Miglioramento dei sistemi di HD-MEA con il CMOS

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Un'intervista con David Jäckel, PhD, condotto a SfN 2018 da Alina Shrourou, BSc.

Perché è utile per stimolare le celle elettrogenetiche in vitro per ricerca nella neuroscienza?

Una ragione lo stimolo selettivo è utile è che permette che gestiate l'attività delle celle sicure piuttosto che appena registrando la loro attività spontanea. Potete che non solo misurare così, ma egualmente che interagite con le vostre celle.

Secondariamente, si può studiare l'eccitabilità di un neurone. Quanta tensione è necessaria evocare un potenziale d'azione? Questo numero biologicamente pertinente può dirci le informazioni importanti circa la scadenza e la salubrità delle celle.

Le celle elettrogenetiche possono essere stimolate precisamente con la nostra schiera MaxOne del microelettrodo, poichè ogni neurone è circondato sempre dagli elettrodi multipli.

© Giovanni Cancemi/Shutterstock.com

Come può il CMOS essere usato per migliorare i sistemi di HD-MEA?

Il CMOS corrisponde alla tecnologia CMOS, che è una tecnologia standardizzata utilizzata in ogni telefono cellulare ed in ogni computer. Usiamo questa tecnologia per sviluppare le schiere avanzate del microelettrodo con decine di migliaia di elettrodi ed i circuiti della lettura integrati in un piccolo chip.

Come i biosistemi' MaxOne di Maxwell fornisce la rappresentazione elettrica dell'intero campione?

Le nostre caratteristiche del sistema 26.400 elettrodi a molto ad alta densità (3.265 electrodes/mm2), in modo da significa che c'è sempre un elettrodo vicino ad un neurone che può individuare la sua attività. Quindi, scandendo tramite i 26.400 elettrodi facendo uso di 1.024 canali della lettura per volta, un'immagine elettrica del intero-campione si acquista. Secondo la risoluzione desiderata della rappresentazione, questa scansione automatizzata con la schiera di tutto richiede fra 5 e 20 minuti.

La funzionalità di selezionare gli elettrodi è molto utile perché volete solitamente soltanto misurare dove avete celle. Selezionando gli elettrodi specifici, potete adattarti al vostro campione ed ottimizzare le informazioni ottenute dalle registrazioni.

Che dati possono essere raccolti usando le registrazioni di alto-capacità di lavorazione hanno fatto dal MaxTwo?

MaxTwo concede disporre parallelamente gli esperimenti facendo uso di 6 pozzi per volta. I tipi differenti di dati, quello possono essere registrati, sono uguali a quei con la nostra unità unica-bene MaxOne.

Un tipo è che cosa chiamiamo “la mappa di attività„, che è un'immagine di come le celle sull'incendio di schiera e di dove sono posizionate.

Il secondo tipo di dati è chiamato “attività della rete„, che comprende selezionare gli elettrodi con ad alta attività e poi registrarle simultaneamente. Questi dati possono essere usati per analizzare l'interazione fra le celle, come cui sono connessi, la loro sincronia e la loro attività di scoppio.

Per concludere, il terzo tipo di dati è una delle funzionalità uniche del nostro sistema. Dopo l'identificazione delle celle diverse, registriamo i loro segnali con le centinaia di elettrodi. Facendo uso di questo, possiamo accedere alle funzionalità sottocellulari, quali i segnali intorno all'area ed ai segnali somatici e dentritici propaganteci lungo gli assoni. Ciò concede misurare precisamente la velocità axonal della conduzione, che è molto provocatoria raggiungere facendo uso delle tecniche alternative.

Che cosa fa il MaxOne e il MaxTwo differire da altre soluzioni funzionali ad alta definizione della rappresentazione sul servizio?

Ci sono tre punti a questo. In primo luogo, abbiamo il più grande numero degli elettrodi; 26.400 elettrodi su un'area di 2x4 millimetro2. È egualmente la più grande area di percezione.

Secondariamente, la distanza fra due elettrodi vicini è 17,5 micrometri in modo da abbiamo, di gran lunga, a disposizione più di alta risoluzione.

Il terzo punto è il rapporto segnale-rumore, che è per 4 microvolt RMS durante gli esperimenti. Ciò significa che possiamo misurare i segnali molto piccoli con la nostra tecnologia. I segnali che si propagano lungo l'assone di un neurone, sono in genere molto piccoli. Di conseguenza, un alto rapporto di segnale/disturbo è un tasto alla misurazione e ad analizzare della velocità axonal della conduzione.

Circa David Jäckel, Ph.D.

Dopo la rifinitura le lastre di scienza nell'ingegneria elettrica a ETH Zurigo nel 2008, David hanno continuato a completare un PhD in neuroscienza là nel 2014.

A seguito di questo, David è diventato un consulente a AWK per i 3 anni successivi, prima di passare ai biosistemi di Maxwell nel 2018, dove tiene la posizione del prodotto e del project manager.

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