В этой статье мы описываем протокол использования комплементарных систем микроэлектродных матриц высокой плотности (CMOS-HD-MEAs) для регистрации судорожной активности из срезов мозга ex vivo .
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Высококачественная судорожная активность из острых срезов головного мозга с использованием комплементарной системы микроэлектродных матриц высокой плотности металл-оксид-полупроводник
* These authors contributed equally
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Комплементарные системы микроэлектродной матрицы высокой плотности металл-оксид-полупроводник (CMOS-HD-MEA) могут регистрировать нейрофизиологическую активность клеточных культур и срезов мозга ex vivo с беспрецедентной электрофизиологической детализацией. КМОП-HD-MEA сначала были оптимизированы для регистрации высококачественной активности нейронных единиц из клеточных культур, но также было показано, что они производят качественные данные из острых срезов сетчатки и мозжечка. Исследователи недавно использовали CMOS-HD-MEA для регистрации локальных полевых потенциалов (LFP) из острых корковых срезов мозга грызунов. Одним из LFP, представляющим интерес, является судорожная активность. В то время как многие пользователи производят кратковременные, спонтанные эпилептиформные разряды с помощью CMOS-HD-MEA, лишь немногие пользователи надежно демонстрируют качественную судорожную активность. Многие факторы могут способствовать этой трудности, в том числе электрический шум, непостоянный характер создания судорожной активности при использовании погружных записывающих камер и ограничение, заключающееся в том, что 2D CMOS-MEA чипы записывают только с поверхности среза мозга. Методы, описанные в этом протоколе, должны позволить пользователям последовательно индуцировать и регистрировать высококачественную судорожную активность из острых срезов мозга с помощью системы CMOS-HD-MEA. Кроме того, в этом протоколе описывается надлежащее обращение с чипами CMOS-HD-MEA, управление растворами и срезами мозга во время экспериментов, а также техническое обслуживание оборудования.
Введение
Коммерчески доступные системы микроэлектродных матриц высокой плотности (HD-MEA), которые включают в себя чип MEA с тысячами точек записи 1,2 и платформу MEA для усиления и оцифровки данных, являются новым инструментом для электрофизиологических исследований. В этих системах HD-MEA используется комплементарная технология металл-оксид-полупроводник (CMOS) для записи электрофизиологических данных с высокой чувствительностью от клеточных культур и препаратов среза мозга ex vivo. Эти системы MEA обеспечивают беспрецедентное пространственное и временное разрешение нейрофиз....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Процедуры с участием мышей были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC) в Университете имени Бригама Янга. Самцы и самки (n = 8) мышей C57BL/6 в возрасте не менее P21 использовались в следующих экспериментах.
Рисунок 1: Схематический рисунок эксперимента CMOS-HD-MEA. (A) Срез мозга подготавливается предпочитаемым методом резки и подразделяется по размеру на MEA. (B....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Как это обычно бывает при визуализации активности из многих каналов 1,4,5,10, мы считаем целесообразным сначала построить растровый график данных, полученных с помощью CMOS-HD-MEA (рис. 4A,C,E). Этот график может создать представление об активности во всех каналах записи в каждом срезе мозга с высо.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Этот протокол включает в себя конкретные рекомендации, связанные с лечением острого среза мозга, которые решают общие проблемы, с которыми сталкиваются пользователи CMOS-HD-MEA, а именно развитие шума под срезом мозга и поддержание здоровой среды для среза мозга. Развитие шума под срезом происходит, когда срез неправильно прикреплен к массиву; Если срез мозга не прилегает должным образом, под ним могут образовываться воздушные карманы, что приводит к шуму. Это приведет к невозможности по.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют, что нет никаких конфликтов интересов, связанных с этим научным исследованием.
Благодарности
Авторы благодарят бывших и нынешних сотрудников лаборатории Пэрриша за их правки в этой рукописи. Мы также хотели бы поблагодарить Алессандро Маччоне из 3Brain за его отзыв об этой работе. Эта работа была профинансирована премией AES/EF Junior Investigator Award и колледжами естественных наук и физико-математических наук Университета имени Бригама Янга.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 2D верстак | Cloudray | LM04CLLD26B | |
| 4-аминопиридиновый | Sigma-Aldrich | 275875 | |
| чип Accura | 3Brain | Accura HD-MEA | CMOS-HD-MEA |
| Agarose | Thermo Fisher Scientific | BP160-100 | |
| Виброизоляционный стол | Кинетические системы | 91010124 | |
| Стакан для камера для хранения слайсов, 270 мл | VWR | 10754-772 | |
| BioCam | 3Brain | BioCAM DupleX | CMOS-HD-MEA |
| платформа Brainwave 3Brain | Version 4 | Программное обеспечение CMOS-HD-MEA Хлорид | |
| кальция | Thermo Fisher Scientific | BP510-500 | |
| Carbogen | Airgas | X02OX95C2003102 | |
| Carbogen | Airgas | 12005 | |
| Carbogen Stones | Supelco | 59277 | |
| Compresstome | Precissionary | VF-300-0Z | |
| Компьютер | Dell | Precission3650 | |
| Крокодиловый зажим Заземляющие кабели | JWQIDI | B06WGZG17W | |
| моющее средство | Metrex | 10-4100-0000 | |
| D-глюкоза | Macron Fine Chemicals | 4912-12 | |
| Дигидроген натрия фосфат | Thermo Fisher Scientific | BP329-500 | |
| DinoCam | Dino-Lite | AM73915MZTL | |
| этанол | Thermo Fisher Scientific | A407P-4 | |
| Щипцы | Fine Science Tools | 11980-13 | |
| Горячая плита | Thermo Fisher Scientific | SP88857200 | |
| Льдогенератор | Hoshizaki | F801MWH | |
| Иглы для притока и оттока | Jensen Global | JG 18-3.0X | |
| Встроенный нагреватель раствора | Warner Instruments | SH-27B | |
| Изофторин | Dechra | 08PB-STE22002-0122 | |
| Kim Wipes | Thermo Fisher Scientific | 06-666 | |
| Магний Хлорид | Thermo Fisher Scientific | FLM33500 | |
| Micropipets | Gilson | F144069 | |
| Mili-Q Фильтр для воды | Mili-Q | ZR0Q008WW | |
| Кисть | Daler Rowney | AF85 Круглая: 0 | |
| Бумажный фильтр | Whatman | EW-06648-24 | |
| Парапленка | American National Can | PM996 | |
| Перфузионная система | Многоканальная система | PPS2 | |
| Pipetor | Thermo Fisher Scientific | FB14955202 | |
| Платиновая арфа | 3Brain | 3Brain | |
| Хлорид калия | Thermo Fisher Scientific | P330-3 | |
| Бритвенное лезвие | Personna | BP9020 | |
| Scale | Metter Toledo | AB204 | |
| Ножницы | Solingen | 92008 | |
| Камера для удержания слайсов | Custom | Custom | Custom 3D Printer Дизайн, доступный по запросу |
| Бикарбонат натрия | Macron Fine Chemicals | 7412-06 | |
| Хлорид натрия | Thermo Fisher Scientific | S271-3 | |
| Блок контроля температуры | Warner Instruments | TC344B | |
| Переносные пипетки | Genesee Scientific | 30-200 | |
| Трубки | Tygon | B-44-3 TPE | |
| Vibratome VZ-300 | Precissionary | VF-00-VM-NC | |
| Весы лодки | Электронная микроскопия Sciences | 70040 |
Ссылки
- Obien, M. E. J., Frey, U. Large-scale, high-resolution microelectrode arrays for interrogation of neurons and networks. Adv Neurobiol. 22, 83-123 (2019).
- Schroter, M., et al. Functional imaging of brain organoids using high-density microel....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
