HD-MEA记录海马脑片
海马是学习记忆、情绪调控的重要脑区，其内部不同脑区（CA1、CA3、DG）和各类神经元（锥体细胞、抑制性中间神经元等）协同工作，形成复杂的环路。迄今已通过形态、分子标志和电生理特征共鉴定出 120 种神经元类型/亚型，并根据其自发放电模式，识别出9种主要放电家族。

传统单电极、低密度多通道记录，丢失空间分辨率，无法精准定位不同区室的神经电活动，漏掉微小细胞群，因此难以同时抓取多种细胞的信号。如何能够一次性观测海马各个区域中多种神经元的自发放电呢？

高密度微电极阵列（HD-MEA）技术通过CMOS工艺突破这一瓶颈——在8.1 mm²芯片表面集成26,400个电极（密度3,259 electrodes/mm²，间距17.5 μm），将电信号采集的空间分辨率提升至亚细胞层级，可同步捕获海马的每一个神经元电信号。

今天，我们使用Maxwell Biosystems的高密度多电极阵列平台MaxOne，对腹侧海马脑片进行急性脑切片记录，成功捕捉到了海马各个脑区上不同类型细胞的放电。

我们公众号会在实验分享版块定期分享公司内部数据结果，以便大家更全面地了解高密度MEA技术的特点和应用，欢迎持续关注！

HD-MEA检测小鼠海马脑片

图1. 实验所做的目标脑区，左图是脑图谱上的示意位置，右图是实际的脑切片在HD-MEA芯片上的实拍图。来源：礼智生物科技

视频1. HD-MEA检测WT小鼠海马脑片的电信号。来源：礼智生物科技

视频1是HD-MEA检测WT小鼠海马脑片的电信号结果。左上角图是整个电极的图示，展示正在记录和放电的电极视图，红色三角代表记录到动作电位。右上角热图，上面的颜色代表检测到的峰电位的不同幅值。左下图是Traces图，可以看到不同电极上记录到的动作电位，也以红色三角标识。右下图是Raster Plot图，上面每一排是代表一个电极，每一个点是记录到的峰电位。

图2. WT小鼠海马实拍图与Activity map的merge图，图上的颜色代表该电极的发放幅值。来源：礼智生物科技

图3. HD-MEA 记录的小鼠海马区神经元电生理活动图。
来源：礼智生物科技

上图正中间热图直观展示了小鼠海马区的 HD-MEA 上记录到的神经元动作电位发放活动强度的空间分布。颜色表示该电极位点检测到的动作电位（spike）放电幅值，将海马解剖结构与热图叠加，清晰标识出海马组织内部神经元功能活跃的区域（如DG区、CA1锥体细胞层、CA3区等）以及相对静息的区域。在对应的活性电极位图侧以放大的形式，展示了从该位点记录到的代表性神经元动作电位发放模式和波形 (Spike Waveforms)。

总结
通过 Maxwell Biosystems 的 MaxOne芯片，由于电极密度的大幅度提升，可以使单细胞电信号定位更精准，且同时进行大规模并行记录，一次追踪到海马 CA1、CA3、DG 区多种神经元的自发动作电位，不错过任何细胞的电信号。  

这显著提升了数据获取效率，同时为深入研究癫痫、阿尔茨海默病等神经系统疾病模型的海马区神经网络动力学特征提供了兼具"高通量"与"高分辨率"优势的创新性电生理研究方案。