A caged neuron multielectrode system
笼式神经元多电极系统
基本信息
- 批准号:8413047
- 负责人:
- 金额:$ 18.73万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-02-01 至 2014-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AmplifiersBiological Neural NetworksBiomedical EngineeringCell CountCellsChronicCustomDataDevelopmentElectrodesElectronicsGoalsHippocampus (Brain)HourIncubatorsInvestigationLocationMedicalMethodologyNeurologicNeuronsNormal CellPharmaceutical PreparationsPlasticsProcessStem cellsStructureSynapsesSystemTechnologyTimeTransplantationcell typecostembryonic stem cellinterestlaser tweezerneuronal cell bodyrelating to nervous systemresearch studyresponsesimulation
项目摘要
Project Summary:
The aim of this project is to create a system for studying cultured neural
networks that will provide a unique new ability for observing how each cell is
connected to the others and how that connectivity changes. The cultured neurons will
be in "cages" that are plastic structures which allow process outgrowth but maintain
the cell body in close proximity to a recording and stimulating electrode. By
stimulating each neuron and recording the responses of all the others, the connectivity
of the network will be revealed. The system will have 64 cages in an 8 x 8 array, with 64
dissociated neurons placed in cages using an optical tweezers. The capability to study
such networks in detail at the single cell level will be far beyond any that now exists.
Recording and stimulation do not damage the neurons, so the connectivity can be
observed over a period of weeks, as the network develops. Very sophisticated
electronic amplifiers and stimulators on custom large scale integrated circuits will be
used, which will provide at low cost the capability of studying multiple caged arrays
simultaneously, while they are in an incubator. The studies will provide an
opportunity to observe normal network development in detail that has never been
possible. In addition, the effects on networks of imposed simulation will be revealed,
on time scales of hours to weeks. Pharmacological effects on connectivity will also be
observable. Lastly, because they are in cages, cell types can be mixed and placed in
known locations, so that type-specific interactions between them as they form networks
will be observable. A most interesting example will be to observe the interaction of
embryonic-stem-cell derived neurons with networks of normal neurons. As a proof of
concept at the end of this study, such experiments will be begun. They will indicate the
potential for stem-cell-neuron integration with normal cells in transplants, and also will
provide opportunities for studying how to promote that integration.
项目摘要:
该项目的目的是创建一个用于研究培养神经的系统
网络将提供独特的新能力来观察每个单元格的方式
连接到其他人以及连接性如何变化。培养的神经元将
在“笼子”中,是塑料结构,可以使过程产生但保持
靠近记录和刺激电极的细胞体。经过
刺激每个神经元并记录所有其他神经的反应,连接性
网络的内容将被揭示。该系统将在8 x 8阵列中有64个笼子,有64个笼子
使用光学镊子放置在笼子中的解离神经元。学习的能力
单个单元格级别的此类网络将远远超出现在存在的任何网络。
记录和刺激不会损害神经元,因此连通性可以是
随着网络的发展,观察到了几周的时间。非常精致
定制大规模集成电路上的电子放大器和刺激器将是
使用的,这将以低成本提供研究多个笼阵列的能力
同时,他们在孵化器中。研究将提供
观察正常网络开发的机会,从未有过
可能的。此外,将揭示对施加模拟网络的影响,
按时间尺度至几周。药理学对连通性的影响也将是
可观察。最后,因为它们在笼子里,所以可以将细胞类型混合并放入
已知位置,因此它们在形成网络时之间的类型特定相互作用
将是可观察的。一个最有趣的例子是观察
具有正常神经元网络的胚胎茎细胞衍生的神经元。作为证明
在这项研究结束时,将开始此类实验。他们将指示
与移植中正常细胞的干细胞神经元整合的潜力,也将
提供了研究如何促进该整合的机会。
项目成果
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专著数量(0)
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专利数量(0)
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