记录和刺激神经网络的微电极阵列(多边环境协定)报告方案.doc

记录和刺激神经网络的微电极阵列（多边环境协定） 对于上个世纪，世界各地的许多神经学家都献出生命的理解神经网络是如何工作的，为什么他们停止在各种疾病的工作。研究包括神经病??理学观察，荧光显微镜与遗传标记，并在分离的神经元和切片准备细胞内记录。该协议将讨论另一种技术，其中包括日益增长的微电极阵列（也称为多电极阵列，多边环境协定）的游离神经文化。 使用这个系统比其他技术有多种优势。多边环境协定的游离神经文化提供了一个简化的模型中，网络活动可以通过阵列的多个电极电刺激序列操纵。因为网络是小的，刺激的影响是有限的，以观察到的领域，这是不完整的准备工作的情况下。在决策在形态上容易的变化监测各种成像技术单层细胞的生长。最后，文化上的多边环境协定可以存活超过一年的体外删除任何明确的时间限制，与其他养殖技术固有1?。 我们的实验室和世界各地的人都在利用这一技术，询问有关神经网络的重要问题。此协议的目的是提供必要的信息，为设立，关心，录制和电刺激对多边环境协定的文化。体外网络提供生理有关的问题，要求在网络和细胞水平，从而更好地理解的一种手段大脑功能和功能障碍。 A.导言 在人类大脑的神经元数十亿。这些神经元，每个人都可以与许多不同的细胞数百到数千个连接，很多时候。这些连接港口的信号，让我们走，演奏钢琴，骑自行车，笑了，哭了，并记住。对于上个世纪，世界各地的许多神经学家都献出生命的理解神经网络是如何工作的，为什么他们停止在各种疾病的工作。 这个看似不可逾越的任务时可以使用的许多工具之一。最初的研究集中在神经回路是如何在人类和其他动物的大脑组织的神经病理学观察。荧光显微镜和遗传标记的出现，这些结构的研究，探讨细胞组成的蛋白质和DNA水平的范围扩大。 但这些实验并没有解决动态的大脑功能，只是静态的安排。了解正在进行的神经活动，流行的技术，一般都集中于研究细胞内记录的电生理活动。单个神经元的分离文化提供了有益的还原模型，但是这种技术是由短的时间间隔有限，从单细胞记录。这个模型还提供了对网络中的其他细胞有限信息。从啮齿类动物的大脑切片提供更多的皮质结构是保持一个逼真的模型。但这种片，即使培养，有一个有限的寿命，并且可以在技术上具有挑战性活命，同时保持细胞结构2。 另一项技术涉及日益分离的微电极阵列（也称为多电极阵列，多边环境协定）的神经元的文化。神经元被镀上盘底部的微电极嵌入多边环境协定。在过去的三个星期的过程中，这些文化形式神经元轴突，树突和数百如果没有成千上万的突触连接的完整的网络。使用这个系统比其他技术有多种优势。多边环境协定的游离神经文化提供了一个简化的模型与工作（单皮质列的顺序，而不是一个完整的大脑）。在决策在形态上容易的变化监测各种成像技术单层细胞的生长。网络活动可以被操纵阵列的多个电极，通过电刺激序列。因为网络是小的，刺激的影响是有限的，以观察到的领域，这是不完整的准备工作的情况下。最后，文化上的多边环境协定能存活超过一年的体外删除任何明确的时间限制，与其他养殖技术固有的1因此，多边环境协定的文化代表，为研究神经元连接的理想模式。 我们的实验室和世界各地的人都在利用这一技术，询问有关神经网络的重要问题。目前这种模式正在研究神经元的过程包括网络的动态，发展，学习和记忆，突触可塑性，兴奋性毒性，缺血和神经退行性疾病。3-10从这些研究结果可能有重大影响，为建立更好的治疗人类疾病，如先天性畸形，癫痫，中风和老年痴呆症。此协议的目的是提供必要的信息，设立，关心，录制和促进多边环境协定的文化。最终的目标是提供了一种方法，研究人员提出生理有关的问题，在移动和网络的水平，或许会导致一个更好地理解大脑功能和功能障碍，并最终治疗的疾病，影响我们的神经元和他们沟通。 以下协议代表了超过10年的经验，从我们的实验室中培养，记录和刺激神经网络的微电极阵列。每一步都进行了优化，从而导致长期幸存的健康的神经网络的发展。参考文献提供而一些最佳设置，我们凭经验确定。开始前的协议，获得设备和用品，并准备题为节中列出的解决方案“材料”。 脑夹层的部分将简要讨论，但不影随行证明，作为其他可视化的实验文章杂志封面此主题11。 B.脑解剖 整个大脑提取从胚胎第18天（E18）大鼠。定时怀孕的雌性大鼠吸入异氟醚和断头的麻醉。根据国家研究理事会的GUID的胚胎将被删除解剖E的关怀和使用实验室动物使用由埃默里大学IACUC批准了一项协议。 同时利用无菌技术，胚胎的大脑将被删除，冷汉克的平衡盐溶液（HBSS）在一个100毫米的无菌培养皿中放置。解剖协议的其余部分发生在层流罩的解剖显微镜下，以尽量减少污染的风险。 大鼠脑转移一次，第二无菌培养皿，解剖的HBSS。虽然淹没在HBSS中，脑干，丘脑和小脑切去半球平分。 嗅结节利用为确保本半球的处理，同时轻轻去除脑膜。 然后剥离皮层是从底层的海马和