Name: Tasarım, Tedavi, Hücresel Kaplama ve Fonksiyonel Inter-bağlantılı Devreler oluşan Modüler Nöronal Ağları Kültüre Yüzey (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: Öğrenin, PDMS şablonları kullanarak nöronal hücrelerin yapışmasını desenlendirme ve fonksiyonel modüler ağlar oluşturma yöntemini. Bu teknik, nörolojik bağlantı ve elektrofizyolojik dinamikleri incelemek için kullanılır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma, Avrupa Projesi BRIANBOW (FP7- Genç kaşifler tarafından desteklenen, yazarlar yazının yararlı yorumlar için Dr. Jacopo Tessadori teşekkür etmek istiyorum, ve video kullanılan grafik üretiminde ona yardım için Silvia Chiappalone olur.

Prosedür laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için NIH standartlarına uygun olarak yapıldığını ve Tel-Aviv Üniversitesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (izin numarası - L-14-019) tarafından onaylandı. Araçların ve PDMS 1. Hazırlık <ol><li> Gofret hazırlayın (Malzeme Tablo, ya da bir mikroimalat laboratuarından gofret sipariş), bir neşter ve bir cımbız - sterilizasyon gerekli değildir. </li><li> Aşağıdaki koşullara göre poli-D-lisin (PDL) çözeltisi oluşturunuz: 4 mg / 0.1 M borat tamponu içinde mi, pH 8, ve mağaza -20 ° C&#39;de ilave edildi. </li><li> Aşağıdaki prosedüre göre PDMS kalıpları Hazırlama: <ol><li> Taban ve 10 bir oranı ile sertleştirme ajanı karıştırılarak bir polidimetilsiloksan (PDMS, silikon elastomer) hazırlanması: 1, daha sonra yaklaşık 5 dakika boyunca 2 maddeler karıştırılmıştır. </li><li> 15 dakika boyunca iki kez vakum odasında her zaman yerleştirin ve doğrulamak kabarcıklar gitti. </li><li> Ne ZamanGaz kullanımını sağlamak için açık azot düğmeleri döndürücü silikon gofret (Şekil 1A) yerleştirin ve hareket etmesini engellemek için vakum kullanın: PDMS Spin kaplayıcı hazırlamak, hazır. </li><li> Gofret üzerinde PDMS dökün ve 1.000 rpm&#39;de 1 dakika eğiren aktive (yaklaşık 100 mikron yükseklik oluşturur). </li><li> 30 dakika boyunca 100 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde gofret yerleştirin. </li><li> PDMS sertleştikten sonra, Pasteur pipeti kullanarak, PDMS ile şablon sınırları özetlemektedir. 30 dakika boyunca 100 ° C&#39;de bir sıcak plaka üzerinde gofret yerleştirin. </li><li> PDMS sınırları sertleşmiş zaman, sınırları göre şablonlar kesmek ve gofret silikon şablon kalkmasına bir neşter kullanabilirsiniz (tek desen içeren bir kare PDMS). </li></ol></li></ol> 2. Petri Dish ve Kapak Kayma Hazırlık <ol><li> Aşağıdaki sıraya göre 23 mm kare cam kapak fişleri hazırlayın ve bunları temizleyin: <ol><li> Damıtılmış su,% 70 etanol ve aseton ile yıkanır. </li><html><li> Azot ile izopropanol ve hızlı kuru ile yıkayın. </li></ol></li><li> Lamel desenli PDMS şablonlar yerleştirin ve yavaşça onlar sıkıca cam yüzeye bağlı olduğunu doğrulamak için düğmesine basın. 15 dakika boyunca vakum odasına koyun. </li><li> Şablonun üzerine PDL 1 ml bırakın. Iki kez 20 dakika her zaman için vakum odasına lamel yerleştirin ve kurumaya PDL O / N bırakın. </li><li> Bir destekleyici hücre ağı oluşturmak için Petri kabı hazırlayın: <ol><li> RT, 2 saat boyunca PDL 1 ml çanak (3.5 cm) yüzeyini kaplar. Bir pipet kullanarak PDL damla çıkarın. </li><li> Damıtılmış suyla yıkayın ve kurumaya bırakın. Lamel her köşesinde silikon gres çok küçük bir damla yerleştirin. </li></ol></li><li> Eki doğrulamak için yavaşça Petri kabındaki (yani, PDMS yukarı dönük olmalıdır) ve basın merkezine lamel yerleştirin. </li><li> Yavaşça cımbız kullanarak lamel PDMS çıkarın. Sterilizasyon için, 7 dakika UV aydınlatma maruz. </li></ol>le &quot;&gt; 3. Çok Elektrod Dizisi (MEA) Hazırlık <ol><li> Bu düzenin (Malzeme Tablo) Temiz MEA: <ol><li> Konsantre, enzimatik deterjan içinde musluk ve sonikasyon altında su ile 3 kez yıkanır. </li><li> Distile su 3 kez sonikasyon. </li><li> 30 dakika UV altında distile 3 kez (kaput, 1.000 ul ucu), su ve yer ile yıkayın. </li></ol></li><li> Ağ hazırlanmasını desteklemek: <ol><li> Tasarlanmış destek ağı kalıp hazırlayın. <ol><li> 12 gözlü bir levha (22 mm çapında) içine PDMS dökün. </li><li> PDMS kalıp çıkarmak ve bir neşter kullanılarak sertleştirilmiş zaman, bir halka şekli oluşturmak için ortasında bir delik kesti. </li><li> MEA (Şekil 2A) ortasına tasarlanmış bir destek ağı kalıp yerleştirilir ve oda sıcaklığında 2 saat süre ile PDL yüzeyde geri kalan kapak. </li></ol></li><li> Pipet kullanılarak PDL çıkarın ve damıtılmış su ile yıkayın. </li><li> Kalıp çıkarmak ve (Şekil 2A) kurumaya bırakın. &lt;/ Li&gt; </ol></li><li> Şu şekilde MEA için şablonu hizalayın: <ol><li> Belirlenen mikro manipülatör üzerine şablonu yerleştirin. Doğru elektrotlara desenli yapısı hizalamak, ve MEA yüzeyine (Şekil 2B) üzerine yerleştirilir kadar şablonu düşürmek için bir ters mikroskop kullanın. Not: Bir de temizlenmiş MEA ile irtibat PDMS ve MEA kendisi arasında rekabet yapışma sağlar. </li><li> Mikromanipülatör kaldırın ve gerekirse, bu MEA ayrılmakta önlemek için PDMS üzerindeki basıncın az miktarda uygulamak için cımbız kullanın. </li><li> Yavaşça MEA yüzeyine şablonu basın ve sıkıca bağlanmış ve iyi hizalanmış doğrulamak için mikroskop kullanın. (Şekil 2C-D). </li></ol></li><li> 15 dakika boyunca vakum odasında MEA yerleştirin; şablonun üzerine PDL 1 ml damla koydu. </li><li> 20 dakika her vakum odasına 2 kez yerleştirin. Inkübatör O / N kurumaya bırakın PDL. </li><li> Kaplama öncesi, ÇÇA PDMS şablonlar kaldırmak ve w steril kullanarak yıkayınater. 7 dakika boyunca UV ışıması altında yerleştirin. </li></ol> 4. Diseksiyon ve Kültür <ol><li> Herzog ve ark. 2011 21 de tarif edildiği gibi kültür hazırlayın. </li></ol> 5. Kaplama <ol><li> Hemasitometre (sonuç olarak tartışıldığı gibi devrenin büyüklüğüne göre uygun yoğunluğu) kullanılarak, kaplama için gerekli olan hücre sayısını hesaplayın. <ol><li> Emin sayma odası (hemasitometre) Marka temiz ve bunun üzerine bir kapak kayma (temizlemek için kullanılması alkol) yerleştirin. </li><li> Orta (seyreltme 1:20) kaplama 190 ul hücre süspansiyonu, 10 ul seyreltin. </li><li> Yük 10 sayma odasının kenarına seyreltilmiş hücre ul ve yavaş yavaş kendini doldurmak için odasına izin hücreleri pipetle. </li><li> Bir ters mikroskop kullanarak, hemositometre ızgara görselleştirmek. Direkt sayım ile bölme içindeki hücrelerin sayısı (sağlıklı hücreleri yuvarlak olmalı) belirler. Büyük kare witho içinde hücreleri saymakkenarları kapısı olan ut. </li><li> Hücre konsantrasyonu hesaplanır: Hücre sayısı / 1000 ul = seyreltme faktörü × 10 4 (hemasitometre alanı) sayılır Toplam hücreler. Not: Örneğin, eğer seyreltme faktörü 20 ve sayılan toplam hücre 100 idi: 100 × 20 × 10 4 = 0.1 x 10 7 hücre / 1.000 ul veya 1 x 10 6/100 ul. 0.75 x 10 6 hücre plaka için, hücrelerin üzerinden 75 ul alır. </li></ol></li><li> Tek MEA ya da Petri kabı başına kaplama için gerekli hücrelerin sayısını alın toplanmasını önlemek için hücrelerin tekrar süspansiyon ve patternate alanının üstünde, merkezde bunları plaka (gerekirse, bu ortamda hücreleri sulandırmak için mümkün) . MEA için, ortasında bir 100 ul damla yerleştirin. Kapak kayma için, ortada bir 1.000 ul damla yerleştirin. </li><li> 40 dakika boyunca 37 ° C&#39;de kaplama hücreleri inkübe edin. 1 kadar, kaplama hücrelere kaplama orta ekleMEA başına ml kapak kayma başına 2 ml. </li><li> 0.5 Pen-Strep,% 2 B-27 ve% 0.75 glutamax zenginleştirilmiş taze büyüme ortamı ile inceltilmiş, her 4 günde bir, 37 ° C&#39;de tutun. </li><li> Veya glial önlemek için herhangi bir diğer anti-mitotik ajan 6/7 DIV itibaren, adalar arasındaki bağlantıları gördükten sonra, 10 ul orta sulandırmak / ml FUDR (12.5 ml MEM (Minimum Essential Medium Kartal) 25 mg dezoksiuridin + 62.5 mg üridin) büyümesi. </li></ol>

<ol><li>Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+syntax%3A+cell+assemblies%2C+synapsembles%2C+and+readers%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Neural syntax: cell assemblies, synapsembles, and readers.</a> Neuron. 68, 362-385 (2010).</li>
<li>Meunier, D., Lambiotte, R., Bullmore, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modular+and+hierarchically+modular+organization+of+brain+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Modular and hierarchically modular organization of brain networks.</a> Frontiers in Neuroscience. 4, 200(2010).</li>
<li>Levy, O., Ziv, N. E., Marom, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+neural+representation+capacity+by+modular+architecture+in+networks+of+cortical+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Enhancement of neural representation capacity by modular architecture in networks of cortical neurons.</a> European Journal of Neuroscience. 35, 1753-1760 (2012).</li>
<li>Berdondini, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microelectrode+array+%28MEA%29+integrated+with+clustering+structures+for+investigating+in+vitro+neurodynamics+in+confined+interconnected+sub-populations+of+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B-Chemical%22%5BJournal%5D)">A microelectrode array (MEA) integrated with clustering structures for investigating in vitro neurodynamics in confined interconnected sub-populations of neurons.</a> Sensors and Actuators B-Chemical. 114, 530-541 (2006).</li>
<li>Bisio, M., Bosca, A., Pasquale, V., Berdondini, L., Chiappalone, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergence+of+bursting+activity+in+connected+neuronal+sub-populations%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Emergence of bursting activity in connected neuronal sub-populations.</a> PloS One. 9, e107400(2014).</li>
<li>Shein Idelson, M., Ben-Jacob, E., Hanein, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Innate+synchronous+oscillations+in+freely-organized+small+neuronal+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Innate synchronous oscillations in freely-organized small neuronal circuits.</a> PloS One. 5, e14443(2010).</li>
<li>Shein-Idelson, M., Ben-Jacob, E., Hanein, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineered+neuronal+circuits%3A+a+new+platform+for+studying+the+role+of+modular+topology%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroengineering%22%5BJournal%5D)">Engineered neuronal circuits: a new platform for studying the role of modular topology.</a> Frontiers in Neuroengineering. 4, 10(2011).</li>
<li>Bonifazi, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+large-scale+experimental+and+theoretical+studies+for+the+realization+of+bi-directional+brain-prostheses%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">In vitro large-scale experimental and theoretical studies for the realization of bi-directional brain-prostheses.</a> Front Neural Circuits. 7, 40(2013).</li>
<li>Jungblut, M., Knoll, W., Thielemann, C., Pottek, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triangular+neuronal+networks+on+microelectrode+arrays%3A+an+approach+to+improve+the+properties+of+low-density+networks+for+extracellular+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Triangular neuronal networks on microelectrode arrays: an approach to improve the properties of low-density networks for extracellular recording.</a> Biomedical Microdevices. 11, 1269-1278 (2009).</li>
<li>Marconi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emergent+functional+properties+of+neuronal+networks+with+controlled+topology%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Emergent functional properties of neuronal networks with controlled topology.</a> PloS One. 7, e34648(2012).</li>
<li>Taylor, A. M., Jeon, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+and+compartmentalized+platforms+for+neurobiological+research%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Reviews+in+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Microfluidic and compartmentalized platforms for neurobiological research.</a> Critical Reviews in Biomedical Engineering. 39, 185-200 (2011).</li>
<li>Sorkin, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compact+self-wiring+in+cultured+neural+networks%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Compact self-wiring in cultured neural networks.</a> J Neural Eng. 3, 95-101 (2006).</li>
<li>Mata, A., Fleischman, A. J., Roy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+polydimethylsiloxane+%28PDMS%29+properties+for+biomedical+micro%2Fnanosystems%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) properties for biomedical micro/nanosystems.</a> Biomedical Microdevices. 7, 281-293 (2005).</li>
<li>Campo, A. G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SU-8%3A+a+photoresist+for+high-aspect-ratio+and+3D+submicron+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Micromechanics+and+MicroengineeringEmail+alert+RSS+feed%22%5BJournal%5D)">SU-8: a photoresist for high-aspect-ratio and 3D submicron lithography.</a> Journal of Micromechanics and MicroengineeringEmail alert RSS feed. 17, 81-95 (2007).</li>
<li>Liu, G. T. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kan+Y+Fabrication+of+high-aspect-ratio+microstructures+using+SU8+photoresist%5BTitle%5D)+AND+%22Microsystem+Technologies%22%5BJournal%5D)">Kan Y Fabrication of high-aspect-ratio microstructures using SU8 photoresist.</a> Microsystem Technologies. 11, 343-346 (2005).</li>
<li>Jackman, R. J., Duffy, D. C., Cherniavskaya, O., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+elastomeric+membranes+as+dry+resists+and+for+dry+lift-off%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Using elastomeric membranes as dry resists and for dry lift-off.</a> Langmuir. 15, 2973-2984 (1999).</li>
<li>Pine, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+action+potentials+from+cultured+neurons+with+extracellular+microcircuit+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Recording action potentials from cultured neurons with extracellular microcircuit electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 2, 19-31 (1980).</li>
<li>Gross, G. W., Rieske, E., Kreutzberg, G. W., Meyer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Fixed-Array+Multi-Microelectrode+System+Designed+for+Long-Term+Monitoring+of+Extracellular+Single+Unit+Neuronal-Activity+In+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">New Fixed-Array Multi-Microelectrode System Designed for Long-Term Monitoring of Extracellular Single Unit Neuronal-Activity In vitro.</a> Neuroscience Letters. 6, 101-105 (1977).</li>
<li>Gross, G. W., Williams, A. N., Lucas, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recording+of+spontaneous+activity+with+photoetched+microelectrode+surfaces+from+mouse+spinal+neurons+in+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Recording of spontaneous activity with photoetched microelectrode surfaces from mouse spinal neurons in culture.</a> Journal of Neuroscience Methods. 5, 13-22 (1982).</li>
<li>Thomas, C. A., Springer, P. A., Loeb, G. E., Berwald-Netter, Y., Okun, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+miniature+microelectrode+array+to+monitor+the+bioelectric+activity+of+cultured+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Cell+Research%22%5BJournal%5D)">A miniature microelectrode array to monitor the bioelectric activity of cultured cells.</a> Experimental Cell Research. 74, 61-66 (1972).</li>
<li>Herzog, N., Shein-Idelson, M., Hanein, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+validation+of+in+vitro+extra-cellular+neuronal+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Optical validation of in vitro extra-cellular neuronal recordings.</a> J Neural Eng. 8, 056008(2011).</li>
<li>Maccione, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+algorithm+for+precise+identification+of+spikes+in+extracellularly+recorded+neuronal+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel algorithm for precise identification of spikes in extracellularly recorded neuronal signals.</a> Journal of Neuroscience Methods. 177, 241-249 (2009).</li>
<li>Dworak, B. J., Wheeler, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+MEA+platform+with+PDMS+microtunnels+enables+the+detection+of+action+potential+propagation+from+isolated+axons+in+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Novel MEA platform with PDMS microtunnels enables the detection of action potential propagation from isolated axons in culture.</a> Lab Chip. 9, 404-410 (2009).</li>
<li>Georger, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coplanar+Patterns+of+Self-Assembled+Monolayers+for+Selective+Cell-Adhesion+and+Outgrowth%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Coplanar Patterns of Self-Assembled Monolayers for Selective Cell-Adhesion and Outgrowth.</a> Thin Solid Films. 210, 716-719 (1992).</li>
<li>Torimitsu, K., Kawana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+Growth+of+Sensory+Nerve-Fibers+on+Metal-Oxide+Pattern+in+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Selective Growth of Sensory Nerve-Fibers on Metal-Oxide Pattern in Culture.</a> Developmental Brain Research. 51, 128-131 (1990).</li>
<li>Branch, D. W., Corey, J. M., Weyhenmeyer, J. A., Brewer, G. J., Wheeler, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstamp+patterns+of+biomolecules+for+high-resolution+neuronal+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+%26+Biological+Engineering+%26+Computing%22%5BJournal%5D)">Microstamp patterns of biomolecules for high-resolution neuronal networks.</a> Medical & Biological Engineering & Computing. 36, 135-141 (1998).</li>
<li>Petrelli, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-volume+drop+patterning+for+rapid+on-chip+neuronal+connect-ability+assays%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Nano-volume drop patterning for rapid on-chip neuronal connect-ability assays.</a> Lab on a Chip. 13, 4419-4429 (2013).</li>
<li>Boehler, M. D., Leondopulos, S. S., Wheeler, B. C., Brewer, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hippocampal+networks+on+reliable+patterned+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Hippocampal networks on reliable patterned substrates.</a> Journal of Neuroscience Methods. 203, 344-353 (2012).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Fonksiyonel inter-connected devrelerden oluşan in vitro 2D modüler nöron ağları büyümeye bir protokol tarif edilmektedir. işlem, bir hücresel yapışkan tabaka desenlendirme dayanmaktadır. Desenlendirme PDMS şablonlar istenen ağ mimarisinin olumsuz özelliği üreyen ile elde edilir. PDMS şablonlar hücresel yapışkan tabaka yatırılır alanları tanımlar. Hücreler kaplama sonra, kendiliğinden kaplanmış adalar montaj ve aktif inter-connected devreler halinde kendini organize. Anlaşmalardan doğan ve kalsiyum görüntüleme k...

Deneysel ve teorik kanıtlar beyin geçici birbirlerine, şekillendirme ve altta yatan farklı beyin devletlerin etkileşim, dinamik, fonksiyonel birimler olarak kabul edilebilir hücre meclisleri 1-5 koordine aktivasyonu aracılığıyla faaliyet ihtimalini desteklemektedir. Fonksiyonel modülerlik de bağlıdır ve beyin devrelerinin 6,7 yapısal modüler organizasyonu ile ilişkilidir. Nasıl fonksiyonu ve beyin devrelerinin yapısı birbirini şekil hala nörobilim ana açık sorulardan biridir. Bu sorunun daha derin bir anlayış sağlamak için, o ele mümkün olduğu, en azından kısmen, bu sorunları en iyi deneysel çerçeveler belirlenmesi önemlidir. In vivo deneylerde nöronal ağların uzay-zamansal dinamikleri manipülasyon kontrollü yana in vitro nöronal ağlar modellerinin geliştirilmesi nedeniyle kolay acc önemli ilgi olduğunu, zorluessibility, izleme, manipülasyon ve 8,9 modelleme. Son yıllarda, gelişmiş alt tabaka desenlendirme yöntemleri ile desteklenen in vitro teknolojileri önceden tanımlanmış modüler yapılar 3 bir dizi geliştirmek ve dayatılan topolojilere 10 ile ağların fonksiyonel özelliklerini incelemek için nöron ağları teşvik sağladı. Özellikle, son zamanlarda yöntemler fiziksel kısıtlamaları 4,11 empoze ederek ağları düzenlemek için kullanıldı. Nitekim, nöronal ağlarda yapı ve fonksiyon arasındaki bağlantıyı incelemek ve nöronal meclisleri etkileşim basitleştirilmiş ama inandırıcı temsilini sağlamak üzere, in vitro sistemler birbirine bağlı nöronal alt-popülasyonların sağlamalıdır. Yaygın okudu 2D homojen nöronal kültürlerin devrelerin kendi kendine organize acil kablo üzerinde herhangi bir mekansal kısıtlamalar getirmez. Bu nedenle olası bir yaklaşım tükürdü farklı nöronal popülasyonlarının konumlandırmak için yapay birbirine hücre derlemeleri bir şekleially farklı alanlar. Bu alanlar arasında mesafe arası meclisleri bağlantıları engellemez. Ağ karmaşıklığını önemli bir kontrol sağlarken bu yaklaşım, senkronizasyon model 6,7,12 daha zengin bir repertuar temin etmek üzere gösterilmiştir. Modüler nöronal düzeneklerinin tekrarlanabilir bir kültürlenmesini kolaylaştırmak için bir protokol verilmektedir ve açıklanan akson ve dendritlerin ile bağlantılı nöronal kümeler halinde ağların kendi kendine organizasyonu monte etmek. nöronal kültürler fiziksel hapsi için bir polimerik yapı polydimtheylsiloxane (PDMS) için oluşturuldu. PDMS yaygın gazların 13 olan biyouyumluluk, şeffaflık ve geçirgenlik nedeniyle biyomedikal uygulamalarda kullanılan bir elastomer. PDMS spin kaplama Jackman ve arkadaşları, daha önce tarif edildiği gibi, bir &quot;ana&quot; üzerine bir sıvı PDMS. 16 T 2075 14,15 yapı hazırlanmış ve Mikroişlenmiş SU8 hariç tutulmuşturO farklı boyuttaki birbirine bağlı modüllerden oluşmaktadır nöron ağları desenli başararak ve başarılı hem lamelleri ve Mikro Elektrot Diziler (ÇÇA&#39;lar) 17-20 elde edilmiştir. modüller arasındaki bağlantıların yoğunluğu modülleri arasında senkronizasyon geçici devletlere, üniforma kültürlerin tipik bir tam senkronize ağdan, ağ senkronizasyon özelliklerini değiştirebilirsiniz.

<table><tbody><tr><td>PDMS, Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nalgene vakum odası</td><td>Thermo</td><td>5305-0609</td><td></td></tr><tr><td>Poli-D-lizin PDL</td><td>Sigma</td><td>P7886</td><td></td></tr><tr><td>Silikon gres - Silicaid 1010</td><td>aidchim Ltd</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>Spin kaplayıcı</td><td>Laurell - Technologies Corporation</td><td>WS-650-23</td><td></td></tr><tr><td>12 oyuklu kültür plakası</td><td>Sigma</td><td>CLS3336</td><td></td></tr><tr><td>5-Floro-2'-deoksiüridin</td><td>Sigma</td><td>F0503</td><td></td></tr><tr><td>Üridin</td><td>Sigma</td><td>U3003</td><td></td></tr><tr><td>MEA1060-Inv-BC</td><td>Çok Kanallı Sistemler</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TC02</td><td>Çok Kanallı Sistemler</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kalem Strep</td><td>Biyolojik Endüstriler Beit Haemek</td><td>03-033-1c</td><td></td></tr><tr><td>B-27</td><td>Gibco</td><td>17504044</td><td></td></tr><tr><td>glutaMAX</td><td>Gibco</td><td>35050-038</td><td></td></tr><tr><td>MEM Minimum Temel Orta-Kartal</td><td>Biyolojik Endüstrileri Beit Haemek</td><td>01-025-1B</td><td></td></tr><tr><td>Mikro Elektrot Dizileri 4Q</td><td>Çok Kanallı Sistemler</td><td>60-4QMEA1000iR-Ti-pr</td><td>temizleme kılavuzu: <a href="http://www.multichannelsystems.com" target="_blank">http:// www.multichannelsystems.com</a></td></tr><tr><td>Silikon gofret</td><td>mikrokimya</td><td>SU8-2075</td><td>Hazırlık protokolü: <a href="http://www.microchem.com" target="_blank">http://www.microchem.com</a></td></tr></tbody></table>

tasarım, tedavi, hücresel kaplama ve fonksiyonel inter-bağlantılı devreler oluşan modüler nöronal ağları kültüre yüzey

Design, Surface Treatment, Cellular Plating, and Culturing of Modular Neuronal Networks Composed of Functionally Inter-connected Circuits

Beyin koordineli aktivasyonu ve nöronal meclisleri dinamik iletişim yoluyla çalışır. Büyük bir açık bir soru en farklı beyin fonksiyonları altında yatan dinamik motifler geniş bir repertuar, beyin devrelerinin sabit topolojik ve modüler organizasyon dışında ortaya nasıl olduğunu. Içsel deneysel zorluklar sunuyoruz nöronal devrelerin in vivo çalışmalar ile karşılaştırıldığında, in vitro hazırlıkları işlemek ve deneysel nöronal sistem, yapısal dinamik ve kimyasal özelliklerini araştırmak için çok daha büyük bir imkanı sunuyoruz. Bu eser uzamsal farklı, işlevsel birbirine nöronal meclisleri tarafından oluşan modüler ağların büyüyen sağlar bir in vitro deneysel yöntem anlatılmaktadır. protokol topolojik farklı karmaşıklık düzeylerinde nöronal ağ iki boyutlu (2D) mimarisini kontrol sağlar. İstenilen ağ desenlendirme olabilirDüzenli kapak fişleri ve yüzey gömülü mikro elektrod dizileri hem elde etti. Mikroişlenmiş yapılar silikon gofret üzerinde kabartmalı ve istenen ağ mimarisinin özelliklerini olumsuz dahil biyouyumlu polimerik şablonlar oluşturmak için kullanılır. şablonlar hücresel yapışma teşvik etmek için bir molekül tabakası ile yüzey kaplama işlemi sırasında kültür substratlar üzerine yerleştirilir. Kalıpların çıkarılmasından sonra nöronlar plakalanır ve kendiliğinden kaplanmış bölgelere yönlendirilir. Ara bölmesi mesafeye bağlı olarak, bu izole edilmiş ya da birbirine bağlı ya da nöronal devreler elde etmek mümkündür. Hücre yaşamını destekleyen için, hücreler kültür kaplarına çevresine yerleştirilmiş olan bir destek nöronal ağ ile birlikte kültürlenmiştir. Yüzey gömülü mikro elektrot dizileri ve kalsiyum görüntüleme kullanarak sırasıyla elde edilen modüler ağların faaliyet Elektrofizyolojik ve optik kayıtlar sunulmaktadır. Her bir modül bir SPONT gösterirkenaneous küresel eşitleme arası modülü senkronizasyon oluşumu devreleri arasındaki bağlantı yoğunluğu ile düzenlenir.

Yaklaşık 100 um bir özelliği kalınlığı olan bir silikon gofret üzerinde bir SU8-2075 kalıp PDMS şekillendirmek için kullanılmıştır. desen yan uzunluk ve mesafe 200 ila 700 um (Şekil 1B) değişen, birkaç boyutta karelerinin oluşmaktadır. meydanın büyüklüğü ve 20X objektif (yan uzunluğu &lt;400 mikron olan adalar için) (bir kenar uzunluğu &lt;800 mikron olan adalar için) 10X görüş alanını uyacak şekilde seçildi. Üç parametre, devre arasında yani hücre kaplama yoğunluğu, mesafe, devrelerin boyutu monokatman...

Bu yazıda mekansal sınırlandırılmış işlevsel birbirine bağlı nöronal devrelerin oluşturduğu nitro modüler ağlarda büyümek için bir protokol açıklamaktadır. Bir polimerik maske kültürleme alt-tabaka üzerine hücresel yapışmayı teşvik etmek için model bir protein tabakası kullanılır. Kaplama nöronlar kaplı alanlarda kendiliğinden bağlantılarının kurulması ve elektrofizyolojik aktivite sergileyen üzerinde büyür.

Tasarım, Tedavi, Hücresel Kaplama ve Fonksiyonel Inter-bağlantılı Devreler oluşan Modüler Nöronal Ağları Kültüre Yüzey

The brain operates through the coordinated activation and the dynamic communication of neuronal assemblies. A major open question is how a vast repertoire ...

Bu prosedürün genel amacı, mekansal olarak sınırlanmış, fonksiyonel ve birbirine bağlı nöronal devrelerden oluşan in vitro modüler ağlar büyütmektir. Bu işlem, öncelikle hücrelerin kültür substratı üzerindeki adezyonunu teşvik etmek amacıyla bir protein tabakasını desenlemek için PDMS şablonlarının hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım ise kültür substratlarının temizlenmesidir.Özellikle Petri kaplarının, lamellerin ve çok elektrotlu dizilerin yüzeyleri. Ardından, PDMS şablonlar kültür substratı üzerine yerleştirilir ve istenen yapışkan protein tabakası desenleri oluşturulur. Son adım ise nöronal glial hücrelerin ekilmesidir.Nihayetinde, elde edilen modüler nöronal ağların dinamiklerini göstermek için çok elektrotlu dizi kayıtları ve kalsiyum görüntüleme kullanılır. Bu yöntem, nöronal topluluklar arasındaki iletişimin dinamiklerinin incelenmesi gibi nörobilim alanındaki temel açık soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir ve karşı deneysel koşullar uygulanacaktır. Polimetilsiloksan veya PDMS, önce bir birim kürleme ajanının 10 birim baz ajanla karıştırılmasıyla hazırlanır.Beş dakikalık karıştırmanın ardından, karışımı 15 dakika boyunca bir vakum odasına yerleştirin. 15 dak

design-surface-treatment-cellular-plating-culturing-modular-neuronal

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Bu protokol kurmak, bakımını, kayıt ve elektriksel uyarıcı ÇÇA üzerindeki kültürleri için gerekli bilgileri sağlar.

Nasıl Kültür, Kayıt ve mikro-elektrot Diziler Sinir Ağları Teşvik (ÇÇA)

Çok yönlü bir plazma litografi tekniği hücresel eklenti rehberlik için sabit bir yüzey desenleri oluşturmak için geliştirilmiştir. Bu teknik, doğal dokuları taklit eden ve birçok farklı hücre tiplerinde eğitim için kullanılır olmuştur da dahil olmak üzere hücre ağları oluşturmak için uygulanabilir.

Plazma Litografi Yüzey Desenlendirme Hücre Ağları Oluşturma

Bu video, hipokampal nöronlara sahip düzlemsel bir mikroelektrot dizisine bağlı bir 3D nöronal kültürün gelişimini göstermektedir. İzole edilmiş nöronlar, mikroelektrot dizisinin aktif alanı üzerinde 2 boyutlu bir ağ oluşturur ve bir zar eki olan çok kuyulu bir plakada cam mikro boncuklara yapışır. Bu nöron kaplı mikro boncukları elektroda aktardıktan sonra, birbirine bağlı bir 3D sinir ağı halinde düzenlenirler.

Mikro elektrot dizilerine bağlı üç boyutlu nöronal ağlar oluşturma

Bu video, modüler nöronal ağlar oluşturmak için nöronal hücrelerin desenli bir çoklu elektrot dizisi (MEA) üzerinde kültürlenme sürecini göstermektedir. Bu yöntem, nöral sinyal iletimi ve hücresel etkileşimlerin incelenmesine izin verir.

Çok Elektrotlu Bir Dizi Üzerinde Desenli Nöronal Devreler Oluşturma

Tek bir nöron mikroakışkan arraying ve biyomalzeme kaplamaların içinde-çip plazma desenlendirme için su maskeleme için protokoller anlatılmıştır. Yüksek birbirine eş hücre kültürleri en az girişler kullanılarak hazırlanabilir.

Tek Hücre Hassas Nevronik Co-kültürler hazırlanması

Bu çalışmada, 3 boyutlu nöronal kültürlerin düzlemsel Mikro-Elektrot Dizilerine (MEA'lar) bağlandığı yeni bir deneysel model presented. 3D ağlar, nöronların üzerinde büyüdüğü ve birbirine bağlı 3B yapılar oluşturduğu cam mikro boncuklardan oluşan bir iskelede nöronların tohumlanmasıyla inşa edilir.

Mikro Elektrot Diziler 3D Engineered Nöronal Kültürler Arayüz: Yenilikçi<em&gt; İn Vitro</em&gt; Deneysel Model

Bu el yazması, mikro-doku ile tasarlanmış sinir ağlarının imalatını ayrıntılarıyla anlatmaktadır: boru biçiminde bir hidrojel içine konan agrega nöronal popülasyon (lar) yı kapsayan uzunlamasına hizalanmış aksonal yollardan oluşan üç boyutlu mikron boyutlu yapılar. Bu canlı iskele, sinirsel devreleri yeniden yapılandırmak veya modüle etmek için fonksiyonel röleler veya gri-beyaz madde nöroanatomisini taklit eden biyofiziksel test yatakları olarak işlev görebilir.

Sinir Sistemi Yeniden Yapılanma, Modülasyon ve Modelleme için Anatomik olarak İlham Almış Üç Boyutlu Mikro-Dokulu Mühendisli Sinir Ağları

Bu iletişim kuralı, ayrışmış birleştirerek insan pluripotent kök hücre elde edilen nöronlar için tekrarlanabilir bir yöntemi açıklamak için amacımız ve astrocytes 3D içine birlikte cocultures, bunlar yuvar ücretsiz kayan koşulları ve daha sonra korumak küre immunoanalysis ve multielectrode dizi kayıtları ile küre sinaptik devre etkinliğin ölçülmesi.

Sinaptik Microcircuit modelleme 3D Cocultures Astrocytes ve Neurons insan Pluripotent kök hücre ile

Bu iletişim kuralı kültür ve birincil fare nöronlar bölümlendirirse için plastik fiş kullanımını açıklar. Preassembled, Kullanıcı dostu ve yüksek çözünürlüklü ile uyumlu bu fişleri, canlı ve floresan görüntüleme. Bu iletişim kuralı, sıçan hipokampal nöronlar içinde bu fişleri plaka ve sıvı yalıtım, axotomy ve immunostaining gerçekleştirmek açıklar.

Birincil fare nöronlar ayrı için ön montajı plastik mikrosıvısal çip kullanımı

Bu protokol, bölümlenmiş mikrofluidik çiplerin kullanımını gösterir, insan kök hücrelerinden ayırt edilen kültürlü nöronlara döngüsel olefin kopolimer enjeksiyon kalıplı. Bu cips önceden montajlı ve daha kolay-geleneksel bölümleşmiş Poly (dimetilsiloxane) cihazlar daha kullanımı. Viral etiketleme, fluidik izolasyon, akotomi ve immünostasyon gibi çoklu yaygın deneysel paradigmalar burada açıklanmıştır.

Ön montajlı plastik mikrofluidik cips içinde ınsan kök hücresi türeyen neurons compartmentalization

Mikrometre ölçeğinde 3D baskı, nöronal hücre kültürleri için polimerik cihazların hızlı prototiplenmesini sağlar. Bir prensip kanıtı olarak, nöronlar arasındaki yapısal bağlantılar, nörit büyümesini etkileyen bariyerler ve kanallar oluşturularak kısıtlanırken, bu tür manipülasyonun işlevsel sonuçları hücre dışı elektrofizyoloji tarafından gözlemlendi.

Mikro Ölçekli Nöronal Hücre Kültürü Cihazlarının İki Foton Polimerizasyonu 3D Baskısı

Öğrenin, PDMS şablonları kullanarak nöronal hücrelerin yapışmasını desenlendirme ve fonksiyonel modüler ağlar oluşturma yöntemini. Bu teknik, nörolojik bağlantı ve elektrofizyolojik dinamikleri incelemek için kullanılır.

Tasarım, Tedavi, Hücresel Kaplama ve Fonksiyonel Inter-bağlantılı Devreler oluşan Modüler Nöronal Ağları Kültüre Yüzey

Daha fazla video keşfet