一维图案化神经元培养物的外部激发

取一个含有1D图案化神经元培养物的盖玻片。

神经元被加载了一种钙离子指示剂染料，该染料在结合钙离子后会发出荧光。

将盖玻片转移至含有细胞外记录液的荧光显微镜成像腔中。

组装一个由两根平行导线电极构成的支架，电极之间保持一定距离。

倒置电极架，并将其置于神经元培养物上方，使电极浸入记录液中。

将电极连接至放大器。施加非直流脉冲双极方波，以在神经元上产生均匀的单向电场，同时避免造成损伤。

产生的电场刺激神经元，引发动作电位。

动作电位沿轴突传导，激活电压门控钙通道，导致钙离子流入神经元末梢。随后，神经递质被释放到突触间隙，从而促进突触传递。

钙离子内流后，这些离子会与细胞内染料结合并发出荧光，表明神经元对电刺激产生的活动。

在施加电刺激之前，将放置有细胞的盖玻片放入成像腔室中。为了使用恒定方向的电场刺激细胞，可采用两个相距11毫米的平行电极，并将其分别置于接种在13毫米盖玻片上的细胞培养物的相对两侧。随后，组装培养物成像腔室及配套的电极支架，使导线电极浸入细胞外培养基中，并位于培养层上方1毫米处。

然后，将单对电极连接至运算放大器，以放大来自信号发生器的信号。施加一个占空比为50%、幅度为22伏的单次双相方波脉冲。使用无直流成分的双相波，以避免电极处发生可能导致电解的反应。脉冲持续时间应为10微秒至4毫秒，以确保有效刺激，同时防止细胞损伤。