了解神经元通讯的动态对于推进神经科学研究和开发有效的神经系统疾病治疗方法至关重要。

创新的3D金微电极阵列增强了对神经元网络通信的理解

神经网络模型在神经科学中具有重要价值，为研究大脑功能、疾病机制和神经药物的影响提供了高度可控性和可重复性。然而，用于监测这些网络的传统二维 (2D) 微电极阵列 (MEA) 存在局限性，特别是在稳定性和信噪比方面，这阻碍了长期研究所需的长期记录。

在ACS Nano上发表的一项研究中，由中国科学院空天信息研究院(AIR)蔡新霞教授领导的一组科学家与国际同事合作，开发了一种研究神经网络动态的创新方法。

他们利用三维(3D)金微电极阵列显著提高了监测和分析神经元网络内通信的能力。

科学家们介绍了一种可定制的聚合物改性 3D 金微电极阵列，能够在较长时间内提供稳定、高信噪比( SNR) 的记录。这项创新能够长期详细探索神经元网络内的细胞通信，克服了平面 2D MEA 的不足。

3D结构增强了电导性和生物相容性，从而能够与电活性细胞膜更有效地结合。

科学家们将定向的空间和时间模式的电刺激应用于培养的神经元网络，并在三周内监测其动态。通过采用相关热图和互信息网络，他们量化了网络基于突触的通信和连接。

对细胞间突触延迟和信号速度的分析促成了通信连接模型的开发，揭示了网络通信随时间的动态变化。

这项研究的成果为未来研究神经网络动态提供了宝贵的工具。监测这些网络内的通信变化的能力可以增强对健康大脑功能和疾病机制的理解。