腦類器官是由患者細胞衍生的誘導多能干細胞培養(yǎng)而成的自組織組織培養(yǎng)物。它們在許多方面形成類似于體內大腦的組織結構。這使得大腦類器官對于研究正常的大腦發(fā)育和神經系統(tǒng)疾病的發(fā)展都很有趣。然而，類器官在神經元活動方面的研究很少，這是通過來自細胞的電信號測量的。
由德國明斯特馬克斯普朗克分子生物醫(yī)學研究所的 Thomas Rauen 博士領導的科學家團隊與 NMI(德國蒂賓根大學自然與醫(yī)學科學研究所)的 Peter Jones 博士小組合作，現在已經開發(fā)出一種新型微電極陣列系統(tǒng)(Mesh-MEA)，它不僅可以為人腦類器官提供最佳生長條件，還可以在整個生長期進行無創(chuàng)電生理測量。這為研究各種腦部疾病和開發(fā)新的治療方法開辟了新的視角。
該研究發(fā)表在《生物傳感器和生物電子學》雜志上。
神經細胞通過化學信號(神經遞質)進行交流，這些信號被轉換成電信號，將信息從一個神經細胞傳遞到下一個神經細胞。這也是大腦類器官中神經元相互交流的方式。
“要找到各種腦部疾病的病因和新的治療方法，僅僅在顯微鏡下觀察神經細胞是不夠的。你還需要知道神經細胞是如何工作的——它們如何相互交流，”Thomas Rauen 說.
然而，目前用于記錄大腦類器官神經細胞之間通信的系統(tǒng)有其局限性。在相對較大的大腦類器官中，傳感器要么離神經細胞不夠近，要么在穿透類器官組織時破壞部分類器官組織。
大腦類器官的吊床
現在，Thomas Rauen 博士的團隊與 Peter Jones 博士的團隊合作，開發(fā)了一種新型微電極陣列系統(tǒng)(Mesh-MEA)，不僅可以為人腦類器官提供最佳生長條件，還可以實現無創(chuàng)電生理測量整個腦類器官的生長期。
科學家們?yōu)榇竽X類器官設計了一種吊床。“吊床狀的網狀結構提供了 61 個微電極，用于神經元網絡活動的電生理測量，”Peter Jones 博士解釋道。
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