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
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
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.
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.