多电极阵列MEA在神经信息学与神经生理学研究中的应用

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1、摘要在多电极阵列表面上，既可以培养组织切片也可以培养细胞，这使同时记录和刺激多个位点成为可能。多电极阵列技术既极大地扩展了研究视野，同时又保持了对单细胞的准确关注，现在已被广泛应用到神经信息学、神经生物学和安全药理学、离子通道药物高通量筛查、心脏功能研究等领域。本文首先介绍了多电极阵列神经细胞动作电位检测的方法以及多电极阵列在神经信息学和神经生物学研究中的应用热点。其次，阐述了特殊多电极阵列设计的研究进展及其在特殊场合下的应用。作为神经信息学领域神经编码研究的重要内容之一，介绍了基于多电极阵列实验的单个神经元的时空编码、神

2、经元群体的群体编码理论研究的实现。再次，研究了多电极表面上离体神经网络的培养方法，探讨多电极表面上增加细胞粘附性以及提高神经细胞成活率的方法。接着，通过自行设计的多通道神经信号同步采集系统，获取了多电极阵列上嗅觉神经网络和海马神经网络的神经电生理信号。最后，研究并设计了神经细胞动作电位提取方法，通过上述技术的研究，研究了两种网络在不同生长条件下动作电位的自发放模式的差异。论文利用多电极阵列和自行设计的神经信号采集分析系统，建立了一套适用于神经电生理和神经生物学研究的检测平台。关键词：多电极阵列(MEA，Multi--olc

3、ctrodeArray)；神经电生理；神经电信号检测；神经细胞培养；时空编码；群体编码；浙江大学硕士学位论文AbstractMulti-eiectrodeArrayhasaplasticchamber,inwhichbotllbrainsliceandneural-networkinvitrocanbcculturedoBthe嗣哪faccofMEA．Withtheadvanhagcofthecombinationofdetail。dmsightintoasinglecellandenlargedviewofresearc

4、h,MEAisqualifiedaveryeffectiveandpracticalmethodindiverseresearchareas·ThisdissertationbeginwitlltheactivepotentialCAP)ofneurons,whichistheprincipi哪ofsignalsdetectedbyMEAsystem；methodsofsignaldetectionandsortinga∞involved．Asaveryreliablemethod．manyresearchgroupsde

5、signspecialtopographicformsofMEAtomeattheirspecialneeds,andMEAaleappliedinmanydifferentareas．herewebrieflyintroduce9咖cresearchhotspotsanddevelopingtrendsofMEA．Onetargetofresearch(*carriedOllMEAistostudytheNeuralCoding’especiallythespatiotcmporalcodingofasin西eneBgo

6、nandthecurrentlyhealingtheoryofpopulationcodingasisintroducedandsmdicdinthisdissertation．ThenmethodstoimprovetheattachmentofculturesonMEAarestudied,wefinallyculturedolfactoryandhippocampusneuralsystemonthesurfac廿ofMEA．TheAPsignalisdetectedbyaself-designedhighspeed

7、multi-channelsystem．Then骶designaMatlabprogramtoprocessthesignalsandpickupspikes．Basedontheaboveresearch,Westudiedthemodedifferencebcfw∞nnc'BralsystemswithgrowthvariationthroughRasteranalyses．Thethesisutilizesaplatformwhichissuitableforneundeleetrophysiologyandllcu

8、ralbiologicalstudiesbycombiningmulti-clcetrodearraysandthesclf-designodngul'alsignalanalyticalsystem．Keywords：Multi-electrodeArray(MEA)；Neuraleleetrophy