利用多电极阵列评估毒素对鸡胚胎神经网络发育的影响

摘要

来源：Sanchez, K. R.，等。利用多电极阵列评估内分泌干扰物对脊椎动物神经网络功能发育的影响。J. Vis. Exp. (2018)。

本视频展示了使用多电极阵列（MEA）研究毒素对早期鸡胚胎神经元培养物影响的方法。通过监测神经网络中神经元的同步活动，多电极阵列可捕捉神经网络在毒素暴露下的功能动态变化。毒素暴露后同步性降低和放电频率下降，表明其对神经网络的成熟与功能具有有害影响。

方案

1. 记录神经元网络活动

1. 在采集当天，将培养基更换为新鲜的神经基础培养基，并将微电极阵列（MEA）放回 CO₂ 培养箱中至少孵育 2 小时后再开始记录。启动记录软件，并通过点击温度图标将 MEA 的温度设置为 37 °C。
   注意：记录最早可在铺板后第 3 天开始，只要培养物保持存活即可持续进行。
2. 通过右键单击左侧窗口面板“Streams”下的“Muse”图标，选择“Add Processing”和“Spike Detector”，然后在弹出窗口中点击“OK”来设置采集参数。此时，“Spike Detector (6 x STD)”将显示在文件名下方。
3. 接着右键单击 Spike Detector，选择“Add Processing”和“Burst Detector”，然后在弹出窗口中点击“OK”。“Burst Detector (ISI)”将出现在 Muse 图标下方。
4. 接着右键单击 Burst Detector，选择“Add Processing”和“Neural Statistics Compiler”。在弹出窗口中，确保选中了文件头（File Header）、汇总孔统计（Aggregated Well Statistics）和同步性（Synchrony）选项，然后点击“OK”。“Statistics Compiler”将出现在下方。
   注意：此设置将采用自适应阈值交叉法（6 倍标准差滤波器），设定峰间间隔为 100 毫秒，最小峰数量为 5，平均放电频率检测时间窗口为 10 秒，同步性参数为 20 毫秒，最小放电频率为每分钟 0.083333 次峰放电。
5. 通过点击底部的时钟图标，设置计划记录时间为 5 分钟（300,000 毫秒）。具体操作为在设置区域中修改参数，实现每 5.1 分钟记录一次，每次记录持续 5 分钟。该设置将立即启动并仅执行一次。
6. 在移动 MEA 之前，确保其温度已达到 37 °C。从培养箱中取出 MEA，将其放置在记录单元上并锁定。通过点击计划记录区域中的“开始记录”按钮或“File Play”窗口中的记录图标，开始记录神经网络活动。通常记录 5 分钟（300,000 毫秒）已足够，但也可获取最长至 10 分钟的记录。
7. 记录完成后，立即将 MEA 放回培养箱。
   注意：操作过程中必须注意保持无菌状态，并尽量减少 MEA 在培养箱外暴露的时间。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Axion Muse MEA	Axion Biosystems	M64-GL1-30Pt200	在文稿中将称为MEA系统
Axis Software	Axion Biosystems		在文稿中将称为记录软件
BPA	Sigma-Aldrich	239658-250g
EtOH	Sigma-Aldrich	64-17-5
Neurobasal培养基	BrainBits	Nb4-500
Neuroexplorer统计软件	Nex Technologies	Neuroexplorer version 5