NEURAL ACTIVITY ASSAY

神经网络功能实时检测攻略

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PART I 原理介绍

为什么要检测神经电活动？

研究证明构建体外神经元疾病模型是研究神经元功能和神经系统复杂疾病的一个有效策略。细胞成像、基因表达分析或者蛋白印迹这些方法能够全面地反应神经疾病模型的复杂性吗？神经网络功能又是怎样的？科学家们很难得到一个完整的答案。而使用Maestro MEA技术，任何科学家都能够快速简单地高通量检测活细胞的网络电活动。            

什么是高通量微电极阵列？

Axion的MEA板底部紧密嵌合了呈网格状的电极阵列。科学家们可以在电极上贴附培养神经元等可兴奋性细胞，它们会逐渐成熟并形成网络，并最终生成网络功能。这样MEA板上每个电极就都可以捕捉到毫秒级的神经元自发放电，为您在时间和空间两个维度提供精准的实验数据。您还可以通过电刺激或者光刺激进一步拓展实验设计。

适用样本

原代神经元细胞，iPSC衍生神经元，脑片，iPSC衍生神经球/类器官/迷你大脑

三个层面了解神经网络功能

神经细胞(橙色)经培养覆盖于固定在MEA板底部的电极(灰色)上。Maestro MEA系统检测神经网络的功能，包括电活动、同步性和网络震荡。

如何判断神经元有没有功能？动作电位是一个重要标志。动作电位发放频率高表明其放电频繁；发放频率低意味着神经元电生理功能可能已受损。

Synchrony 同步性

如何评判神经元间突触的功能？突触的存在使得神经元之间的联系成为可能。一个神经元的动作电位藉此得以影响到另一个神经元发放的可能性。同步性检测能够反映出突触连接的强弱，及不同的神经元在毫秒级别时间范围内产生同步放电的可能。

Oscillation 网络震荡

如何确定样本的网络功能？有功能的神经网络是由兴奋性和抑制性神经元共同构成的。它的一个重要特征就是神经震荡，即不断变化中的神经活动高潮-低谷周期。而一个MEA孔内检测到的所有神经元电发放在时间轴上的规律就是该样本的震荡数据。

PART II Maestro系统介绍

Maestro MEA实验流程

Maestro使得MEA实验简单到超乎想象。仅需三步：

A：将神经元培养在Axion MEA板上。

B：将MEA板放入Maestro MEA系统，静待环境仓达到温度和气体浓度的平衡。

C：使用AxIS Navigator软件无创且实时地从三个层面(电活动、突触功能、网络震荡)定量分析神经元电活动。配套的其他分析软件，还能自动计算出多于25种类别的二级参数，供您进行数据深度挖掘。

Maestro平台优势

提供关键答案

与常规方法间接检测可兴奋性不同，Maestro MEA系统的测试直接反映神经元的动作电位。比较常见的间接技术如钙成像，无法捕获微小却重要的神经网络信号变化。而蛋白表达水平的检测结果与细胞疾病模型功能的相关性也很差。只有使用Maestro MEA系统实时追踪细胞的可兴奋性，您才能回答这个关键问题：样本是否在以您期待的方式放电？

无标记分析

Maestro MEA系统无创地检测神经元群落的电信号，杜绝使用染料或报告子，避免其对细胞模型的干扰，您数据的准确性无需置疑。更使您得以实现对一个样本电活动的长期（数小时、数周甚至数月）追踪。

原位检测

其它的高通量平台(例如自动化膜片钳或者流式细胞仪)通常会要求对样本做预处理，制备成单细胞悬液再上机检测。对于可兴奋性细胞这种以互相交联的功能性网络形式存在的样本来说，这是一种非常不理想的状态。此外，细胞收集的过程也需要大量的手动操作步骤。只有Maestro MEA系统能够在捕获神经元细胞可兴奋性的同时维持其形态学上的复杂性。

简单易用

只有电生理专家才会使用Maestro MEA系统？不存在的！只要把细胞培养在MEA板上，然后把板放入Maestro MEA仪器检测仓内，即可记录神经元电生理数据。Axion提供的一系列软件会帮您完成剩下的数据分析步骤，甚至连可直接用于文献发表的图表都搞定了。您也可以！

神经疾病细胞模型，药物神经毒性筛选，神经细胞功能检测，光遗传学，模式生物表型筛选，干细胞开发及质控，神经球、脑类器官研究

高通量微电极阵列+光遗传的强大组合

Axion公司创新的高通量光遗传刺激系统Lumos，可对MEA板内样本进行光强(1-100%)和光照时长(低至100ms)的控制。您可以选择多至四种不同波长的LED光源来刺激单孔内的细胞，并行处理通量高至96个。您也可以对每个孔内混合培养细胞样本中的某一类细胞群体进行单独控制，建立高阶神经疾病模型。所以，通过在软、硬件上与Maestro系统无缝整合，Lumos可以助您精准、灵活、高效地实现神经细胞网络的调节及实时的功能检测。

          Axion BioSystems      
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