Stimulation von gemusterten neuronalen Kulturen durch ein Magnetfeld

Nehmen Sie ein gemustertes Deckglas mit einer neuronalen Ringkultur in einer Kulturplatte, die eine extrazelluläre Aufzeichnungslösung enthält.

Diese Zellen werden mit einem kalziumempfindlichen Fluoreszenzfarbstoff vorinkubiert, um den intrazellulären Kalziumspiegel zu messen.

Legen Sie die Platte auf einen Fluoreszenzmikroskoptisch.

Positionieren Sie die kreisförmige Magnetspule, die mit einem magnetischen Stimulator verbunden ist, konzentrisch in einem geeigneten Abstand über der Kultur, um eine optimale Stimulation zu gewährleisten.

Legen Sie mit dem magnetischen Stimulator eine hohe Spannung und einen hohen Strom durch die Spule an, um ein zeitlich veränderliches Magnetfeld zu erzeugen.

Dieses Magnetfeld induziert in den Neuronen ein elektrisches Feld, das ein Aktionspotential erzeugt.

Beim Erreichen der Nervenendigung aktiviert das Aktionspotential die spannungsgesteuerten Kalziumkanäle, wodurch der Kalziumeinstrom in die Zelle und die Freisetzung von Neurotransmittern an der Synapse ermöglicht werden.

Diese Freisetzung erleichtert die Signalübertragung zu den benachbarten Neuronen durch synaptische Verbindungen.

Aufgrund des Einstroms von Kalziumionen binden diese Ionen an den intrazellulären Kalzium-sensitiven Farbstoff und erhöhen die Fluoreszenz, die auf neuronale Aktivität hinweist.

Um mit der Magnetstimulation zu beginnen, positionieren Sie eine neuronale Kultur, die in einem kreisförmigen Muster gezüchtet ist, unter dem Mikroskop. Stimulieren Sie die Kultur mit einer handelsüblichen zirkulären Magnetstimulationsspule und einem unterstützenden Stimulator, die im Handel erhältlich sind.

Um die Kulturen mit nicht standardmäßigen Magnetfeldintensitäten zu stimulieren, schließen Sie eine speziell angefertigte Magnetstimulationsspule an den speziell angefertigten Stimulator an. Richten Sie dann mit Hilfe eines Laserpointers die Mitte der Kultur auf die Mitte der Spule aus, um eine erfolgreiche Stimulation zu gewährleisten.

Passen Sie die Position der Spule so an, dass sie etwa fünf Millimeter über der Mitte der Kultur verbleibt. Sobald die Stimulationsspule richtig positioniert ist, belasten Sie den Stimulator mit einem Potenzial von bis zu fünf Kilovolt. Entladen Sie dann mit einem Hochstrom- und Hochspannungsschalter die hohe Spannung und den hohen Strom durch die Stimulationsspule, um einen magnetischen Impuls zu erzeugen, der die Aktivität der kultivierten Neuronen stimuliert.