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

Beginnen Sie mit adhärenten Kulturen von frühen embryonalen Hühnerneuronen auf extrazellulären Matrix-beschichteten Multielektroden-Arrays (MEAs).

Die Basis der MEAs enthält Gitter aus winzigen Elektroden, die die neuronale Aktivität aufzeichnen.

In der Testkultur wachsen Neuronen in Gegenwart eines Toxins, während in der Kontrollkultur Neuronen ohne das Toxin wachsen.

Ersetzen Sie vor der Aufnahme die Medien in beiden MEAs durch giftfreie Medien und inkubieren Sie sie kurz.

Legen Sie als Nächstes eine MEA in das Aufnahmegerät und beginnen Sie mit der Aufnahme.

Neuronen kommunizieren über elektrische Impulse, die als Aktionspotentiale oder Spikes bezeichnet werden.

An der Synapse lösen diese Aktionspotentiale die Freisetzung von Neurotransmittern aus, die das Signal an das nächste Neuron weiterleiten.

Die MEA-Elektroden erfassen die Spikes, die von den synaptisch verbundenen Neuronen erzeugt werden.

In der Kontrollbedingung zeigt das gesunde, reife neuronale Netzwerk eine synchrone Spike-Aktivität.

In der Testkultur deuten reduziertes Spiking und Synchronie auf eine durch das Toxin verursachte gestörte Reifung des neuronalen Netzwerks hin.

Ersetzen Sie am Tag der Aufnahme das Kulturmedium durch frisches neurobasales Medium und legen Sie die Arrays vor der Aufzeichnung mindestens zwei Stunden lang in den CO₂ -Inkubator zurück. Starten Sie die Aufnahmesoftware und stellen Sie die Temperatur des Multi-Elektroden-Arrays auf 37 Grad Celsius ein, indem Sie auf das Temperatursymbol klicken. Stellen Sie die Erfassungsparameter ein, indem Sie im linken Fensterbereich Streams auswählen und mit der rechten Maustaste auf das Muse-Symbol klicken. Wählen Sie dann Verarbeitung und Spike-Detektor hinzufügen aus und klicken Sie im Popup-Fenster auf OK. Spike Detector 6 von STD wird unter dem Dateinamen angezeigt.

Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste auf den Spike-Detektor, wählen Sie Verarbeitung und Burst-Detektor hinzufügen und klicken Sie im Popup-Fenster auf OK. Burst Detector ISI wird unter dem Muse-Symbol angezeigt. Klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf Burst Detector und wählen Sie Add Processing and Neural Statistics Compiler aus. Stellen Sie im Popup-Fenster sicher, dass File Header, Aggregated Well Statistics und Synchrony ausgewählt sind. Klicken Sie auf OK.

Der Statistik-Compiler wird unten angezeigt. Klicken Sie auf das Uhrsymbol am unteren Bildschirmrand und ändern Sie die Informationen im Abschnitt Einstellungen, um alle 5,1 Minuten und fünf Minuten lang aufzunehmen. Diese wird sofort gestartet und einmalig ausgeführt. Nachdem Sie das Multi-Elektroden-Array aus dem Inkubator entnommen haben, legen Sie es auf die Aufzeichnungseinheit und verriegeln Sie es. Starten Sie die Aufzeichnung der Netzwerkaktivität, indem Sie im Abschnitt "Geplante Aufzeichnung" auf "Aufzeichnung starten" klicken.