Bewertung der Auswirkungen von Toxinen auf die Entwicklung neuronaler Netzwerke von Kükenembryonen mit Hilfe von Multielektrodenarrays

Zusammenfassung

Quelle: Sanchez, K. R., et.al. Bewertung der Auswirkungen endokrin wirksamer Verbindungen auf die Entwicklung der Funktion neuronaler Netzwerke von Wirbeltieren unter Verwendung von Mehrelektrodenarrays. J. Vis. Exp. (2018).

Dieses Video demonstriert die Verwendung von Multi-Elektroden-Arrays (MEA), um die Auswirkungen von Toxinen auf frühembryonale neuronale Kükenkulturen zu untersuchen. Durch die Überwachung der synchronen Aktivität der Neuronen im neuronalen Netzwerk erfasst das MEA die funktionelle Dynamik des neuronalen Netzwerks als Reaktion auf die Exposition gegenüber Toxinen. Reduzierte Synchronitäts- und Feuerraten bei Toxinexposition unterstreichen deren nachteilige Auswirkungen auf die Reifung und Funktion neuronaler Netzwerke.

Protokoll

>1. Aufzeichnung der Aktivität neuronaler Netzwerke

1. Tauschen Sie am Tag der Entnahme das Kulturmedium gegen frisches neurobasales Medium aus und geben Sie die MEAs vor der Aufzeichnung für mindestens 2 Stunden in den CO₂ -Inkubator zurück. Starten Sie die Aufnahmesoftware und stellen Sie die Temperatur des MEA auf 37 °C ein, indem Sie auf das Temperatursymbol klicken.
   Anmerkung: Die Aufzeichnung kann bereits am 3. Tag der Beschichtung beginnen und so lange fortgesetzt werden, wie die Kulturen am Leben sind.
2. Richten Sie die Erfassungsparameter ein, indem Sie mit der rechten Maustaste auf das "Muse"-Symbol klicken (unter "Streams" im linken Fensterbereich), "Verarbeitung hinzufügen" und "Spike-Detektor" auswählen und im Popup-Fenster auf OK klicken. "Spike-Detektor (6 x STD)" wird unter dem Dateinamen angezeigt.
3. Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste auf den Spike-Detektor, wählen Sie "Verarbeitung hinzufügen" und "Burst-Detektor" und klicken Sie im Popup-Fenster auf OK. "Burst Detector" (ISI) wird unter dem Muse-Symbol angezeigt.
4. Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste auf Burst Detector und wählen Sie "Add Processing" und "Neural Statistics Compiler". Stellen Sie im Popup-Fenster sicher, dass File Header, Aggregated Well Statistics und Synchrony ausgewählt sind. Klicken Sie auf OK. "Statistics Compiler" wird unten angezeigt.
   Anmerkung: Dadurch wird die adaptive Schwellenwertüberschreitung (6x STD-Filter), das Intervall zwischen den Spikes auf 100 ms mit einer minimalen Anzahl von Spikes auf 5, die Erkennung der mittleren Feuerrate auf 10 s mit einem Synchronie-Parameter auf 20 ms und die minimale Spike-Rate auf 0,083333 Spikes pro Minute festgelegt.
5. Richten Sie die geplante Aufnahme für die Aufnahmezeit von 5 Minuten (300.000 ms) ein, indem Sie unten auf das Uhrsymbol klicken. Dies wird erreicht, indem die Informationen im Einstellungsbereich so geändert werden, dass alle 5,1 Minuten und 5 Minuten lang aufgezeichnet wird. Diese wird sofort gestartet und einmalig ausgeführt.
6. Stellen Sie sicher, dass die Temperatur des MEA 37 °C erreicht hat, bevor Sie den MEA bewegen. Nehmen Sie die MEA aus dem Inkubator, legen Sie sie auf die Aufzeichnungseinheit und verriegeln Sie die MEA. Starten Sie die Aufzeichnung der Netzwerkaktivität, indem Sie im Abschnitt "Geplante Aufnahme" auf "Aufnahme starten" oder im Fenster "Dateiwiedergabe" auf das Aufnahmesymbol klicken. In der Regel ist eine Aufnahmezeit von 5 Minuten (300.000 ms) ausreichend, obwohl auch längere Aufnahmen von bis zu 10 Minuten möglich sind.
7. Bringen Sie die MEA nach der Aufnahme wieder in den Inkubator.
   Anmerkung: Es muss darauf geachtet werden, dass die Sterilität erhalten bleibt und die Zeit, in der sich die MEA außerhalb des Inkubators befindet, minimiert wird.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Axion Muse MEA	Axion Biosysteme	M64-GL1-30Pt200	Wird im Manuskript MEA-System genannt
Achsen-Software	Axion Biosysteme		Wird im Manuskript als Aufnahmesoftware bezeichnet
Bpa	Sigma-Aldrich	Artikel-Nr.: 239658-250g
EtOH	Sigma-Aldrich	64-17-5
Neurobasales Medium	BrainBits (Englisch)	Sb4-500
Neuroexplorer Statistik-Software	Nex Technologies	Neuroexplorer Version 5