevelopmentExtracellular RecordingsRetinal Tissue PreparationNeural Circuit MaturationVision Research
Video Coming Soon

Related Articles