-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

HE

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

he_IL

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Neuroscience
הקלטה וניתוח של דינמיקה של אנסמבל עצבי רב-מודאלי בקנה מידה גדול במערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוה...
הקלטה וניתוח של דינמיקה של אנסמבל עצבי רב-מודאלי בקנה מידה גדול במערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוה...
JoVE Journal
Neuroscience
This content is Free Access.
JoVE Journal Neuroscience
Recording and Analyzing Multimodal Large-Scale Neuronal Ensemble Dynamics on CMOS-Integrated High-Density Microelectrode Array

הקלטה וניתוח של דינמיקה של אנסמבל עצבי רב-מודאלי בקנה מידה גדול במערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה משולב CMOS

Full Text
5,791 Views
09:44 min
March 8, 2024

DOI: 10.3791/66473-v

Brett Addison Emery*1, Shahrukh Khanzada*1, Xin Hu*1, Diana Klütsch1, Hayder Amin1,2,3

1Group of "Biohybrid Neuroelectronics (BIONICS)",German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE), 2Faculty of Medicine Carl Gustav Carus,Technical University Dresden, 3Dresden Center for Intelligent Materials (DCIM),Technical University Dresden

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study employs high-density multi-electrode arrays (HD-MEA) to examine the computational dynamics of large-scale neuronal ensembles in hippocampal and olfactory bulb circuits, as well as human neuronal networks. The integration of spatiotemporal activity recording and computational analysis enhances the understanding of complex neuronal interactions, providing insights into brain function and potential biomarkers for neurological disorders.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Electrophysiology
  • Neurotechnology

Background

  • Challenges in decoding neural information at scale.
  • Need for high-resolution recordings to study complex brain networks.
  • Focus on biocompatibility and signal resolution in neural technology.

Purpose of Study

  • To bridge the research gap in recording dynamics of larger-scale neuronal ensembles.
  • To enhance understanding of neural function in health and disease.
  • To develop a versatile experimental tool across different neuronal models.

Methods Used

  • High-density multi-electrode arrays (HD-MEA) for capturing neuronal activity.
  • Use of ex vivo mouse brain slices and in vitro human iPSC-derived neurons.
  • Protocol includes preparation, incubation, and recording procedures.
  • Emphasizes precise electrode positioning and signal acquisition parameters.

Main Results

  • The study captures and analyzes spatiotemporal neuronal activity effectively.
  • Identifies the intricacies of neuronal dynamics across different models.
  • Potential implications for understanding neuroplasticity and coding mechanisms.

Conclusions

  • This research demonstrates a significant advancement in recording techniques for neuronal behavior.
  • It highlights the enriched understanding of neural mechanisms and disorder implications.
  • Future work aims to connect molecular and functional insights across models.

Frequently Asked Questions

What are the advantages of using HD-MEA?
HD-MEA provides high spatial and temporal resolution for capturing neuronal activity, facilitating in-depth analysis of large-scale networks.
How is the ex vivo mouse brain slice prepared?
The preparation involves careful dissection, using a vibratome for slicing, and maintaining slices in recoverable conditions before experimentation.
What types of data are obtained from this method?
The method captures spatiotemporal activity data, allowing for the analysis of neuronal communication and interactions in different contexts.
Can the method be adapted for other neuronal types?
Yes, the protocol can be applied to various models, including human iPSC-derived neurons, enhancing versatility in research applications.
What are the limitations of HD-MEA?
Limitations may include challenges in achieving complete biocompatibility and variations in signal clarity based on the brain region being studied.
How does this research contribute to understanding neural disorders?
By elucidating neuronal dynamics, this research aids in identifying biomarkers and therapeutic targets for neurological conditions.

כאן, אנו משתמשים ב- HD-MEA כדי להתעמק בדינמיקה חישובית של הרכבים עצביים בקנה מידה גדול, במיוחד בהיפוקמפוס, מעגלי פקעות ריח ורשתות נוירונים אנושיות. לכידת פעילות מרחבית-זמנית, בשילוב עם כלים חישוביים, מספקת תובנות לגבי מורכבות ההרכב העצבי. השיטה משפרת את ההבנה של תפקודי המוח, ועשויה לזהות סמנים ביולוגיים וטיפולים להפרעות נוירולוגיות.

המחקר שלנו בוחן את גבולות הטכנולוגיה העצבית על ידי שילוב מערך מיקרואלקטרודות מבוסס CMOS בצפיפות גבוהה לפענוח תקשורת עצבית ורשתות גדולות. אנו שואפים לענות על האופן שבו מידע עצבי על פני קני מידה מקודד בפירוט ייחודי, ולשפר את הבנתנו את תפקוד המוח ואת תפקוד לקוי בבריאות ובחולי. בניווט בתחום המורכב של מחקר האנסמבל העצבי, אנו מתמודדים עם אתגרים כגון השגת רזולוציית אות מדויקת בתוך פעילות מוחית, והבטחת תאימות ביולוגית של מערכי המיקרואלקטרודות מבוססי CMOS שלנו.

מכשולים אלה הם מרכזיים בלכידה ופירוש מדויקים של המארג העשיר של אינטראקציה עצבית באמצעות הקלטות רב-מודאליות. המחקר שלנו מטפל בפער קריטי במדעי המוח, היעדר שיטה מקיפה לקידוד מחדש וניתוח הדינמיקה של אנסמבל עצבי בקנה מידה גדול יותר עם רזולוציה מרחבית וזמנית גבוהה. פער זה מעכב את הבנתנו את רשתות המוח המורכבות ואת תפקודן בבריאות ובחולי.

הפרוטוקול שלנו מאפשר הקלטות רב-מודאליות, נטולות תוויות ורזולוציה גבוהה ברחבי ההיפוקמפוס, פקעת הריח ותאי עצב אנושיים שמקורם ב-IPSC, ומספק כלי רב-תכליתי לניסויים מגוונים. גישה ייחודית זו מאפשרת תובנה חסרת תקדים של דינמיקה עצבית, מגשרת על הפער המחקרי בין אזורי מוח שונים ומערכות מודל, ומקדמת באופן משמעותי את הבנתנו של תפקוד עצבי והפרעה. מאמצים עתידיים במעבדה שלנו יחקרו לעומק חישובים עצביים ודינמיקה מגנים לרשתות, במטרה לגשר בין חתימות מולקולריות ותפקודיות בבריאות ובחולי.

באמצעות ביואלקטרוניקה מתקדמת וטכנולוגיה עצבית, נתמקד בגמישות מוחית, קידוד חוש ריח, פיתוח AI ואסטרטגיות לשיפור הזיכרון עבור טיפולים חדשניים וממשקי מכונות מוח.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Sign In Start Free Trial

Explore More Videos

החודש ב- JoVE גיליון 205 HD-MEA הקלטות עצביות בקנה מידה גדול מעגלים עצביים/רשתות פרוסות היפוקמפוס-קליפת המוח פרוסות פקעת ריח נוירונים iPSC ממשק רקמות-אלקטרודות קונקטום תורת הגרפים מכלולי תאים מדעי המוח החישוביים בינה מלאכותית למידת מכונה

Related Videos

Multi-אלקטרודה מערך הקלטות של מפולות העצבית תרבויות Organotypic

16:01

Multi-אלקטרודה מערך הקלטות של מפולות העצבית תרבויות Organotypic

Related Videos

27K Views

הקלטה בקנה מידה גדול הרכבים העצבית עם בדיקות הסיליקון ב עכברוש הרדים

05:45

הקלטה בקנה מידה גדול הרכבים העצבית עם בדיקות הסיליקון ב עכברוש הרדים

Related Videos

25.4K Views

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

17:37

בקנה מידה גדול הקלטה של ​​הנוירונים על ידי בדיקות מטלטלין סיליקון מתנהג מכרסמים

Related Videos

35.4K Views

בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

10:44

בנייה של מערכי Microdrive להקלטות עצביות כרוניות בעכברים מתנהגים ערים

Related Videos

21.5K Views

הקלטות סימולטני של פוטנציאל קורטיקלית שדה מקומי, רל, Electromyogram נושם קצב מעכברוש נעה בחופשיות

10:07

הקלטות סימולטני של פוטנציאל קורטיקלית שדה מקומי, רל, Electromyogram נושם קצב מעכברוש נעה בחופשיות

Related Videos

11.4K Views

התממשקות מיקרופלואידיקה עם מערכים Microelectrode ללמוד תקשורת עצביים והתפשטות אות עצב

11:27

התממשקות מיקרופלואידיקה עם מערכים Microelectrode ללמוד תקשורת עצביים והתפשטות אות עצב

Related Videos

8.5K Views

הקמה ויישום של מערכי מיקרו-ectrode סיבי פחמן להקלטות כרוניות וחריפות ב-Vivo

07:37

הקמה ויישום של מערכי מיקרו-ectrode סיבי פחמן להקלטות כרוניות וחריפות ב-Vivo

Related Videos

4.4K Views

גירוי רב-מודאלי אוטומטי והקלטה עצבית סימולטנית מאורגניזמים קטנים מרובים

08:28

גירוי רב-מודאלי אוטומטי והקלטה עצבית סימולטנית מאורגניזמים קטנים מרובים

Related Videos

1.6K Views

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

08:59

הקלטה חוץ-תאית רב-ערוצית בעכברים הנעים בחופשיות

Related Videos

3.7K Views

פעילות דמוית פרכוסית באיכות גבוהה מפרוסות מוח חריפות באמצעות מערכת משלימה של מערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה של מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה

06:28

פעילות דמוית פרכוסית באיכות גבוהה מפרוסות מוח חריפות באמצעות מערכת משלימה של מערך מיקרואלקטרודות בצפיפות גבוהה של מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה

Related Videos

3.2K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code