Mapeo avanzado de la actividad neuronal en organoides cerebrales a través de imágenes de potencial de campo con...

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Biotecnología
• Electrofisiología

Sus antecedentes:

• Los organoides y ensambloides cerebrales derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas (iPSC) son modelos in vitro valiosos para el estudio del desarrollo cerebral y los trastornos neurológicos.
• Las técnicas electrofisiológicas avanzadas son cruciales para el análisis detallado de estos modelos complejos.

Objetivo del estudio:

• Presentar un enfoque analítico utilizando matrices de microelectrodos CMOS (MEAs) de ultraalta densidad (UHD) para la obtención de imágenes de potencial de campo (FPI) a gran escala de organoides cerebrales.
• Para permitir el registro a gran escala con resolución de una sola célula para el análisis detallado de la actividad neuronal y la conectividad de la red.

Principales métodos:

• Se utilizaron UHD-CMOS MEAs con 236.880 electrodos para el FPI de organoides cerebrales.
• Registró la actividad neuronal de más de 46.000 electrodos para la detección de picos y análisis de la red.
• Se introducen nuevos puntos finales: velocidad de propagación y área de propagación.

Principales resultados:

• Se observaron respuestas excitatorias e inhibidoras dependientes de la dosis de L-DOPA en los organoides del cerebro medio.
• Se demostró que la picrotoxina aumentaba la velocidad de propagación y el MK-801 reducía el área de propagación en los organoides corticales.
• Se reveló actividad específica de la región y patrones distintos de banda gamma, y una mayor conectividad interorganoide con 4-aminopiridina en ensambloides.

Conclusiones:

• El enfoque UHD-CMOS MEA proporciona una plataforma poderosa para el análisis detallado de la dinámica de las redes organoides y ensambloides del cerebro.
• Este método tiene un potencial significativo para el descubrimiento de fármacos y el modelado de enfermedades en la neurociencia humana.