Method Article

Bir Elektrofizyoloji Platformu Kullanarak Retina Dalgalarının Yüksek Yoğunluklu Çok Elektrotlu Dizi Kayıtları

DOI:

10.3791/68493

June 24th, 2025

* These authors contributed equally

In This Article

Summary

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

Yüksek yoğunluklu çoklu elektrot dizileri (HD-MEA'lar), nöral devre gelişiminde çok önemli bir rol oynayan spontan retina dalgalarını incelemek için kullanılır. Bu protokol, fare retina dokusunun hazırlanması ve bir elektrofizyoloji platformunda HD-MEA'lar kullanılarak elektrofizyolojik kayıtların gerçekleştirilmesi için adımları özetlemektedir.

Abstract

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

Spontan retina dalgaları, gelişim sırasında retina ağı aktivitesinin ayırt edici bir özelliğidir ve aksonların incelmesini, damar sisteminin geçirgenliğini ve nöral devrelerin genel olgunlaşmasını etkileyerek görsel sistemin oluşumunda çok önemli bir rol oynar. Bu dalgalar yaygın olarak, büyük retinal ganglion hücresi (RGC) aktivitesi popülasyonlarının elektrofizyolojik kayıtlarını sağlayan çoklu elektrot dizileri (MEA'lar) kullanılarak ex vivo retinal preparatlarda incelenir. MEA tabanlı elektrofizyoloji, yüksek verimli verileri hızlı bir şekilde toplamak için kullanım kolaylığı nedeniyle güçlü bir araç haline gelmiştir, bu nedenle çeşitli deneysel koşullarda retina aktivitesini incelemek için ideal hale gelmiştir.

Bu protokolde, bir elektrofizyoloji platformunda Yüksek Yoğunluklu MEA (HD-MEA) kullanarak elektrofizyolojik verilerin elde edilmesi için retina dokusunun hazırlanması için kritik adımları özetliyoruz. Süreç, fizyolojik koşullar altında yenidoğan hayvanlardan sağlam retinaların dikkatli bir şekilde izole edilmesiyle başlar. Hazırlandıktan sonra retina, en az 1.000 RGC'den eşzamanlı hücre dışı kayıt yapabilen 26.400 elektrottan oluşan bir ızgaradan oluşan bir HD-MEA çipine dikkatlice monte edilir. Kayıtlar birkaç saate kadar sürebilir. Sonuç olarak, bu metodolojik yaklaşım, retina gelişimi, hastalık ve potansiyel olarak türler arası karşılaştırmalı çalışmaların araştırılmasında değerli uygulamalar sunarak sinirbilim ve görme araştırmalarında daha geniş ilerlemelere katkıda bulunur.

Introduction

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

Spontan retina dalgaları, görme başlangıcından önce gelişmekte olan retinada gözlenen periyodik ilişkili aktivite patlamalarıdır. Farelerde, retina dalgalarını başlatan ve yayan devreler, gelişim sırasında hızla değişir, embriyonik olarak başlar ve göz açılışında sona erer (doğum sonrası 14). Retina devreleri geliştikçe, retina dalgalarının uzay-zamansal özellikleri önemli ölçüde değişir 2,3. Birkaç çalışma, bu spesifik uzay-zamansal özelliklerin görsel sistemin gelişimini yönlendirdiğini desteklemektedir: gözler arasındaki asenkron aktivite, göze özgü ayrışmayı4 talimat verir, dalga alanı boyutu, binoküler beyin bölgelerindeki retinotopik aksonların rafine edilmesini talimat verir 5,6 ve dalgaların yayılma yönü, superior colliculus3'teki yön seçicilik devrelerine talimat vermek için dahil edilmiştir. Nöral devrelerin ötesinde, retina dalgaları kan damar sisteminingeçirgenliğinin gelişmesinden sorumludur 7. Ek olarak, evre II retina dalgalarının alıcı alan alanlarının büyümesini kontrol ettiği ve retinal ganglion hücrelerinde (RGC'ler) stabilize ettiği keşfedilmiştir8. Kritik olarak, gelişim sırasındaki anormal retina dalgaları çeşitli nörogelişimsel bozuklukların temeli olabilir ve aslında, konjenital nistagmus3'ün bir fare modelinde retina dalgaları anormaldir. Erken görme sistemi gelişimindeki kritik rolleri ve hastalık üzerindeki etkileri göz önüne alındığında, herhangi bir yaşta ve herhangi bir hayvan modelinde retinal dalgaların uzay-zamansal dinamiklerini kaydetmeye ihtiyaç vardır.

Retina dalgalarını incelemek için çeşitli yöntemler ortaya çıkmıştır. Hem tek hücreli elektrofizyoloji 9,10 hem de kalsiyum görüntüleme 11,12,13,14,15, devreler ve retina dalgalarının işlevi hakkında ufuk açıcı bulgulara yol açmıştır. Burada, retina dalgalarının16 erken araştırılmasından bu yana kullanılanve bir teknik 2 olarak gelişmeye devam eden bir yöntem olan çok elektrotlu dizi kayıtlarına (MEA) odaklanıyoruz. MEA'lar, yüzlerce ila binlerce RGC'den aksiyon potansiyellerinin eşzamanlı hücre dışı kaydedilmesini sağlayarak, araştırmacıların kalsiyum görüntüleme ile mümkün olana benzer şekilde dalga başlangıcını, yayılmasını ve sonlandırılmasını izlemelerine olanak tanır. MEA'lar, RGC'lerden gelen aksiyon potansiyelini doğrudan kaydettiğinden, MEA'lar, bir kalsiyum indikatörünün eklenmesi gibi ek bir komplikasyon olmaksızın çeşitli genetik fare modellerini veya model olmayan organizmaları incelemek için kullanılabilir. Doku ayrıca doğrudan MEA'da kültürlenebilir ve bu da çok uzun kayıt süreleri sağlar. MEA'lar ayrıca yüksek düzeyde ölçeklenebilirdir, mevcut ürünler aynı anda altı adede kadar aktif MEA'yı mümkün kılar, bu da retinaların hızlı bir şekilde değerlendirilmesini sağlayabilir ve ilaç keşfini katalize edebilir. MEA'ların belki de en büyük gücü, birçok hücreyi yüksek örnekleme hızında örnekleme yetenekleridir, bu da dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarların hızlı bir şekilde zengin veri kümeleri elde etmesini sağlar, ancak son işlem konusunda uzmanlık gerektirir.

Bu protokolün birincil amacı, spontan retina dalgalarını ex vivo olarak incelemek için tek oyuklu Yüksek yoğunluklu MEA (HD-MEA) sistemi kullanarak retina dokusunun hazırlanması ve elektrofizyolojik kayıtların gerçekleştirilmesi için ayrıntılı ve tekrarlanabilir bir protokol sağlamaktır. Bu yöntem, yüksek verimli ve uzun süreli veri toplamayı sağlayarak onu çok çeşitli gelişimsel ve hastalıkla ilgili çalışmalar için uygun hale getirir. Aynı anda >1.000 elektrot bölgesine izin veren yeni gelişmiş CMOS tabanlı HD-MEA sistemi, geleneksel elektrofizyolojik yaklaşımlara göre çeşitli avantajlar sunar. Yüksek yoğunluklu elektrot dizisi (26.400 elektrot), 1.012 RGC'ye kadar hassas, eşzamanlı hücre dışı kayıtlara olanak tanıyarak ince ölçekli uzamsal aktivite modellerini yakalar. Tek kuyulu tasarım, tek tip kayıt koşulları sağlar17. Ek olarak, bu sistem birkaç saat süren uzun süreli kayıtlara izin vererek, önemli bir sinyal bozulması olmadan çeşitli fizyolojik ve farmakolojik koşullar altında dalga dinamiklerini incelemeyi mümkün kılar18. Bu çalışma, bir protokol sağlayarak, HD-MEA teknolojisini sinirbilim, oftalmoloji ve görme bilimi alanındaki daha geniş bir araştırmacı kitlesi için erişilebilir hale getirmeyi amaçlamaktadır. Bu yöntem, retina dalgalarının incelenmesinde ileriye doğru atılmış önemli bir adımı temsil eder ve erken görme sistemi gelişimini, hastalık mekanizmalarını ve potansiyel terapötik müdahaleleri incelemek için yeni yollar sunar.

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

Protocol

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

Bu protokol, Maxwell Biosystems HD-MEA platformunu kullanarak retina dalgalarının MEA kayıtları için yenidoğan farelerden retina dokusunun izole edilmesi ve hazırlanması için adımları özetlemektedir. Prosedür, fizyolojik koşulları korumak, retina dokusunun yapısal olarak sağlam kalmasını, hasarsız kalmasını ve optimal elektrot teması için uygun şekilde hazırlanmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Bu deneyler, Vanderbilt Hayvan Bakım ve Kullanım Programı tarafından M2200056-00 protokol numarası altında onaylanmıştır. Fareler (1-2 haftalık, her iki cinsiyet) 12 saatlik gündüz / gece döngüsü vivaryumuna yerleştirildi ve düzenli bir yemek diyeti ile beslendi.

1. Retina dokusunun hazırlanması

  1. Retinanın izolasyonu
    NOT: Bu protokolde kullanılan malzemeler, ekipman ve reaktifler hakkında ayrıntılar için Malzeme Tablosuna bakın (ayrıca bkz. Şekil 1).
    1. Çalışma alanını hazırlama
      1. Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlayın: 125 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1.25 mM NaH2PO4, 26 mM NaHCO3, 2 mM CaCl2, 1 mM MgCl2, 10 mM glikoz, karbojen ile köpürtülmüş:% 95 O2/5% CO2 (pH 7.4, ozmolarite 290 ± 10 mOsm) ve 5 ° C'de saklayın. Diseksiyondan önce aCSF'yi oksijenlenirken 10 dakika buz üzerinde tutun.
        NOT: CaCl2 , çözelti 10 dakika boyunca karbojen ile köpürtüldükten sonra en son eklenmelidir.
      2. Taze, buz gibi soğuk aCSF'nin oksijenlenmesine başlayın (en az 10 dakika).
      3. Diseksiyon aletlerini ve mikroskobu ayarlayın.
    2. Hayvanı kurumsal yönergelere göre ötenazi yapın.
    3. Kavisli yaylı makas kullanarak gözleri enüklee edin-
      1. Doğum sonrası yavruların gözleri P11-13'e kadar (farede) kapalı olduğundan ve kapakların dikkatlice açılması gerektiğinden, göz kapaklarını kavramak için mikro forseps ve bunları çıkarmak için yaylı makas kullanın. Oküler hasardan kaçınmak için yaylı makas kullanarak gözleri dikkatlice çıkarın.
      2. Optik siniri kesin ve gözleri oksijenli aCSF'ye yerleştirin. Gözü Petri kapları arasında nazikçe hareket ettirmek için bir transfer pipeti kullanın.
        NOT: Diseksiyon protokolünün geri kalanı için, her 10 dakikada bir oksijenli aCSF ile yenileyin.
    4. Diseksiyon mikroskobu altında,
      1. Forseps ile gözü sabitlerken bir iğne kullanarak korneada küçük bir kesi yapın.
      2. Skleral çevre boyunca nazikçe yırtarak korneayı künt bir şekilde inceleyin.
      3. İrisi ve lensi çıkarın. Retina genç hayvanlarda merceğe takılıysa, forseps kullanarak nazikçe ayırın.
        NOT: Genç hayvanlarda, retina bazen lense bağlanır. Lens çıkarılırken retinayı yerinde tutmak için bir çift forseps kullanarak lensi retinadan nazikçe çekmek için forsepsleri kullanın ve diğerini retinanın dış kenarlarında durun.
    5. Retinayı yönlendirin.
      1. Koroid dokusunu kullanarak ventral tarafı tanımlayın (yönlendirme hakkında ayrıntılı bir protokol için Sondereker ve ark.19'a bakınız) ve RGC tabakası yukarı bakacak şekilde araştırmacıya bakacak şekilde konumlandırın.
      2. Ventral eksenden saat yönünün tersine 45° referans kesim yapmak için kavisli bir neşter kullanın.
      3. İnce forseps kullanarak retinayı retina pigmentli epitel (RPE) ve skleradan nazikçe ayırın.
        NOT: Genç farelerde, RPE retinadan kolayca soyulur. Daha yaşlı farelerde, RPE retinaya daha fazla bağlanır. RPE'yi retinanın çoğundan çıkardıktan sonra, RPE hala optik sinir yoluyla retinaya bağlıysa, bu bağlantıyı kesmek için yaylı makas kullanın. Bu, optik sinirin yakınındaki retina dokusunun hasar görmesini önler.
    6. Yenidoğan retinalarının hemen hemen hiç vitreus gövdesi yoktur, ancak daha eski retinalar vardır (retinanın kenarı boyunca kahverengi bir filament olarak görünür, ancak lifler vitreus mizahı içinde de birbirine bağlanır). İnce forsepsleri kullanarak, RGC tabakasının üzerinde bulunan vitreus dokusunu çıkarın.
      NOT: Bu lifli tabaka bazen lens çıkarıldığında çıkar. Olmadıysa, mümkün olduğu kadar çok çıkarmak önemlidir, aksi takdirde RGC'lerin elektrotlarla uygun şekilde temasını önleyecektir.
    7. Bir neşter kullanarak, retinanın tabakta düz durmasına yardımcı olmak için dört kabartma kesiği yapın. Daha sonra oryantasyonu bilmek ve sürdürmek için, ventral kadranın iki köşesini bir neşter ile kesin.

2. Retinanın MEA çipine monte edilmesi

  1. Retinanın montajı-
    1. Ucu kesilmiş olarak transfer pipetini kullanarak retinayı Petri kabından MEA çipine nazikçe aktarın. Çipte kuyunun dibini kaplayacak kadar aCSF olduğundan emin olun.
    2. Retinayı elektrotların üzerine, RGC tabakası elektrotlara bakacak şekilde konumlandırılacak şekilde hafifçe hareket ettirmek için tek tüylü fırçayı kullanın.
    3. 10 μL'lik pipeti kullanarak, retina dokusunun etrafındaki fazla aCSF'yi nazikçe çıkarın. Ekstra aCSF'den kurtulmak için çipi belirli bir açıyla eğin.
      NOT: Elektrotlara veya amplifikatörlere asla pipet ucuyla dokunmayın. aCSF çıkarıldıkça, retina daha fazla düzleşecektir. Retinanın herhangi bir kısmı kendi altına katlanmışsa, açmak için istenen broşürün altına nazikçe kepçe yapmak için tek saç fırçasını kullanın. Yaprakçıkların herhangi bir bölümünü açarken retinanın hareket etmesini önlemek için, optik sinirin bağlandığı retinanın merkezine hafif bir basınç uygulamak için ikinci bir tek tüylü fırça kullanılabilir.
    4. Talaşı 45°'lik bir açıyla eğerek ve talaşın eğimli kısmında biriken aCSF'nin sonunu çıkararak kuyuyu mümkün olduğunca kurutun.
      NOT: Bu, retina ve elektrotlar arasındaki bağlantıyı artıracaktır.
    5. Retinanın kenarlarını nazikçe kurulamak ve kurutmak için filtre kağıdı kullanın. MEA çipini bir kayıt odasına yerleştirin.
  2. Elektrot temasının arttırılması-
    1. Retinayı elektrotların üzerine nazikçe itmek için değiştirilebilir bir doku tutucu ek parçası kullanın, optimum teması sağlayın ve sinyal-gürültü oranını iyileştirin.
      NOT: Doku tutucu ek, retina ile temas ettiği anda indirilmeyi durdurmalıdır (temas noktasında net bir "ıslak nokta" görünecektir). Elektrot tutucunun daha da alçaltılması retina dokusuna zarar verme riski taşır. Retinanın oksijenli aCSF olmadan kaldığı süreyi en aza indirmek için adım 2.1.4'ten 2.2.1'e hızla geçiş yapın; Bu adım kritiktir ve mümkün olan en kısa sürede tamamlanmalıdır. Retinayı çip üzerinde düzleştirirken hızlı hareket etmek önemlidir, ancak retinanın elektrotla iyi bir şekilde temas etmesi için diseksiyondan kaynaklanan aCSF'nin çoğunun kurutulması da önemlidir. Retinayı oksijenasyon altına almak için çok hızlı gitmek, kayıt elektrotlarıyla iyi temas etmeme riski taşır ve çok yavaş gitmek, retina hücrelerinin hipoksik hale gelmesi ve ölmesi riskini taşır. 30-60 s'nin iyi temasa ve sağlıklı retinalara yol açtığını bulduk (yani, tipik retina dalgalarını gözlemliyoruz).
    2. Referans verilen perfüzyon sistemini kullanarak, MEA çipini 2 mL/dk akış hızında oksijenli aCSF ile iyice doldurmaya başlayın.
      NOT: Elektriksel gürültü düşük kaldığı ve retinaya taze aBOS sağladığı için açık bir perfüzyon sistemi önerilir. aCSF'yi fizyolojik koşullara göre ısıtmak için perfüzyon kurulumuna sıralı bir ısıtma sisteminin bağlı olduğundan emin olun.
    3. aCSF'yi 32-34 °C'ye ısıtmak için perfüzyon sisteminin hat içi ısıtıcısını açın.

3. Elektrofizyolojik kayıtlar

  1. Hücre dışı kayıtlar-
    1. Kayıt sistemini açın.
    2. Alım bilgisayarında, açmak için önce Sunucu simgesine, sonra da Kapsam'a çift tıklayın.
    3. Kapsam arayüzündeki Başlat simgesine tıklayın ve MEA sistemini kullanarak hücre dışı kayıtlara başlamak için MEA çip kimliğini girin.
    4. Ofseti ayarlamak için Kapsam arayüzündeki Ofset simgesine tıklayın.
    5. Sinyal algılamayı optimize etmek için kazanç ve filtre ayarlarını yapın. 512 kazancı ve 300 Hz yüksek geçişi varsayılan ayarlarını kullanın; örnekleme hızını 20 kHz'e ayarlayın.
    6. Uygun kayıt yapılandırmasını seçin. Örneklenebilecek toplam aktif alan 3,85 x 2,1mm2'dir. Yazılım, kullanıcıların elektrot aralığını nasıl yapılandıracaklarını seçmelerine olanak tanır; Bu protokolü takip etmek için, kayıt elektrotlarını maksimum aktif alana eşit olarak yayan varsayılan ayarı kullanın, çünkü bu, retinanın mümkün olduğunca büyük bir kısmına örnekleme yapar. Bu, kayıt elektrodu başına 87,5 μm'lik bir boşluğa yol açar.
    7. Retinanın 60 dakika boyunca kayıt odasına alışmasına izin verin.
    8. Tahlil sekmesine gidip Yeni Test Oluştur simgesini seçerek RGC'lerden spontan aktivite kayıtlarına başlayın. tahlil türünü seçin, uygun bir dosya adı atayın ve yapılandırmayı kaydetmek için Tamam'a tıklayın. Kayıt süresi (sn) parametresini ayarlayarak kayıt için istenen süreyi ayarlayın. Etkinleştir Yalnızca Spike ani artış verilerine odaklanmak için seçeneğini tıklayın, ardından Tahlili Çalıştır Kayıt oturumunu başlatmak için simge.
      NOT: 10 dakika ve daha uzun retina dalgalarının kayıtları için, kanal başına tam ham elektrofizyolojik iz yerine yerleşik bir ani yükselme algılama aracı kullanarak yalnızca aksiyon potansiyellerinin zaman damgalarını kaydeden yalnızca sivri uçlar ayarını kullanmanızı öneririz. Bunun nedeni, 1.024 kanalda uzun süreli kaydın (>10 dakika), teknik olarak analiz edilmesi zor olan ve araştırma ilerlemesini büyük ölçüde yavaşlatan TB boyutunda veri dosyalarına kolayca sonuçlanabilmesidir. Ani yükselme sürelerini kullanan ham verilerin yalnızca retina dalgalarının bilinen uzay-zamansal özelliklerini kopyaladığını doğruladık: evre II dalgalar için, retinanın çoğunu kaplayan ve önceki raporlarla eşleşen frekanslarda meydana gelen büyük dalgaları gözlemliyoruz (bkz. Şekil 2). Araştırma projesi spike dalga formlarının daha derinlemesine analizini gerektiriyorsa, ham elektrofizyolojik izin kaydedilmesinin bir gereklilik olduğunu not ediyoruz.
    9. Veri alımının beklendiği gibi ilerlediğinden ve sistemin düzgün çalıştığından emin olmak için devam eden kaydı periyodik olarak izleyin.

4. Temizleme prosedürü

  1. Kayıt tamamlandıktan ve veriler kaydedildikten sonra, hat içi ısıtıcıyı kapatın ve ardından perfüzyon sistemini kapatın.
  2. Doku tutucu ekini dikkatlice çıkarın ve MEA çipini çıkarın. Çipi önce %70 etanol ve ardından deiyonize (DI) su ile durulayarak temizleyin.
  3. Borunun tıkanmasını önlemek için perfüzyon sistemini 15 dakika boyunca DI suyu ile yıkayın.

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

Results

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

HD-MEA'lar ile retina dalgalarının yüksek verimli kayıtları ve analizi
Spontan retinal dalgaların bir saatlik HD-MEA kaydı yapıldı (Şekil 2). Nöronal aktivitenin bir raster grafiği, her noktanın tek bir elektrottan tespit edilen bir aksiyon potansiyelini temsil ettiği retina dalgalarının yapılandırılmış modelini gösterir (Şekil 2A, alt). Elektrotlar arasındaki aktivitenin toplanması, tek bir izle sonuçlanır, bu da 1 saatlik k...

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

Discussion

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

Burada açıklanan protokol, retina dokusunun hazırlanması ve HD-MEA kayıtlarının gerçekleştirilmesi için tekrarlanabilir ve yüksek verimli bir yöntem sağlayarak retina ağ aktivitesini incelemek için sağlam bir yöntem sunar. HD-MEA teknolojisi, özellikle yüksek verimli verilerin yakalanmasında geleneksel elektrofizyolojik ve görüntüleme tekniklerine göre önemli avantajlar sunar. HD-MEA, spontan retina dalga dinamiklerinin gerçek zamanlı, milisaniye ölçeğinde doğruluk kayıtları sunarak hass...

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

Disclosures

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

Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Acknowledgements

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

AT'ye R00EY030909 NIH hibeleri tarafından desteklenmektedir.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
3 mL tek kullanımlık transfer pipeti (ucu kesilmiş)Fisherbarnd13-711-9CMRetinanın petri kapları arasında hareket etmesine yardımcı olur.
Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF)Retina dokusu için fizyolojik koşulları korur; NaCl, KCl, NaH2PO4, NaHCO3, CaCl2, MgCl2, glikoz ve karbojen ile köpürtülmüş
CaCl2Fisher ChemicalsC79-500Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak için)
Karbojen kaynağı (%95 O2, %5 CO2)aCSF'yi oksijenlendirmek ve doku canlılığını korumak için kullanılır.
Kavisli bıçaklı neşter (#10)Integra4-110Dokuyu hassas bir şekilde kesmek için kullanılır.
Diseksiyon mikroskobu (stereoskop)ZeissStemi 508Retina dokusunu görselleştirmek ve işlemek için gereklidir.
glikozFisher ChemicalsBP350-1Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak içinSıralı
ısıtıcıÇok Kanallı SistemTC02aCSF'yi 32-34 ° C'ye ısıtır; Optimum koşullar için C.
Ismatec Perfüzyon SistemiIsmatecISM4208Oksijenli aCSF'nin sürekli akışını sağlar.
KClFisher ChemicalsP271-500Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak
içinKH2PO4Sigma AldrichP5504-100gYapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak içinMaxOne
Kayıt ÜnitesiMaxwell BiosystemsMX1-BRDMaxOne Çip ve Sistem MaxOne Sistemi
arasındaki arayüz Maxwell BiosystemsMEA tabanlı elektrofizyolojik geri kazanımlar içinMX1-SYS
3 eksenli mikromanipülatöre ve değiştirilebilir uçlara sahip MaxOne Doku TutucuMaxwell BiosystemsMX1-HLDRetinanın MEA çipi üzerine hassas bir şekilde yerleştirilmesini sağlar.
MEA çipi (MX1-S-CHP, MaxWell Biosystems)Maxwell BiosystemsMX1-S-CHPNöronal aktiviteyi kaydetmek için yüksek yoğunluklu mikroelektrot dizisi.
MgCl2Fisher ChemicalsM33-500Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak içinNaCl
Fisher ChemicalsS271-1Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak
içinNaHCO3Fisher ChemicalsS233-500Yapay beyin omurilik sıvısı (aCSF) hazırlamak içinİğne
(30 G x ½)BD Biosciences305106Korneada kesiler yapılmasına yardımcı olur.
Yenidoğan hayvanlar (P1-P14; fare)Retinalçalışmalar için kullanılan fareler, sıçanlar veya diğerleri gibi model organizmalar.
MaxLab Live Scope yazılımına sahipPC HPZ4Veri toplama ve kayıtların analizi için kullanılır.
Petri kabı (35 mm veya 60 mm)Pyrex3483E12Diseksiyon için çalışma alanı olarak kullanılır.
Roboz mikro Adson forseps (RS-5232, 4,75" uzunluğunda, 1 x 2 diş, 0,5 mm uç)RobozRS-5232İnce diseksiyon için özel forseps.
Roboz yaylı makas (RS-5671, 10 mm kesme kenarı, 0,15 mm uç genişliği, 3¾ » toplam uzunluk)RobozRS-5671Hassas dokuları kesmek için hassas makas.
Tek saç fırçasıHassas dokuyu işlemek için tek bir saça modifiye edilmiş küçük boya fırçası.
İki ince uçlu forsepsRobozRS-5060Hassas doku işleme için kullanılır.
Whatman filtre kağıtları (# 1), küçük parçalar halinde kesilmişGE Healthcare1001-042Retina dokusunu işlemek ve kurutmak için kullanılır.
olarak oluşur. Core sistemi.:

References

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