WikiDer > Матрица микроэлектродов

Microelectrode array

Массивы микроэлектродов (МПС) (также называемые многоэлектродными массивами) - это устройства, содержащие несколько (от десятков до тысяч) микроэлектроды через который нейронный сигналы получены или доставлены, по сути служа нейронными интерфейсами, которые соединяют нейроны к электронная схема. Существует два основных класса MEA: имплантируемые MEA, используемые in vivo, и неимплантируемые МПС, используемые in vitro.

Теория

Нейроны и мышца клетки создают ион токи через их мембраны когда возбуждено, вызывая изменение в Напряжение между внутренней и внешней стороной камеры. При записи электроды на MEA преобразовывать изменение в Напряжение из окружающей среды ионы в токи, проводимые электроны (электронные токи). При стимуляции, электроды преобразовывать электронные токи в ионные токи через среду. Это вызывает потенциалзависимые ионные каналы на мембраны возбудимых клеток, заставляя клетку деполяризовать и вызвать потенциал действия если это нейрон или подергивание, если это мышечная клетка.[нужна цитата]

Размер и форма записываемого сигнала зависят от нескольких факторов: природы среды, в которой находится клетка или клетки (например, электрическая проводимость, емкость, и однородность); характер контакта между ячейками и электродом МЭБ (например, площадь контакта и герметичность); природа самого электрода МЭБ (например, его геометрия, сопротивление, и шум); то обработка аналогового сигнала (например, система прирост, пропускная способность, и поведение за пределами частоты среза); и данные отбор проб свойства (например, частота выборки и цифровая обработка сигналов).[1] Для записи одиночной ячейки, которая частично покрывает плоский электрод, напряжение на контактная площадка приблизительно равно напряжению области перекрытия ячейки и электрода, умноженному на отношение площадь поверхности области перекрытия на площадь всего электрода, или:

предполагая, что площадь вокруг электрода хорошо изолированный и имеет связанную с ним очень маленькую емкость.[1] Вышеприведенное уравнение, однако, основано на моделировании электрода, ячеек и их окружения как эквивалентных принципиальная электрическая схема. Альтернативным способом прогнозирования поведения электрода ячейки является моделирование системы с использованием геометрической модели. анализ методом конечных элементов в попытке обойти ограничения чрезмерного упрощения системы в виде сосредоточенной схемной элементной схемы.[2]

MEA может использоваться для выполнения электрофизиологический эксперименты на срезах ткани или диссоциированные клеточные культуры. В случае острых срезов ткани связи между клетками в срезах ткани до экстракции и посева более или менее сохраняются, в то время как межклеточные связи в диссоциированных культурах разрушаются до посева. В диссоциированных культурах нейронов нейроны спонтанно образуют сети.[3]

Видно, что напряжение амплитуда электрод переживает обратно связанные на расстояние, с которого клетка деполяризуется.[4] Таким образом, может потребоваться культивирование клеток или размещение иным способом как можно ближе к электродам. На срезах ткани вокруг места разреза образуется слой электрически пассивных мертвых клеток из-за отек.[5] Способ справиться с этим - изготовить МЭБ с трехмерными электродами, изготовленными маскировка и химическое травление. Эти трехмерные электроды проникают в слой мертвых клеток ткани среза, уменьшая расстояние между живыми клетками и электродами.[6] В диссоциированных культурах правильная адгезия клеток к субстрату MEA важна для получения надежных сигналов.

История

Первые имплантируемые массивы были микропроволочными массивами, разработанными в 1950-х годах.[7] Первый эксперимент с использованием набора плоских электродов для записи данных из культивируемых клеток был проведен в 1972 году C.A. Томас-младший и его коллеги.[4] Экспериментальная установка использовала массив 2 x 15 золото электроды с покрытием платиновый черный, каждые 100 мкм друг от друга. Миоциты собран из эмбриональный Цыплят диссоциировали и культивировали на MEAs, и регистрировали сигналы с высокой амплитудой до 1 мВ.[8] MEA были созданы и использовались для изучения электрофизиологии улитки. ганглии независимо от Гюнтер Гросс и его коллеги из Центра сетевой нейробиологии в 1977 году, не зная заранее о работе Томаса и его коллег.[4] В 1982 году Гросс наблюдал спонтанную электрофизиологическую активность диссоциированных спинной мозг нейроны, и обнаружили, что активность очень зависит от температуры. Амплитуды сигналов ниже 30 ° C быстро уменьшаются до относительно небольшого значения при комнатная температура.[4]

До 1990-х годов значительный входные барьеры существовали для новых лабораторий, которые стремились проводить исследования MEA, из-за индивидуального изготовления MEA и программного обеспечения, которое им пришлось разработать.[3] Однако с появлением доступных вычислительных мощностей[1] и коммерческое оборудование и программное обеспечение MEA,[3] многие другие лаборатории смогли провести исследования с использованием MEA. Этот неинвазивный электрофизиология лабораторная техника может быть более эффективным, чем патч зажим метод.

Типы

Матрицы микроэлектродов можно разделить на подкатегории в зависимости от их потенциального использования: in vitro и in vivo массивы.

В пробирке массивы

An in vitro MEA

Стандартный вид in vitro MEA выпускается в виде электродов 8 x 8 или 6 x 10. Электроды обычно состоят из оксид индия и олова или же титан и иметь диаметр от 10 до 30 мкм. Эти массивы обычно используются для одноклеточных культур или острых срезов головного мозга.[1]

Одна проблема среди in vitro MEAs визуализировали их с микроскопы которые используют линзы большой мощности, требующие рабочие расстояния порядка микрометров. Чтобы избежать этой проблемы, были созданы «тонкие» -MEA с использованием покровного стекла. Эти матрицы имеют размер примерно 180 мкм, что позволяет использовать их с линзами большой мощности.[1][9]

В другой специальной конструкции 60 электродов разделены на группы 6 × 5, разделенные расстоянием 500 мкм. Электроды внутри группы разделены на 30 мкм при диаметрах 10 мкм. Такие массивы используются для изучения локальных ответов нейронов, а также для изучения функциональной связи органотипических срезов.[1][10]

Пространственное разрешение - одно из ключевых преимуществ MEA, которое позволяет передавать сигналы на большие расстояния с более высокой точностью при использовании MEA высокой плотности. Эти массивы обычно имеют квадратную сетку из 256 электродов, которые покрывают площадь 2,8 на 2,8 мм.[1]

Повышенное пространственное разрешение обеспечивается матрицами микроэлектродов высокой плотности на основе КМОП с тысячами электродов, а также встроенными схемами считывания и стимуляции на компактных микросхемах размером с миниатюру.[11] Было продемонстрировано даже разрешение сигналов, распространяющихся по одиночным аксонам.[12]

Для получения качественных сигналов электроды и ткань должны находиться в тесном контакте друг с другом. Перфорированная конструкция МЭБ имеет отрицательный давление к отверстиям в подложке, чтобы срезы ткани можно было расположить на электродах для улучшения контакта и записываемых сигналов.[1]

Другой подход к снижению импеданса электрода заключается в модификации материала интерфейса, например, путем использования углеродные нанотрубки,[13][14] или путем модификации структуры электродов, например, с помощью золотых наностолбиков.[15] или нанополости.[16]

В естественных условиях массивы

Схема электродной матрицы in vivo "Юта"

Три основные категории имплантируемых МЭБ - это микропровода, кремний-основан,[17] и гибкие матрицы микроэлектродов. Микропровода МЭБ в основном изготовлены из нержавеющей стали. стали или же вольфрам и их можно использовать для оценки положения отдельных записанных нейронов путем триангуляции. Матрицы микроэлектродов на основе кремния включают две конкретные модели: матрицы Мичигана и Юты. Матрицы Michigan обеспечивают более высокую плотность сенсоров для имплантации, а также более высокое пространственное разрешение, чем микропроволочные MEA. Они также позволяют получать сигналы по длине стержня, а не только на концах стержня. В отличие от решеток из Мичигана, в Юте массивы трехмерны и состоят из 100 проводящих кремниевых игл. Однако в матрице Utah сигналы принимаются только от кончиков каждого электрода, что ограничивает объем информации, которую можно получить за один раз. Кроме того, массивы Utah производятся с заданными размерами и параметрами, в то время как массив Michigan обеспечивает большую свободу проектирования. Гибкие массивы, сделанные с полиимид, парилен, или же бензоциклобутен, обеспечивают преимущество перед жесткими матрицами микроэлектродов, поскольку они обеспечивают более точное механическое соответствие, поскольку Модуль для младших кремния намного больше, чем в мозговой ткани, что способствует воспаление.[7]

Методы обработки данных

Фундаментальной единицей коммуникации нейронов является, по крайней мере, электрический потенциал действия. Этот феномен "все или ничего" берет свое начало в аксональный бугорок,[18] приводя к деполяризации внутриклеточной среды, которая распространяется вниз по аксон. Этот ионный поток через клеточную мембрану вызывает резкое изменение напряжения во внеклеточной среде, что в конечном итоге и обнаруживают электроды MEA. Таким образом, подсчет и сортировка скачков напряжения часто используются в исследованиях для характеристики сетевой активности. Анализ пикового поезда также может сэкономить время обработки и вычислительную память по сравнению с измерениями напряжения. Временные метки всплесков определяются как моменты времени, когда напряжение, измеренное отдельным электродом, превышает пороговое значение (часто определяемое стандартными отклонениями от среднего значения периода бездействия). Эти временные метки могут быть дополнительно обработаны для идентификации всплесков (множественные всплески в непосредственной близости). Дальнейший анализ этих поездов может выявить организацию спайков и временные закономерности.[19]

Возможности

Преимущества

В целом, основные сильные стороны in vitro массивы по сравнению с более традиционными методами, такими как патч зажим включают:[20]

  • Возможность установки нескольких электродов одновременно, а не по отдельности
  • Возможность настройки элементов управления в рамках одной и той же экспериментальной установки (с использованием одного электрода в качестве контроля, а других - в качестве экспериментального). Это представляет особый интерес в экспериментах по стимуляции.
  • Возможность выбора разных сайтов записи в массиве
  • Возможность одновременно получать данные с нескольких сайтов
  • Записи интактной сетчатки представляют большой интерес из-за возможности доставки оптической стимуляции в реальном времени и, например, возможности восстановления рецептивных полей.

Более того, in vitro массивы неинвазивны по сравнению с зажимом пластыря, потому что они не требуют нарушения клеточной мембраны.

Что касается in vivo Однако основным преимуществом массивов перед фиксацией патчей является высокое пространственное разрешение. Имплантируемые массивы позволяют получать сигналы от отдельных нейронов, обеспечивая такую ​​информацию, как положение или скорость двигательного движения, которое можно использовать для управления протез устройство. Крупномасштабные параллельные записи с десятками имплантированных электродов возможны, по крайней мере, у грызунов, во время поведения животных. Это делает такие внеклеточные записи методом выбора для идентификации нейронных цепей и изучения их функций. Однако однозначная идентификация зарегистрированного нейрона с использованием многоэлектродных внеклеточных массивов до сих пор остается проблемой.

Недостатки

В пробирке МЭА менее подходят для регистрации и стимуляции отдельных клеток из-за их низкого пространственного разрешения по сравнению с патч-зажимом и динамический зажим системы. Сложность сигналов, которые электрод MEA может эффективно передавать другим ячейкам, ограничена по сравнению с возможностями динамических зажимов.

Существует также несколько биологических ответов на имплантацию матрицы микроэлектродов, особенно в отношении хронической имплантации. Наиболее заметным среди этих эффектов является потеря нейрональных клеток, глиальный рубец, и уменьшение количества работающих электродов.[21] Реакция ткани на имплантацию зависит от многих факторов, включая размер стержней MEA, расстояние между стержнями, состав материала MEA и период времени введения. Ответ ткани обычно делится на краткосрочный и долгосрочный. Кратковременный ответ наступает в течение нескольких часов после имплантации и начинается с увеличения популяции астроциты и глиальные клетки окружают устройство. Завербованные микроглия затем вызвать воспаление и процесс фагоцитоз инородного материала начинается. Со временем астроциты и микроглия, задействованные в устройстве, начинают накапливаться, образуя оболочку, окружающую матрицу, которая простирается на десятки микрометров вокруг устройства. Это не только увеличивает пространство между электродными зондами, но также изолирует электроды и увеличивает измерения импеданса. Проблемы с хронической имплантацией массивов стали движущей силой в исследовании этих устройств. Одно новое исследование изучило нейродегенеративный последствия воспаления, вызванного хронической имплантацией.[22] Иммуногистохимический маркеры показали неожиданное присутствие гиперфосфорилированного тау, индикатора Болезнь Альцгеймера, рядом с местом записи электрода. Фагоцитоз электродного материала также ставит под сомнение вопрос о реакции биосовместимости, которая, как показывают исследования, была незначительной и практически отсутствовала через 12 недель. in vivo. Исследования, направленные на минимизацию негативных последствий введения устройства, включают покрытие поверхности устройств белками, которые способствуют прикреплению нейронов, например: ламинин, или наркотик элюирование вещества.[23]

Приложения

В пробирке

Природа диссоциированных нейронные сети похоже, не меняет и не умаляет характер его фармакологический ответ по сравнению с in vivo модели, предполагающие, что MEAs можно использовать для изучения фармакологического воздействия на диссоциированные культуры нейронов в более простой контролируемой среде.[24] Ряд фармакологических исследований с использованием MEAs на диссоциированных нейронных сетях, например учится с этиловый спирт.[25]

Кроме того, значительная часть работы по различным биофизическим аспектам сетевой функции была проведена путем сведения явлений, обычно изучаемых на поведенческом уровне, к уровню диссоциированной корковой сети. Например, способность таких сетей извлекать пространственные[26] и временный[27] особенности различных входных сигналов, динамика синхронизации,[28] чувствительность к нейромодуляция[29][30][31] и кинетика обучения с использованием режимов замкнутого цикла.[32][33] Наконец, объединение технологии MEA с конфокальная микроскопия позволяет изучать взаимосвязь между сетевой активностью и синаптическим ремоделированием.[9]

MEA использовались для взаимодействия нейронных сетей с небиологическими системами в качестве контроллера. Например, нейро-компьютерный интерфейс может быть создан с использованием MEA. Диссоциированная крыса корковый нейроны были интегрированы в замкнутый цикл обратной связи «стимул-ответ» для управления аниматом в виртуальной среде.[34] А замкнутый цикл Система стимул-реакция была также построена с использованием MEA Поттера, Мандхавана и ДеМарса,[35] и Марк Хэммонд, Кевин Уорвик, и Бен Уолли в Университет Ридинга. Около 300000 диссоциированных нейронов крысы были помещены на MEA, который был подключен к двигателям и УЗИ датчики на роботе и были подготовлены так, чтобы избегать препятствий при обнаружении.[36] В этом направлении Шимон Маром и его коллеги из Технион подключили диссоциированные нейронные сети, растущие на MEA, к Лего Mindstorms робот; поле зрения робота было классифицировано сетью, и команды были доставлены на колеса робота, так что он полностью избегал столкновения с препятствиями.[26] Этот «Автомобиль Брайтенберга» был использован для демонстрации неопределенность обратной нейроинженерии, показывающей, что даже в простой настройке с практически неограниченным доступом ко всей необходимой информации,[37] невозможно было с уверенностью установить конкретный нейронное кодирование схема, которая использовалась для управления поведением роботов.

MEA использовались для наблюдения за сетевыми атаками в гиппокамп ломтики.[38]

В естественных условиях

Есть несколько имплантируемых интерфейсов, которые в настоящее время доступны для использования потребителями, включая стимуляторы глубокого мозга, кохлеарные имплантаты, и кардиостимуляторы. Глубокая стимуляция мозга (DBS) эффективна при лечении двигательных расстройств, таких как: болезнь Паркинсона,[39] и кохлеарные имплантаты помогли многим улучшить слух, стимулируя слуховой нерв. Благодаря своему замечательному потенциалу, MEAs являются важной областью исследований в области нейробиологии. Исследования показывают, что MEAs могут дать представление о таких процессах, как формирование памяти и восприятие, а также могут иметь терапевтическую ценность для таких состояний, как эпилепсия, депрессия, и обсессивно-компульсивное расстройство[нужна цитата]. Клинические испытания с использованием интерфейсных устройств для восстановления двигательного контроля после травмы спинного мозга или в качестве лечения ALS были инициированы в проекте под названием BrainGate (см. демонстрационное видео: BrainGate). MEA обеспечивают высокое разрешение, необходимое для записи изменяющихся во времени сигналов, что дает им возможность использовать как для управления, так и для получения обратной связи от протезных устройств, как было показано Кевин Уорвик, Марк Гассон и Питер Киберд.[40][41] Исследования показывают, что использование MEA может помочь в восстановлении зрения, стимулируя зрительный путь.[7]

Встречи пользователей MEA

Два раза в год проводится собрание научных пользователей. Ройтлинген, организованный Институтом естественных и медицинских наук (NMI) на Тюбингенский университет. На встречах предлагается всесторонний обзор всех аспектов, связанных с новыми разработками и текущими приложениями микроэлектродных массивов в фундаментальной и прикладной нейробиологии, а также в области промышленных лекарств, фармакологии безопасности и нейротехнологии. Конференция, проводимая два раза в год, превратилась в международную площадку для ученых, разрабатывающих и использующих МПС, как в промышленности, так и в академических кругах, и признана качественным научным форумом, насыщенным информацией. Вклады в собрание доступны в виде сборников с открытым доступом.

Использование в искусстве

Помимо использования в научных целях, МПС использовались в современное искусство исследовать философские вопросы о взаимосвязи между технологией и биологией. Традиционно в западной мысли биология и технология были разделены на две отдельные категории: биос и technê.[42] В 2002, MEART: Полуживой художник был создан как совместный художественный и научный проект между СимбиотикA на Университет Западной Австралии в Перт, и Лаборатория Поттера в Технологический институт Джорджии в Атланта, чтобы поставить под сомнение взаимосвязь между биологией и технологией.[43][44][45][46] MEART состоит из нейронов коры крыс, выращенных in vitro на MEA в Атланте - пневматический робот-манипулятор, способный рисовать ручками на бумаге в Перте, и программное обеспечение для управления связью между ними. Сигналы от нейронов передавались по замкнутому контуру между Пертом и Атлантой, когда MEA стимулировал пневматическую руку. MEART был впервые представлен публике на выставке Биофил на Пертский институт современного искусства в 2002.[45][47]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Boven, K.-H .; Fejtl, M .; Möller, A .; Nisch, W .; Стетт, А. (2006). «О возрождении массива микроэлектродов». In Baudry, M .; Такетани, М. (ред.). Достижения в сетевой электрофизиологии с использованием многоэлектродных решеток. Нью-Йорк: Спрингер. С. 24–37. ISBN 0-387-25857-4.
  2. ^ Buitenweg, J. R .; Rutten, W. L .; Марани, Э. (2003). «Геометрическое моделирование методом конечных элементов электрического контакта между культивируемым нейроном и микроэлектродом». IEEE Trans Biomed Eng. 50 (4): 501–509. Дои:10.1109 / TBME.2003.809486. PMID 12723062. S2CID 15578217.
  3. ^ а б c Поттер, С. М. (2001). «Распределенная обработка в культивируемых нейронных сетях». Prog Brain Res. Прогресс в исследованиях мозга. 130. С. 49–62. Дои:10.1016 / S0079-6123 (01) 30005-5. PMID 11480288.
  4. ^ а б c d Пайн, Дж. (2006). «История развития МПС». In Baudry, M .; Такетани, М. (ред.). Достижения в сетевой электрофизиологии с использованием многоэлектродных решеток. Нью-Йорк: Спрингер. С. 3–23. ISBN 0-387-25857-4.
  5. ^ Heuschkel, M. O .; Wirth, C .; Steidl, E.M .; Бюиссон, Б. (2006). «История развития МПС». In Baudry, M .; Такетани, М. (ред.). Достижения в сетевой электрофизиологии с использованием многоэлектродных решеток. Нью-Йорк: Спрингер. С. 69–111. ISBN 0-387-25857-4.
  6. ^ Thiebaud, P .; deRooij, N.F .; Куделка-Хеп, М .; Стоппини, Л. (1997). «Матрицы микроэлектродов для электрофизиологического мониторинга культур органотипических срезов гиппокампа». IEEE Trans Biomed Eng. 44 (11): 1159–63. Дои:10.1109/10.641344. PMID 9353996. S2CID 22179940.
  7. ^ а б c Чунг, К. С. (2007). «Имплантируемые нейронные интерфейсы на микроуровне». Биомедицинские микроустройства. 9 (6): 923–38. Дои:10.1007 / s10544-006-9045-z. PMID 17252207. S2CID 37347927.
  8. ^ Thomas, C.A .; Springer, P.A .; Loeb, G.E .; Berwald-Netter, Y .; Окунь, Л. М. (1972). «Миниатюрная матрица микроэлектродов для контроля биоэлектрической активности культивируемых клеток». Exp Cell Res. 74 (1): 61–66. Дои:10.1016/0014-4827(72)90481-8. PMID 4672477.
  9. ^ а б Минерби, А .; Kahana, R .; Goldfeld, L .; Кауфман, М .; Маром, С .; Зив, Н. Э. (2009). «Долгосрочные отношения между синаптической устойчивостью, синаптическим ремоделированием и сетевой активностью». ПЛОС Биол. 7 (6): e1000136. Дои:10.1371 / journal.pbio.1000136. ЧВК 2693930. PMID 19554080.
  10. ^ Сегев, Р .; Берри II, М. Дж. (2003). «Запись всех ганглиозных клеток сетчатки». Soc Neurosci Abstr. 264: 11.
  11. ^ Hierlemann, A .; Frey, U .; Hafizovic, S .; Хеер, Ф. (2011). «Выращивание клеток на микроэлектронных чипах: взаимодействие электрогенных клеток in vitro с матрицами микроэлектродов на основе КМОП». Труды IEEE. 99 (2): 252–284. Дои:10.1109 / JPROC.2010.2066532. S2CID 2578216.
  12. ^ Баккум, Д. Дж .; Frey, U .; Radivojevic, M .; Russell, T. L .; Müller, J .; Fiscella, M .; Takahashi, H .; Хирлеманн, А. (2013). «Отслеживание распространения аксонального потенциала действия на массиве микроэлектродов высокой плотности по сотням сайтов». Nature Communications. 4: 2181. Bibcode:2013 НатКо ... 4.2 181B. Дои:10.1038 / ncomms3181. ЧВК 5419423. PMID 23867868.
  13. ^ Ю, З .; и другие. (2007). «Вертикально расположенные массивы углеродных нановолокон записывают электрофизиологические сигналы из срезов гиппокампа». Nano Lett. 7 (8): 2188–95. Bibcode:2007NanoL ... 7.2188Y. Дои:10.1021 / nl070291a. PMID 17604402.
  14. ^ Габай, Т .; и другие. (2007). «Электрохимические и биологические свойства многоэлектродных решеток на основе углеродных нанотрубок». Нанотехнологии. 18 (3): 035201. Bibcode:2007Nanot..18c5201G. Дои:10.1088/0957-4484/18/3/035201. PMID 19636111.
  15. ^ Brüggemann, D .; и другие. (2011). «Наноструктурированные золотые микроэлектроды для внеклеточной записи с электрогенных клеток». Нанотехнологии. 22 (26): 265104. Bibcode:2011Nanot..22z5104B. Дои:10.1088/0957-4484/22/26/265104. PMID 21586820.
  16. ^ Hofmann, B .; и другие. (2011). «Матрица нанополостных электродов для записи с электрогенных ячеек». Лабораторный чип. 11 (6): 1054–8. Дои:10.1039 / C0LC00582G. PMID 21286648.
  17. ^ Bhandari, R .; Negi, S .; Сольцбахер, Ф. (2010). «Изготовление пластин в масштабе проникающих нейронных электродов». Биомедицинские микроустройства. 12 (5): 797–807. Дои:10.1007 / s10544-010-9434-1. PMID 20480240. S2CID 25288723.
  18. ^ Angelides, K. J .; Elmer, L.W .; Лофтус, Д .; Элсон, Э. (1988). «Распределение и латеральная подвижность потенциалзависимых натриевых каналов в нейронах». J. Cell Biol. 106 (6): 1911–25. Дои:10.1083 / jcb.106.6.1911. ЧВК 2115131. PMID 2454930.
  19. ^ Дастгейб, Раха М .; Ю, Сын-Ван; Хоги, Норман Дж. (2020). "MEAnalyzer - инструмент анализа цепочки импульсов для многоэлектродных решеток". Нейроинформатика. 18 (1): 163–179. Дои:10.1007 / s12021-019-09431-0. PMID 31273627. S2CID 195795810.
  20. ^ Whitson, J .; Кубота, Д .; Shimono, K .; Jia, Y .; Такетани, М. (2006). «Мультиэлектродные матрицы: улучшение традиционных методов и обеспечение сетевой физиологии». In Baudry, M .; Такетани, М. (ред.). Достижения в сетевой электрофизиологии с использованием многоэлектродных решеток. Нью-Йорк: Спрингер. С. 38–68. ISBN 0-387-25857-4.
  21. ^ Biran, R .; Мартин, Д. С .; Треско, П. А. (2005). «Потеря нейрональных клеток сопровождает реакцию ткани мозга на хронически имплантированные кремниевые микроэлектродные матрицы». Экспериментальная неврология. 195 (1): 115–26. Дои:10.1016 / j.expneurol.2005.04.020. PMID 16045910. S2CID 14077903.
  22. ^ Макконнелл ГК, Рис HD, Леви А.И., Гросс Р.Г., Белламконда Р.В. 2008. Хронические электроды вызывают локальное нейродегенеративное состояние: влияние на надежность хронической записи. Общество неврологии, Вашингтон, округ Колумбия[цитата не найдена]
  23. ^ Он, W .; McConnell, G.C .; Белламконда, Р. В. (2006). «Наноразмерное ламинированное покрытие модулирует реакцию кортикального рубцевания вокруг имплантированных кремниевых микроэлектродных матриц». Журнал нейронной инженерии. 3 (4): 316–26. Bibcode:2006JNEng ... 3..316H. Дои:10.1088/1741-2560/3/4/009. PMID 17124336.
  24. ^ Гопал, К. В .; Гросс, Г. В. (2006). «Новые гистотипические свойства культивируемых нейронных сетей». In Baudry, M .; Такетани, М. (ред.). Достижения в сетевой электрофизиологии с использованием многоэлектродных решеток. Нью-Йорк: Спрингер. С. 193–214. ISBN 0-387-25857-4.
  25. ^ Ся Ю. и Гросс Г. В. (2003). «Гистотипические электрофизиологические ответы культивируемых нейронных сетей на этанол». Алкоголь. 30 (3): 167–74. Дои:10.1016 / S0741-8329 (03) 00135-6. PMID 13679110.
  26. ^ а б Shahaf, G .; Eytan, D .; Gal, A .; Kermany, E .; Ляхов, В .; Zrenner, C .; Маром, С. (2008). «Порядковое представление в случайных сетях корковых нейронов». PLOS Comput. Биол. 4 (11): e1000228. Bibcode:2008PLSCB ... 4E0228S. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1000228. ЧВК 2580731. PMID 19023409.
  27. ^ Eytan, D .; Brenner, N .; Маром, С. (2003). «Избирательная адаптация в сетях корковых нейронов». J. Neurosci. 23 (28): 9349–9356. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.23-28-09349.2003. ЧВК 6740578. PMID 14561862.
  28. ^ Eytan, D .; Маром, С. (2006). «Динамика и эффективная топология, лежащие в основе синхронизации в сетях корковых нейронов». J. Neurosci. 26 (33): 8465–8476. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.1627-06.2006. ЧВК 6674346. PMID 16914671.
  29. ^ Eytan, D .; Минерби, А .; Ziv, N.E .; Маром, С. (2004). «Дофамин-индуцированная дисперсия корреляций между потенциалами действия в сетях корковых нейронов». J Нейрофизиол. 92 (3): 1817–1824. Дои:10.1152 / ян.00202.2004. PMID 15084641.
  30. ^ Татено, Т .; Jimbo, Y .; Робинсон, Х. П. (2005). «Пространственно-временная холинергическая модуляция в культивируемых сетях нейронов коры крыс: спонтанная активность». Неврология. 134 (2): 425–437. Дои:10.1016 / j.neuroscience.2005.04.049. PMID 15993003. S2CID 22745827.
  31. ^ Татено, Т .; Jimbo, Y .; Робинсон, Х. П. (2005). «Пространственно-временная холинергическая модуляция в культивируемых сетях нейронов коры крыс: вызванная активность». Неврология. 134 (2): 439–448. Дои:10.1016 / j.neuroscience.2005.04.055. PMID 15979809. S2CID 6922531.
  32. ^ Shahaf, G .; Маром, С. (2001). «Обучение в сетях корковых нейронов». J. Neurosci. 21 (22): 8782–8788. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.21-22-08782.2001. ЧВК 6762268. PMID 11698590.
  33. ^ Stegenga, J .; Le Feber, J .; Marani, E .; Руттен, В. Л. (2009). «Влияние обучения на разрыв». IEEE Trans Biomed Eng. 56 (4): 1220–1227. Дои:10.1109 / TBME.2008.2006856. PMID 19272893. S2CID 12379440.
  34. ^ DeMarse, T. B .; Wagenaar, D.A .; Blau, A. W .; Поттер, С. М. (2001). «Нейронно управляемый анимат: биологический мозг, действующий с имитацией тел». Автономные роботы. 11 (3): 305–10. Дои:10.1023 / А: 1012407611130. ЧВК 2440704. PMID 18584059.
  35. ^ Potter, S.M .; Madhavan, R .; ДеМарс, Т. Б. (2003). «Долгосрочные двунаправленные нейронные интерфейсы для управления роботами и обучения in vitro». Proc. 25-е ​​ежегодное собрание IEEE EMBS: 3690–3693. Дои:10.1109 / IEMBS.2003.1280959. ISBN 0-7803-7789-3. S2CID 12213854.
  36. ^ Маркс, П. (2008). «Восстание роботов с крысиными мозгами». Новый ученый. 199 (2669): 22–23. Дои:10.1016 / S0262-4079 (08) 62062-X.
  37. ^ Маром, С .; Meir, R .; Braun, E .; Gal, A .; Kermany, E .; Эйтан, Д. (2009). «На опасном пути обратной нейроинженерии». Front Comput Neurosci. 3: 5. Дои:10.3389 / нейро.10.005.2009. ЧВК 2691154. PMID 19503751.
  38. ^ Colgin, L.L .; Kramar, E. A .; Gall, C.M .; Линч, Г. (2003). «Перегородочная модуляция возбуждающей передачи в гиппокампе». J Нейрофизиол. 90 (4): 2358–2366. Дои:10.1152 / ян.00262.2003. PMID 12840078.
  39. ^ Breit, S .; Schulz, J. B .; Бенабид, А. Л. (2004). «Глубокая стимуляция мозга». Исследование клеточной ткани. 318 (1): 275–288. Дои:10.1007 / s00441-004-0936-0. PMID 15322914. S2CID 25263765.
  40. ^ Warwick, K .; Gasson, M .; Hutt, B .; Goodhew, I .; Kyberd, P .; Эндрюс, B .; Тедди, П .; Шад, А. (2003). «Применение технологии имплантатов для кибернетических систем». Архив неврологии. 60 (10): 1369–1373. Дои:10.1001 / archneur.60.10.1369. PMID 14568806.
  41. ^ Шварц, А. Б. (2004). «Кортикальное нейронное протезирование». Ежегодный обзор нейробиологии. 27: 487–507. Дои:10.1146 / annurev.neuro.27.070203.144233. PMID 15217341.
  42. ^ Такер, Юджин (2010) "Что такое биомедия?" в "Критических условиях исследований СМИ" Университета Чикаго. Чикаго и Лондон, стр 118-30.
  43. ^ Баккум Д. Д., Гэмблен П. М., Бен-Ари Дж., Чао З. К., Поттер С. М. (2007). "MEART: Полуживой художник". Границы нейроробототехники. 1: 5. Дои:10.3389 / нейро.12.005.2007. ЧВК 2533587. PMID 18958276.
  44. ^ Баккум, Дуглас Дж .; Школьник Александр Ц .; Бен-Ари, Гай; Гэмблен, Фил; DeMarse, Thomas B .; Поттер, Стив М. (2004). Удаление части «А» из ИИ: воплощенные культурные сети. Конспект лекций по информатике. 3139. С. 130–45. Дои:10.1007/978-3-540-27833-7_10. ISBN 978-3-540-22484-6.
  45. ^ а б Исследовательская группа SymbioticA (2002) MEART - полуживой художник (AKA Fish & Chips) Stage 2, стр. 60-68. в BEAP, Биеннале электронного искусства, 2002: Выставки. Томас, Пол, изд., Pub. Куртинский университет. ISBN 1 74067 157 0.
  46. ^ Бен-Ари, Дж., Зурр, И., Ричардс, М., Гэмблен, П., Кэттс, О. и Бант, С. (2001) «Рыба и чипсы, текущее состояние исследований исследовательской группы SymbioticA» в Takeover, wer macht die Kunst von morgen (кто занимается искусством завтрашнего дня) с. 141-147 Springer Vien.
  47. ^ «BioFeel: биология + искусство». Пертский институт современного искусства. Архивировано из оригинал на 2014-08-11.