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Creando circuitos neuronales personalizados en múltiples matrices de electrodos utilizando pinzas ópticas para un preciso posicionamiento de las células nerviosas

Autores: Kung, Frank H.; Townes-Anderson, Ellen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Creando circuitos neuronales personalizados en múltiples matrices de electrodos utilizando pinzas ópticas para un preciso posicionamiento de las células nerviosas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Circuitos neuronales
Plasticidad sináptica
Prótesis neuronales
Pinzas ópticas
Células retinales
Matriz de electrodos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La creación, mantenimiento y monitoreo precisos de circuitos neuronales facilitarían la investigación de temas como el desarrollo neuronal o la plasticidad sináptica, o ayudarían en el desarrollo de prótesis neuronales. Aquí presentamos un método para controlar precisamente la colocación de múltiples tipos de células retinianas neuronales en una matriz de electrodos múltiples (MEA) disponible comercialmente, utilizando pinzas ópticas personalizadas. Preparamos las MEAs recubriendo una parte de ellas con un sustrato no adherente (Polímero de metacrilato de 2-hidroxietilo) y los electrodos con un sustrato adhesivo para el crecimiento celular. Luego disociamos la retina de salamandras tigre adultas, las colocamos en las MEAs preparadas y utilizamos las pinzas ópticas para crear circuitos retinianos que imitan conexiones in vivo. En nuestras manos, las pinzas ópticas movieron ~75% de fotorreceptores, células bipolares y células multipolares, en promedio ~2000 micrómetros, a una velocidad de ~16 micrómetros/segundo. Estos circuitos retinianos se mantuvieron in vitro durante siete días. Confirmamos la actividad electrofisiológica estimulando los fotorreceptores con la MEA y midiendo su respuesta con imágenes de calcio. En conclusión, hemos desarrollado un método que utiliza pinzas ópticas en conjunto con MEAs que permite el diseño y mantenimiento de circuitos neuronales personalizados para análisis funcional.

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