Method Article

Запись волн сетчатки с помощью многоэлектродной матрицы высокой плотности с использованием электрофизиологической платформы

DOI:

10.3791/68493

⸱

June 24th, 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Biological Sciences, Vanderbilt University, 2Vanderbilt Brain Institute, Vanderbilt University, 3Department of Ophthalmology and Visual Sciences, Vanderbilt University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Многоэлектродные матрицы высокой плотности (HD-MEA) используются для изучения спонтанных волн сетчатки, которые играют решающую роль в развитии нейронных цепей. В этом протоколе изложены этапы подготовки ткани сетчатки мыши и выполнения электрофизиологических записей с использованием HD-MEA на электрофизиологической платформе.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Спонтанные волны сетчатки являются отличительной чертой активности сетчатки во время развития, играя решающую роль в формировании зрительной системы, влияя на уточнение аксонов, проницаемость сосудистой сети и общее созревание нейронных цепей. Эти волны обычно изучаются в препаратах сетчатки ex vivo с использованием многоэлектродных матриц (MEA), которые позволяют проводить электрофизиологическую регистрацию больших популяций активности ганглиозных клеток сетчатки (RGC). Электрофизиология на основе MEA стала мощным инструментом благодаря простоте использования для быстрого сбора данных с высокой пропускной способностью, что делает ее идеально подходящей для изучения активности сетчатки в различных экспериментальных условиях.

В этом протоколе мы описываем важнейшие этапы подготовки ткани сетчатки к получению электрофизиологических данных с помощью МЭА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ (HD-MEA) на электрофизиологической платформе. Процесс начинается с тщательной изоляции интактной сетчатки от неонатальных животных в физиологических условиях. После подготовки сетчатка тщательно устанавливается на чип HD-MEA, который состоит из сетки из 26 400 электродов, способных выполнять одновременную внеклеточную запись не менее чем с 1000 RGC. Запись может длиться до нескольких часов. В конечном счете, этот методологический подход предлагает ценные приложения для изучения развития сетчатки, заболеваний и потенциально межвидовых сравнительных исследований, способствуя более широкому прогрессу в нейробиологии и исследованиях зрения.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Спонтанные волны сетчатки представляют собой периодические всплески коррелированной активности, наблюдаемые в развивающейся сетчатке перед началом зрения. У мышей цепи, которые инициируют и распространяют волны сетчатки, быстро изменяются во время развития, начиная эмбрионально и заканчивая открытием глаз (14-й день после рождения)1. По мере развития цепей сетчатки пространственно-временные свойства зубцов сетчатки резко изменяются 2,3. Несколько исследований подтверждают, что эти специфические пространственно-временные свойства управляют развитием зрительной системы: асинхронная активность между глазами инструктирует специфичнуюдля глаза сегрегацию4, размер области волны инструктирует уточнение ретинотопических аксонов в бинокулярных областях мозга 5,6, а направление распространения волн участвует в управлении цепями селективности направления в верхнем колликулусе3. Помимо нейронных цепей, волны сетчатки отвечают за развитие проницаемости кровеносной сосудистой сети7. Кроме того, было обнаружено, что волны сетчатки II стадии контролируют рост областей рецептивного поля и стабилизируют его в ганглиозных клетках сетчатки (РГК)8. Важно отметить, что аберрантные волны сетчатки во время развития могут быть основой различных нарушений развития нервной системы, и действительно, волны сетчатки являются аномальными в мышиной модели врожденного нистагма3. Учитывая их критическую роль в раннем развитии зрительной системы и последствия для заболеваний, существует необходимость в записи пространственно-временной динамики волн сетчатки в любом возрасте и на любой животной модели.

Появилось несколько методов изучения зубцов сетчатки. Как электрофизиология одиночных клеток 9,10, так и визуализация кальция11,12,13,14,15 привели к плодотворным открытиям о цепях и функции зубцов сетчатки. Здесь мы сосредоточимся на многоэлектродных матричных записях (MEA) — методе, который использовался с самого начала исследования волн сетчатки16 и продолжал совершенствоваться как метод2. MEA позволяют одновременно регистрировать внеклеточные потенциалы действия от сотен до тысяч RGC, что позволяет исследователям отслеживать инициацию, распространение и окончание волны аналогично тому, что возможно при визуализации кальция. Поскольку MEA напрямую регистрируют потенциал действия от RGC, MEA могут быть использованы для изучения различных генетических моделей мышей или немодельных организмов без дополнительных сложностей, связанных с введением индикатора кальция. Ткань также может быть культивирована непосредственно в MEA, что обеспечивает очень длительное время записи. MEA также обладают высокой масштабируемостью, поскольку современные продукты позволяют одновременно получать до шести активных MEA, что может обеспечить быструю оценку сетчатки глаза и ускорить разработку лекарств. Возможно, самым большим преимуществом MEA является их способность отбирать много клеток с высокой частотой выборки, что позволяет лабораториям по всему миру быстро получать обширные наборы данных, но требует опыта в постобработке.

Основной целью этого протокола является предоставление подробного и воспроизводимого протокола для подготовки ткани сетчатки и выполнения электрофизиологических записей с использованием однолуночной системы МЭА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ (HD-MEA) для изучения спонтанных волн сетчатки ex vivo. Этот метод обеспечивает высокую пропускную способность и длительный сбор данных, что делает его пригодным для широкого спектра исследований, связанных с развитием и заболеваниями. Новая усовершенствованная система HD-MEA на основе CMOS, которая позволяет одновременно использовать >1000 электродов, имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными электрофизиологическими подходами. Его электродная матрица высокой плотности (26 400 электродов) позволяет точно и одновременно записывать внеклеточные данные с 1 012 RGC, захватывая мелкомасштабные пространственные паттерны активности. Однолуночная конструкция обеспечивает единообразные условия регистрации17. Кроме того, эта система позволяет проводить длительные записи продолжительностью в несколько часов, что позволяет изучать динамику волн в различных физиологических и фармакологических условиях без существенной деградации сигнала18. Предоставляя протокол, это исследование направлено на то, чтобы сделать технологию HD-MEA доступной для более широкой аудитории исследователей в области нейробиологии, офтальмологии и науки о зрении. Этот метод представляет собой значительный шаг вперед в изучении зубцов сетчатки, предлагая новые возможности для изучения раннего развития зрительной системы, механизмов заболевания и потенциальных терапевтических вмешательств.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этом протоколе изложены шаги по выделению и препарированию ткани сетчатки у неонатальных мышей для записи волн сетчатки на МЭА с использованием платформы Maxwell Biosystems HD-MEA. Процедура предназначена для сохранения физиологических условий, гарантируя, что ткань сетчатки остается структурно неповрежденной, свободной от повреждений и должным образом подготовленной к оптимальному контакту с электродами. Эти эксперименты были одобрены Программой Вандербильта по уходу за животными и их использованию под номером протокола M2200056-00. Мыши (в возрасте 1-2 недель, оба пола) были размещены в виварии с 12-часовым циклом дня и ночи и питались обычной пищей.

1. Подготовка тканей сетчатки

  1. Изоляция сетчатки
    ПРИМЕЧАНИЕ: Подробную информацию о материалах, оборудовании и реагентах, используемых в этом протоколе, см. в Таблице материалов (также см. Рисунок 1).
    1. Подготовка рабочего пространства
      1. Готовят искусственную спинномозговую жидкость (КСФ): 125 мМ NaCl, 2,5 мМ KCl, 1,25 мМ2PO4, 26 мМ NaHCO3, 2 мМ CaCl2, 1 мМ MgCl2, 10 мМ глюкозу, пузырчатую с карбогеном: 95% O2/5% CO2 (pH 7,4, осмолярность 290 ± 10 mOsm) и хранят при температуре 5 °C. Держите аCSF на льду, пока он насыщается кислородом, в течение 10 минут перед вскрытием.
        ПРИМЕЧАНИЕ: CaCl2 следует добавлять в последнюю очередь, после того как раствор пузырится с карбогеном в течение 10 минут.
      2. Начните насыщение кислородом свежего, ледяного аликвора (в течение не менее 10 минут).
      3. Настройте инструменты для препарирования и микроскоп.
    2. Усыпьте животное в соответствии с рекомендациями учреждения.
    3. Энуклеируйте глаза с помощью изогнутых пружинных ножниц.
      1. Поскольку у щенков после рождения глаза закрыты до P11-13 (у мышей) и веки нужно осторожно открыть, используйте микрощипцы для захвата век и пружинные ножницы для их удаления. Осторожно выньте глаза с помощью пружинных ножниц, не допуская повреждения глаз.
      2. Перережьте зрительный нерв и поместите глаза в кислородонасыщенный ФКСФ. С помощью переводной пипетки аккуратно переместите глаз между чашками Петри.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Для остальной части протокола диссекции обновляйте с помощью кислородосодержащего аКСФ каждые 10 минут.
    4. Под вскрытием микроскопа,
      1. Сделайте небольшой разрез на роговице с помощью иглы, одновременно стабилизируя глаз щипцами.
      2. Тупо рассеките роговицу, аккуратно разрывая по периметру склеры.
      3. Снимите диафрагму и линзу. Если сетчатка прикреплена к хрусталику у молодых животных, аккуратно отделите ее с помощью щипцов.
        ПРИМЕЧАНИЕ: У молодых животных сетчатка иногда прикрепляется к хрусталику. С помощью щипцов осторожно оттяните хрусталик от сетчатки, используя одну пару щипцов, чтобы натянуть хрусталик, а другую — на внешние края сетчатки, чтобы удержать сетчатку на месте во время снятия хрусталика.
    5. Ориентация сетчатки глаза.
      1. Определите вентральную сторону с помощью ткани сосудистой оболочки (см. Sondereker et al.19 для подробного протокола ориентации) и расположите ее лицом к исследователю слоем RGC вверх.
      2. С помощью изогнутого скальпеля сделайте контрольный разрез под углом 45° против часовой стрелки от брюшной оси.
      3. С помощью тонких щипцов аккуратно отделите сетчатку от пигментного эпителия сетчатки (РПЭ) и склеры.
        ПРИМЕЧАНИЕ: У более молодых мышей РПЭ легко отслаивается от сетчатки. У старых мышей РПЭ больше прикреплен к сетчатке. Если после удаления РПЭ из большей части сетчатки РПЭ все еще прикреплен к сетчатке через зрительный нерв, используйте пружинные ножницы, чтобы разорвать это соединение. Это предотвращает повреждение тканей сетчатки рядом со зрительным нервом.
    6. Неонатальная сетчатка почти не имеет стекловидного тела, в то время как более старая сетчатка имеет его (выглядит как коричневая нить вдоль края сетчатки, но волокна также соединяются друг с другом внутри стекловидного тела). С помощью тонких щипцов удалите стекловидное тело, которое находится выше слоя RGC.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Этот волокнистый слой иногда отслаивается при снятии хрусталика. Если этого не произошло, важно удалить как можно большую его часть, иначе это помешает правильному контакту РГК с электродами.
    7. С помощью скальпеля сделайте четыре рельефных надреза, чтобы сетчатка легла ровно в посуде. Чтобы знать и сохранять ориентацию в дальнейшем, обрежьте два угла брюшного квадранта скальпелем.

2. Установка сетчатки на чип MEA

  1. Установка сетчатки глаза
    1. Аккуратно перенесите сетчатку с чашки Петри на чип MEA с помощью пипетки для переноса с отрезанным кончиком. Убедитесь, что в чипе достаточно aCSF, чтобы покрыть дно лунки.
    2. Используйте щетку для одного волоса, чтобы аккуратно маневрировать сетчаткой, которая должна быть расположена над электродами, слой RGC обращен к электродам.
    3. С помощью пипетки объемом 10 мкл аккуратно удалите излишки ХКБ вокруг ткани сетчатки. Наклоните чип под углом, чтобы избавиться от лишних aCSF.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Никогда не прикасайтесь к электродам или усилителям наконечником для дозатора. По мере удаления ХКБ сетчатка становится еще более плоской. Если какая-либо часть сетчатки сложена под себя, используйте щетку для одного волоса, чтобы осторожно зачерпнуть под нужную створку, чтобы развернуть ее. Чтобы предотвратить смещение сетчатки во время разворачивания любой части листочков, можно использовать вторую щетку для одного волоса для мягкого надавливания в центре сетчатки, где соединяется зрительный нерв.
    4. Высушите лунку как можно сильнее, наклонив стружку под углом 45° и удалив остатки аCSF, которые скапливаются в наклоненной части стружки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Это увеличит связь между сетчаткой и электродами.
    5. Используйте фильтровальную бумагу, чтобы аккуратно промокнуть и высушить края сетчатки. Поместите микросхему MEA в записывающую камеру.
  2. Усиление контакта электродов
    1. Используйте сменный вкладыш в держатель ткани, чтобы аккуратно надавить на сетчатку на электроды, обеспечивая оптимальный контакт и улучшая соотношение сигнал/шум.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Вкладыш держателя салфетки должен перестать опускаться, как только он соприкоснется с сетчаткой (в месте контакта будет видно четкое «мокрое пятно»). Дальнейшее опускание электрододержателя может привести к повреждению тканей сетчатки. Быстро переходите с шага 2.1.4 на 2.2.1, чтобы свести к минимуму продолжительность пребывания сетчатки без окисленного АККС; Этот шаг имеет решающее значение и должен быть завершен как можно быстрее. При сплющивании сетчатки на чипе важно действовать быстро, однако также важно, чтобы большая часть aCSF от рассечения была высушена, чтобы сетчатка хорошо контактировала с электродом. Слишком быстрый переход сетчатки под уровень оксигенации может привести к тому, что у него не будет хорошего контакта с записывающими электродами, а слишком медленный подход может привести к гипоксии и гибели клеток сетчатки. Мы обнаружили, что 30-60 с приводит к хорошему контакту и здоровой сетчатке (т.е. мы наблюдаем типичные зубцы сетчатки).
    2. Используя эталонную перфузионную систему, начните заполнение лунки чипа MEA кислородосодержащим aCSF со скоростью потока 2 мл/мин.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуется использовать открытую систему перфузии, так как электрический шум остается низким и обеспечивает приток свежего КСФ к сетчатке. Убедитесь, что к перфузионной установке подключена встроенная система нагрева для нагрева aCSF до физиологических условий.
    3. Включите встроенный нагреватель перфузионной системы, чтобы нагреть aCSF до 32-34 °C.

3. Электрофизиологические записи

  1. Внеклеточные записи-
    1. Включите систему записи.
    2. На компьютере сбора данных дважды щелкните сначала значок Сервер , а затем Область , чтобы открыть его.
    3. Нажмите на значок «Инициализировать» в интерфейсе «Осциллограф » и введите идентификатор чипа MEA, чтобы начать внеклеточную запись с использованием системы MEA.
    4. Нажмите на значок «Смещение » в интерфейсе «Область», чтобы настроить смещение.
    5. Отрегулируйте усиление и настройки фильтра для оптимизации обнаружения сигнала. Используйте стандартные настройки усиления 512 и высокие частоты 300 Гц; установите частоту дискретизации на частоте 20 кГц.
    6. Выберите подходящую конфигурацию записи. Общая активная область, которую можно взять на выборку, составляет 3,85 x 2,1 мм2 . Программное обеспечение позволяет пользователям выбирать способ настройки расстояния между электродами; Чтобы следовать этому протоколу, используйте настройку по умолчанию, которая равномерно распределяет записывающие электроды по максимальной активной области, поскольку это позволяет выполнять выборку на как можно большей части сетчатки. Это приводит к разнесению 87,5 мкм на регистрирующий электрод.
    7. Дайте сетчатке акклиматизироваться к камере записи в течение 60 минут.
    8. Начните запись спонтанных действий из RGC, перейдя на вкладку « Анализ » и выбрав значок « Создать новый анализ ». Выберите тип анализа Сеть , назначьте соответствующее имя файла и нажмите OK , чтобы сохранить конфигурацию. Установите желаемую продолжительность записи, настроив параметр Время записи (сек). Включите параметр «Только спайк », чтобы сосредоточиться на данных о спайках, затем нажмите значок «Запустить анализ», чтобы начать сеанс записи.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для записи волн сетчатки продолжительностью 10 минут и дольше мы рекомендуем использовать настройку «Только спайки », которая сохраняет только временные метки потенциалов действия с помощью встроенного инструмента обнаружения спайков, а не полную необработанную электрофизиологическую трассировку по каналу. Это связано с тем, что длительная запись (>10 минут) по 1024 каналам может легко привести к образованию файлов данных размером в ТБ, которые технически сложны для анализа и значительно замедляют ход исследований. Мы подтвердили, что исходные данные с использованием времени спайков только повторяют известные пространственно-временные свойства волн сетчатки: для волн стадии II мы наблюдаем большие волны, которые покрывают большую часть сетчатки и возникают на частотах, соответствующих предыдущим отчетам (см. рис. 2). Мы отмечаем, что если исследовательский проект требует более глубокого анализа форм спайковых сигналов, то регистрация исходного электрофизиологического следа является необходимостью.
    9. Периодически контролируйте текущую запись, чтобы убедиться, что сбор данных идет должным образом и система функционирует должным образом.

4. Порядок уборки

  1. После завершения записи и сохранения данных выключите встроенный нагреватель, а затем выключите систему перфузии.
  2. Осторожно снимите вставку-держатель салфетки и извлеките чип MEA. Очистите чип, сначала промыв его 70% этанолом, а затем деионизированной (DI) водой.
  3. Чтобы предотвратить засорение трубки, промойте перфузионную систему деионизионной водой в течение 15 минут.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Высокопроизводительная запись и анализ зубцов сетчатки с помощью HD-MEA
Мы провели часовую запись спонтанных волн сетчатки в формате HD-MEA (рис. 2). Растровый график нейронной активности показывает структурированную картину волн сетчатки, где каждая точка представляет собой обнаруженный потенциал действия отдельного электрода (рис. 2A, внизу). Суммирование активности по электродам приводит к получению одной кривой, что облег...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Описанный здесь протокол представляет собой воспроизводимый и высокопроизводительный метод подготовки ткани сетчатки и выполнения записей HD-MEA, предлагая надежный метод изучения активности сетчатки сетчатки. Технология HD-MEA имеет значительные преимущества по сравнению с традиционными электрофизиологическими методами и методами визуализации, особенно при захвате данных с высокой пропускной способностью. HD-MEA обеспечивает запись спонтанной динамики волн сетчатки в режиме реального вр...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет конфликта интересов, о котором можно было бы заявить.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

При поддержке грантов NIH R00EY030909 A.T.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Одноразовая переводная пипетка объемом 3 мл (с отрезанным концом)Fisherbarnd13-711-9CMПомогает при перемещении сетчатки между чашками Петри.
Искусственная спинномозговая жидкость (КСФ)Поддерживает физиологическое состояние тканей сетчатки; состоит из NaCl, KCl,<суб>2PO<суб>4, NaHCO<суб>3, CaCl<суб>2, MgCl<суб>2, глюкозы и пузырчатого карбогена.
CaCl2Fisher ChemicalsC79-500Для приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
Подача карбогена (95% O2, 5% CO2)Используетсядля насыщения кислородом aCSF и поддержания жизнеспособности тканей.
Скальпель с изогнутым лезвием (#10)Integra4-110Используется для точной резки тканей.
Диссекционный микроскоп (стереоскоп)ZeissStemi 508Незаменим для визуализации и работы с тканями сетчатки.
глюкозаFisher ChemicalsBP350-1Для приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
Линейный нагревательМногоканальная системаTC02Подогревает aCSF до 32-34°° C для оптимальных условий.
Перфузионная система IsmatecIsmatecISM4208Поддерживает непрерывный поток оксигенированного кислотномозгового СМЖ.
KClFisher ChemicalsP271-500Для приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
KH2PO4Sigma AldrichP5504-100gДля приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
Записывающее устройствоMaxOne Maxwell BiosystemsMX1-BRDИнтерфейс между чипом MaxOne и системой
MaxOne SystemMaxwell BiosystemsСистема MX1-SYSCore для электрофизиологических рекодировок на основе MEA.
Держатель салфеток MaxOne с 3-осевым микроманипулятором и сменными вставкамиMaxwell BiosystemsMX1-HLDОбеспечивает точное размещение сетчатки на чипе MEA.
Чип MEA (MX1-S-CHP, MaxWell Biosystems)Maxwell BiosystemsMX1-S-CHPМикроэлектродная матрица высокой плотности для регистрации нейронной активности.
MgCl2Fisher ChemicalsM33-500Для приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
NaClFisher ChemicalsS271-1Для приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
NaHCO3Fisher ChemicalsS233-500Для приготовления искусственной спинномозговой жидкости (aCSF)
Игла (30 G x ½)BD Biosciences305106Помогает делать разрезы на роговице.
Неонатальные животные (P1-P14; мыши)Модельныеорганизмы, такие как мыши, крысы или другие, используемые для исследований сетчатки.
ПК с программным обеспечением MaxLab Live ScopeHPZ4Используется для сбора данных и анализа записей.
Чашка Петри (35 мм или 60 мм)Pyrex3483E12Используется в качестве рабочего места для вскрытия.
Щипцы Roboz micro Adson (RS-5232, длина 4,75 дюйма, 1 x 2 зуба, наконечник 0,5 мм)СпециализированныеRoboz RS-5232для тонкой диссекции.
Пружинные ножницы Roboz (RS-5671, режущая кромка 10 мм, ширина наконечника 0,15 мм, 3¾ " габаритная длина)RobozRS-5671Прецизионные ножницы для резки деликатных тканей.
КистьМаленькая кисть, модифицированная под один волос для работы с нежными тканями.
Два щипца с тонким наконечникомRobozRS-5060Используются для работы с деликатными тканями.
Ватман фильтровальная бумага (#1), нарезанная на мелкие кусочкиGE Healthcare1001-042Используется для обработки и сушки тканей сетчатки.
щипцы для одного волоса

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ford, K. J., Feller, M. B. Assembly and disassembly of a retinal cholinergic network. Vis Neurosci. 29 (1), 61-71 (2012).
  2. Maccione, A., et al. Following the ontogeny of retinal waves: Pan-retinal recordings of population dynamics in the neonatal mouse. J Physiol. 592 (7), 1545-1563 (2014).
  3. Ge, X., et al. Retinal waves prime visual motion detection by simulating future optic flow. Science. 373 (6553), eabd0830(2021).
  4. Zhang, J., Ackman, J. B., Xu, H. P., Crair, M. C. Visual map development depends on the temporal pattern of binocular activity in mice. Nat Neurosci. 15 (2), 298-307 (2011).
  5. Xu, H. P., et al. An instructive role for patterned spontaneous retinal activity in mouse visual map development. Neuron. 70 (6), 1115-1127 (2011).
  6. Wong, R. O. L. Retinal waves: Stirring up a storm. Neuron. 24 (3), 493-495 (1999).
  7. Biswas, S., et al. Glutamatergic neuronal activity regulates angiogenesis and blood-retinal barrier maturation via norrin/beta-catenin signaling. Neuron. 112 (12), 1978-1996.E6 (2024).
  8. Sernagor, E., Grzywacz, N. M. Influence of spontaneous activity and visual experience on developing retinal receptive fields. Curr Biol. 6 (11), 1503-1508 (1996).
  9. Blankenship, A. G., Feller, M. B. Mechanisms underlying spontaneous patterned activity in developing neural circuits. Nat Rev Neurosci. 11 (1), 18-29 (2010).
  10. Ford, K. J., Felix, A. L., Feller, M. B. Cellular mechanisms underlying spatiotemporal features of cholinergic retinal waves. J Neurosci. 32 (3), 850-863 (2012).
  11. Tiriac, A., Smith, B. E., Feller, M. B. Light prior to eye opening promotes retinal waves and eye-specific segregation. Neuron. 100 (5), 1059-1065.e4 (2018).
  12. Voufo, C., et al. Circuit mechanisms underlying embryonic retinal waves. Elife. 12, e81983(2023).
  13. Ackman, J. B., Burbridge, T. J., Crair, M. C. Retinal waves coordinate patterned activity throughout the developing visual system. Nature. 490 (7419), 219-225 (2012).
  14. Burbridge, T. J., et al. Visual circuit development requires patterned activity mediated by retinal acetylcholine receptors. Neuron. 84 (5), 1049-1064 (2014).
  15. Gribizis, A., et al. Visual cortex gains independence from peripheral drive before eye opening. Neuron. 104 (4), 711-723.e3 (2019).
  16. Meister, M., Wong, R. O., Baylor, D. A., Shatz, C. J. Synchronous bursts of action potentials in ganglion cells of the developing mammalian retina. Science. 252 (5008), 939-943 (1991).
  17. Rathbun, D. L., Jalligampala, A., Zrenner, E., Hosseinzadeh, Z. Improvements for recording retinal function with microelectrode arrays. MethodsX. 12, 102543(2024).
  18. Muller, J., et al. High-resolution CMOS MEA platform to study neurons at subcellular, cellular, and network levels. Lab Chip. 15 (13), 2767-2780 (2015).
  19. Sondereker, K. B., Stabio, M. E., Jamil, J. R., Tarchick, M. J., Renna, J. M. Where you cut matters: A dissection and analysis guide for the spatial orientation of the mouse retina from ocular landmarks. J Vis Exp. (138), e57861(2018).
  20. Fiscella, M., et al. Recording from defined populations of retinal ganglion cells using a high-density cmos-integrated microelectrode array with real-time switchable electrode selection. J Neurosci Methods. 211 (1), 103-113 (2012).
  21. Frega, M., et al. Neuronal network dysfunction in a model for Kleefstra syndrome mediated by enhanced NMDAR signaling. Nat Commun. 10 (1), 4928(2019).
  22. Berdondini, L., et al. Active pixel sensor array for high spatio-temporal resolution electrophysiological recordings from single cell to large scale neuronal networks. Lab Chip. 9 (18), 2644-2651 (2009).
  23. Gollisch, T., Meister, M. Eye smarter than scientists believed: Neural computations in circuits of the retina. Neuron. 65 (2), 150-164 (2010).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Retinal WavesMultielectrode ArrayElectrophysiology PlatformRetinal Ganglion CellsHigh Density MEARetinal DevelopmentExtracellular RecordingsRetinal Tissue PreparationNeural Circuit MaturationVision Research
Video Coming Soon

Related Articles