为什么测量动作电位对靶点验证具有重要意义？

记录动作电位可证实人诱导多能干细胞分化而来的神经元具有功能性以及神经网络的活性，从而直接证明特定靶点能够调节该系统中的兴奋性或突触传递。

将网络活动作为因变量进行分离如何支持发现流程？

分离自发的电生理活动可实现对化合物对神经元兴奋性和网络同步性影响的定量评估，从而支持早期筛选中的剂量-反应建模。

定量因变量测量在神经网络检测中能够实现什么？

发放率、簇状放电频率和传播速度等定量测量指标能够实现不同条件下网络状态的客观比较，有助于命中物的识别和先导化合物的优化。

为什么在电生理学研究中的跨职能协作中，重复性要求如此重要？

重复实验可确保各孔之间以及各次实验之间的基线活性和信号保真度一致，从而实现在生物学、筛选和分析团队之间可靠地共享数据。

在实施基于微电极阵列（MEA）的神经元网络检测之前，需要具备哪些统计分析能力？

需要具备分析峰电位检测、峰电位间间隔以及簇发放电统计特征的能力，以从原始MEA记录中提取有意义的电生理特征，用于比较分析。

使用微电极阵列测量神经元网络的电生理活动

JoVE Encyclopedia of Experiments

神经科学

0 次观看 • 2:05 分钟 • July 8th, 2025

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从多孔微电极阵列（MEA）中的神经元-星形胶质细胞共培养开始。

每个孔都含有一种由人诱导性多能干细胞（hiPSCs）衍生而来的神经元网络。大鼠星形胶质细胞为维持该网络提供支持。

孔的底部包含一个微电极阵列。

将MEA放入记录装置中，以捕获神经元网络的自发性电生理活动。

将加湿的气体混合物通入培养环境，以防止培养基蒸发并稳定 pH 值，确保细胞存活。

神经元传递信号通过沿其轴突传导的动作电位，即电信号。

当冲动到达突触时，会触发神经递质的释放，从而将信号传递给下一个神经元。

每个孔中的电极同时记录由多个突触连接的神经元产生的动作电位。

神经网络的自发性电生理活动证实了hiPSCs向神经元的分化。

使用MCS数据采集卡在1,200倍放大条件下以10千赫兹的采样率采集数据。记录人诱导多能干细胞来源的神经元在微电极阵列（MEA）上培养时20分钟的电生理活动。记录期间，通过向MEA持续输送湿润的慢速气体流，将温度维持在37摄氏度，并防止培养基蒸发和pH值变化。之后，使用定制软件包分析数据。