Neuromodulación 3D en organoides neuronales con MEAs de caparazón

Área de la Ciencia:

• Neurociencia
• Ingeniería Biomédica
• Ingeniería de Tejidos

Sus antecedentes:

• Los organoides neuronales (NOs) son modelos cruciales para estudiar la función cerebral y desarrollar sistemas de bioinformática.
• Comprender la actividad eléctrica y la neuromodulación en los NOs es clave para aplicaciones en plasticidad neuronal y aprendizaje.
• Los arreglos de microelectrodos (MEAs) 2D actuales limitan la evaluación de la neuromodulación en toda la estructura 3D de los NOs.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y demostrar un método novedoso para investigar la neuromodulación espaciotemporal 3D en organoides neuronales.
• Establecer relaciones confiables entre la estimulación eléctrica y los rastros de registro en NOs.
• Crear mapas 3D de la actividad neuromoduladora en toda la superficie de los NOs.

Principales métodos:

• Desarrollo de "MEAs de caparazón" que imitan las gorras de EEG macroescalares para la cobertura 3D de NOs.
• Aplicación de estimulación eléctrica dentro de un rango de corriente específico (20-30 µA).
• Registro y análisis de las tasas de disparo de neuronas y generación de mapas de actividad espaciotemporal 3D.

Principales resultados:

• Se observó un aumento estadísticamente significativo en la tasa de disparo de neuronas después de la estimulación (20-30 µA).
• Se detectó un comportamiento neuromodulador utilizando MEAs de caparazón de 3 y 16 electrodos.
• Los mapas espaciotemporales 3D visualizaron eficazmente la actividad neuromoduladora en toda la superficie del NO.

Conclusiones:

• Los MEAs de caparazón proporcionan una metodología novedosa para investigar la neuromodulación espaciotemporal 3D en organoides neuronales.
• Esta técnica mejora el estudio de la funcionalidad neuronal, la plasticidad y el aprendizaje en modelos de organoides.
• Los hallazgos son ampliamente relevantes para la investigación en ingeniería biomédica y ciencia del cerebro.