自动化的全细胞膜片箝记录体内

全细胞膜片钳电生理或全细胞记录(WCR),是对照的技术为研究行为的大脑细胞叫做神经元在不同的州,如压力或学习。

程序被用于哺乳动物,因为它是在1970年代发展起来的。它帮助科学家理解大脑功能和大脑疾病,如阿尔茨海默氏症。他们通过观察单个神经元的电活动现场哺乳动物大脑建立全局的功能作为一个整体器官。此信息用于了解电在人类大脑功能紊乱的作用。

然而,WCR是出了名的挑战来执行,因为小规模的设备和相关细胞的微观性质。它还需要非常精确的运动准确找到神经元,然后记录他们的电流。因此只有少数实验室全球专业技术。

现在,第一次,一个科学家团队由西蒙·舒尔茨教授和博士卢卡Annecchino伦敦帝国学院已经开发出一种机器人和计算机程序,可以指导微型测量设备的微量吸液管特定神经元的大脑活老鼠和记录电流,无需人工干预。这是第一个报道完全自动化平台。

资深作者舒尔茨教授说:“要理解大脑作为一个整体的器官,我们需要知道神经元工作和相互沟通。神经元本身复杂的结构,使用电子和分子信号发送信息到邻近的神经元和大脑作为一个整体结构。神经元也以不同的方式取决于他们是否健康或不完全功能由于某些脑部疾病。WCR技术是一种监听这些细胞以及它们如何与他们的邻居交流。

“然而,结构与裸体人眼无法看到需要非常精确和准确的方法来衡量他们。我们设法成功到目前为止,但是现在我们有教机器人“看到”神经元和执行程序更好。这可能意味着WCR现在可以在更大的范围内进行,从而加快我们学习对大脑及其障碍。”

传统的方法进行WCR涉及科学家与荧光蛋白标记特定的神经元或染料。他们实现这一目标,指导一个机械手臂的神经元。这是通过发送电脉冲通过吸管进入大脑充满了导电流体。脉冲扩散到大脑,直到微量吸液管靠近一个神经元时,创建一个块的电信号,告诉人类或机器人操作员何时停止运动微量吸液管。

此时细胞的微量吸液管夹到外,使用吸入压力脉冲穿透细胞膜。然后进行任何电信号通过微量吸液管从神经元,通过导电流体和一台电脑。

新方法在研究报道舒尔茨教授,从帝国的生物工程学系和他的同事们展示了自动机器人可以做到这一点,没有任何人工输入。

团队将他们的技术与传统的方法,发现机器人比人类同行更快和更准确。研究结果发表在《神经元》杂志上。

自动化可能意味着该技术可以更广泛的在世界各地,甚至在实验室没有专业知识的技术。

作者Annecchino博士说:“尽管过程已经存在了数年,我们人类仍很难执行。然而,它是如此的有价值的教学我们关于哺乳动物的大脑,它是机械自动化的理想人选。我们计划商业化程序,以便研究世界各地的好处。”

接下来,研究人员将研究大脑回路是如何被淀粉样斑块在阿尔茨海默氏症。Annecchino博士补充说:“最终,阿尔茨海默氏症的问题造成的变化的信息处理能力的网络个人大脑细胞。这正是我们可以监视技术。”

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