腦類器官是由患者細(xì)胞衍生的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培養(yǎng)而成的自組織組織培養(yǎng)物。它們?cè)谠S多方面形成類似于體內(nèi)大腦的組織結(jié)構(gòu)。這使得大腦類器官對(duì)于研究正常的大腦發(fā)育和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)展都很有趣。然而，類器官在神經(jīng)元活動(dòng)方面的研究很少，這是通過來自細(xì)胞的電信號(hào)測量的。
由德國明斯特馬克斯普朗克分子生物醫(yī)學(xué)研究所的 Thomas Rauen 博士領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)與 NMI(德國蒂賓根大學(xué)自然與醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所)的 Peter Jones 博士小組合作，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種新型微電極陣列系統(tǒng)(Mesh-MEA)，它不僅可以為人腦類器官提供最佳生長條件，還可以在整個(gè)生長期進(jìn)行無創(chuàng)電生理測量。這為研究各種腦部疾病和開發(fā)新的治療方法開辟了新的視角。
該研究發(fā)表在《生物傳感器和生物電子學(xué)》雜志上。
神經(jīng)細(xì)胞通過化學(xué)信號(hào)(神經(jīng)遞質(zhì))進(jìn)行交流，這些信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，將信息從一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞傳遞到下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。這也是大腦類器官中神經(jīng)元相互交流的方式。
“要找到各種腦部疾病的病因和新的治療方法，僅僅在顯微鏡下觀察神經(jīng)細(xì)胞是不夠的。你還需要知道神經(jīng)細(xì)胞是如何工作的——它們?nèi)绾蜗嗷ソ涣鳎?rdquo;Thomas Rauen 說.
然而，目前用于記錄大腦類器官神經(jīng)細(xì)胞之間通信的系統(tǒng)有其局限性。在相對(duì)較大的大腦類器官中，傳感器要么離神經(jīng)細(xì)胞不夠近，要么在穿透類器官組織時(shí)破壞部分類器官組織。
大腦類器官的吊床
現(xiàn)在，Thomas Rauen 博士的團(tuán)隊(duì)與 Peter Jones 博士的團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)了一種新型微電極陣列系統(tǒng)(Mesh-MEA)，不僅可以為人腦類器官提供最佳生長條件，還可以實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)電生理測量整個(gè)腦類器官的生長期。
科學(xué)家們?yōu)榇竽X類器官設(shè)計(jì)了一種吊床。“吊床狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供了 61 個(gè)微電極，用于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)的電生理測量，”Peter Jones 博士解釋道。
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