Pinelab

Jerry Pine este un profesor de Biofizica, şi Pinelab are un pionier în dezvoltarea de matrice multielectrode pentru studii de reţele de neuron in vitro. Lucrarea de faţă a laboratorului este centrată pe utilizarea de matrice neuron în cuşti pentru studii de dezvoltare si plasticitate a reţelelor neuronale. Contact: jpmail@capsi.caltech.edu

Introducere

Cuşcă neuron, din plastic parylene, este produsul unui parteneriat pe termen lung cu laboratorul microfabrication de Yu-Chong Tai în inginerie electrică. Un neuron plasate în centrul cuştii se va ataşa şi creşte procesele prin intermediul tunelurilor. Electrodul va oferi pe termen lung, non-distructivă comunicarea bidirecţională cu celula, pentru a stimula sau o înregistrare de la ea.

Şaisprezece tablouri cuşcă pe un cip de siliciu au fost folosite în experimente preliminare. Electrodul duce conecta la tampoane de pe chip şi apoi într-o placă de circuite imprimate pentru conectarea la camputer-condus Electonics. Fotografie Nomarski prezinta o cultură de zece neuroni în cuşti după zece zile în cultură, în creştere axonilor multe şi dendritele, care formează o reţea bogată.

De date

Conectivitatea unei reţele este determinat prin stimularea fiecare neuron şi de înregistrare de la toate celelalte. Imaginea prezinta date tipice, de la stimularea de neuron în numărul cuştii 7 şi care rezultă potentialului de actiune la cuşti 13, 10, 14, şi 2.

Dezvoltarea de conexiuni a lungul timpului poate fi văzută în diagrame Evolution Cultură, arătată aici pentru o cultură cu neuroni treisprezece ani. "DIV" înseamnă "zile in vitro". Liniile roşii indică scurt, probabil monosynaptic, întârzierile şi liniile verzi sunt în concordanţă cu conexiuni polysynaptic.

La un moment dat, cum ar fi pentru 22 de DIV în exemplul de mai sus, toate conexiunile pot fi examinate, cu culoarea lor întârziere ori codificate, în conformitate cu bara din dreapta. Fiecare pătrat negru este un neuron stimulat, şi incadrand 4 x 4 pătrate arată cele neuronii răspund şi orele lor de întârziere. Atunci când există o legătură disynaptic, ori a două răspunsuri succesive sunt afişate, iar timpul de întârziere totală, ca parte a pătrat.

Experimente

Există patru focare prezenţi:

1. Distribuţia spaţială şi temporală a în curs de dezvoltare de conectivitate de reţea de celule hippocampal.
2. Specificitatea de conexiuni între tipuri identificate de celule hipocampusului, comparativ cu lor in vivo comportament.
3. Plasticitate dependentă de activitate de conectivitate în reţea.
4. Integrarea cu celule stem derivate neuroni cu reţele de neuroni hippocampal.

Pentru Publicaţii

• Erickson, JC, Tooker, A., Tai, YC, si pin, J. (2008).. Caged neuron MEA: un sistem pe termen lung de anchetă de conectivitate cultură reţele neuronale. J, Neurosci. Meth. 175:1-16. [pdf]
• Pin, J. şi Chow, G., (2008). Mutarea neuroni vii disociat cu ajutorul unei pensete optice. IEEE Trans. Biomed. Eng'g. În presă.
• Wagenaar, DA, pin, J., şi Potter, SM (2006). Cauta pentru plasticitate în culturile disociată cortical pe multi-electrod tablouri. JNRB 5:16-35.
• Wagenaar, DA, pin, J., şi Potter, SM (2005). un repertoriu extrem de bogat de modele de spargere în timpul dezvoltării culturilor corticale. BMC Neuroscience 7:11-29.
• Wagenaar, DA, Madhaven, R., pin, J., şi Potter, S. (2005). Controlling izbucnind în culturi corticala cu buclă închisă multi-electrod de stimulare. J. Neurosci. 25:680-688.
• Tooker, A., Meng, J., Erickson, J., Tai, YC., Şi de pin, J. (2005). neurocages biocompatibile parylene. IEEE Inginerie în Medicină şi Biologie 24:30-33.
• Pin, J. (2005). O istorie a MEA Dezvoltare. În Progrese în reţea electrofiziologie Utilizarea tablouri Multielectrode. M. Taketrani şi M. Baudry, Eds., Kluwer, NY.
• Wagenaar, DA, pin, J., şi Potter, SM (2004). parametrilor de eficiente pentru stimularea culturilor disociat folosind multi-electrod tablouri, J. Neurosci.. Meth. 138:27-37.