8、神经元与gMμE接口的电生理特性及应用

神经元与gMμE接口的电生理特性及应用

1. 神经元动作电位的记录

将神经元在由吞噬促进肽（EPP）功能化的62个gMμE阵列上培养2天。使用尖锐玻璃微电极插入神经元胞体，用于电流注入和电压记录。通过细胞内电极施加不同强度的去极化电流脉冲，产生单个或一连串动作电位，这些动作电位可由同一玻璃微电极和gMμE记录。
- gMμE记录的动作电位特征 ：gMμE记录的动作电位为单相正电位，形状与细胞内记录的动作电位相似。位于受刺激神经元胞体下方的6个gMμE（e1 - e6）记录到动作电位，e1 - e5记录的原始动作电位幅度在5 - 10 mV之间，e6记录的幅度小于1 mV，这反映了神经元与各个gMμE之间电耦合的差异。而位于神经元胞体下方以外的gMμE（e7、e8）未记录到任何信号，表明相邻微电极之间无串扰伪影。在其他实验中，使用相同配置可记录到幅度高达25 mV的单相动作电位。
- 超极化脉冲的记录 ：细胞内微电极施加幅度增加的超极化脉冲，会使细胞膜超极化，这一变化也能被gMμE（e1 - e6）检测到，这表明神经元与gMμE形成的界面产生的电耦合足以实现动作电位和亚阈值电位的多部位并行记录。

2. 亚阈值突触事件的细胞内记录

为了进一步说明基于gMμE的微电极阵列的记录质量，将形成电突触的同源海兔神经元共培养。以两个在gMμE阵列上培养2天的神经元为例进行实验：
- 实验设置 ：将用于电流注入和电压记录的尖锐玻璃微电极插入神经元1，用gMμE从神经元2进行记录。
- 实验结果