送皮质-海马体微电路的逆向工程用于模拟神经网络功能和功能障碍.
Katrine Sjaastad Hanssen1,2, Nicolai Winter-Hjelm3, Salome Nora Niethammer4
1Department of Neuromedicine and Movement Science, Faculty of Medicine and Health Sciences, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Trondheim, Norway. katrine.s.hanssen@ntnu.no.
Scientific reports
|October 30, 2024
概括
研究人员使用微流体技术设计了生物神经网络,以模仿大脑动态. 这种新的方法允许在体外研究神经网络功能和病理学,如阿尔茨海默病.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物工程是生物工程.
- 微流体学 微流体学
背景情况:
- 工程生物神经网络对于研究神经功能和功能障碍至关重要.
- 先进的神经工程可以复制大脑网络组织.
- 了解网络动态是神经科学研究的关键.
研究的目的:
- 用初级神经元逆向工程多节点神经网络.
- 研究这些工程网络的功能活动 (分离和集成).
- 在这些网络中模拟病态状况,如阿尔茨海默病.
主要方法:
- 使用定制设计的多节管微流体装置,采用特斯拉门启发的微道.
- 将微流体装置与纳米孔微电极连接起来,用于记录神经活动.
- 用粉样β诱导局部干扰来评估网络对病理的反应.
- 从阿尔茨海默氏症模型小鼠和老鼠中长期培养特定的神经元.
主要成果:
- 工程神经网络表现出分离和集成的功能活动,模仿大脑动态.
- 该模型系统成功地使用粉样β的方法复制了局部病理影响.
- 实现了对解剖学上相关的亚区域和层特定神经元的长期培养.
结论:
- 开发的微流体系统使得解剖学相关的多节节神经网络的逆向工程成为可能.
- 这种方法有助于研究健康和病态大脑状态中的动态结构-功能关系.
- 该模型对推进神经科学研究和理解神经系统疾病具有重大潜力.


