HD-MEA記錄海馬腦片
海馬是學習記憶、情緒調控的重要腦區，其內部不同腦區（CA1、CA3、DG）和各類神經元（錐體細胞、抑制性中間神經元等）協同工作，形成復雜的環路。迄今已通過形態、分子標志和電生理特征共鑒定出 120 種神經元類型/亞型，并根據其自發放電模式，識別出9種主要放電家族。

傳統單電極、低密度多通道記錄，丟失空間分辨率，無法精準定位不同區室的神經電活動，漏掉微小細胞群，因此難以同時抓取多種細胞的信號。如何能夠一次性觀測海馬各個區域中多種神經元的自發放電呢？

高密度微電極陣列（HD-MEA）技術通過CMOS工藝突破這一瓶頸——在8.1 mm2芯片表面集成26,400個電極（密度3,259 electrodes/mm2，間距17.5 μm），將電信號采集的空間分辨率提升至亞細胞層級，可同步捕獲海馬的每一個神經元電信號。

今天，我們使用Maxwell Biosystems的高密度多電極陣列平臺MaxOne，對腹側海馬腦片進行急性腦切片記錄，成功捕捉到了海馬各個腦區上不同類型細胞的放電。

我們公眾號會在實驗分享版塊定期分享公司內部數據結果，以便大家更全面地了解高密度MEA技術的特點和應用，歡迎持續關注！

HD-MEA檢測小鼠海馬腦片

圖1. 實驗所做的目標腦區，左圖是腦圖譜上的示意位置，右圖是實際的腦切片在HD-MEA芯片上的實拍圖。來源：禮智生物科技

視頻1. HD-MEA檢測WT小鼠海馬腦片的電信號。來源：禮智生物科技

視頻1是HD-MEA檢測WT小鼠海馬腦片的電信號結果。左上角圖是整個電極的圖示，展示正在記錄和放電的電極視圖，紅色三角代表記錄到動作電位。右上角熱圖，上面的顏色代表檢測到的峰電位的不同幅值。左下圖是Traces圖，可以看到不同電極上記錄到的動作電位，也以紅色三角標識。右下圖是Raster Plot圖，上面每一排是代表一個電極，每一個點是記錄到的峰電位。

圖2. WT小鼠海馬實拍圖與Activity map的merge圖，圖上的顏色代表該電極的發放幅值。來源：禮智生物科技

圖3. HD-MEA 記錄的小鼠海馬區神經元電生理活動圖。
來源：禮智生物科技

上圖正中間熱圖直觀展示了小鼠海馬區的 HD-MEA 上記錄到的神經元動作電位發放活動強度的空間分布。顏色表示該電極位點檢測到的動作電位（sPIke）放電幅值，將海馬解剖結構與熱圖疊加，清晰標識出海馬組織內部神經元功能活躍的區域（如DG區、CA1錐體細胞層、CA3區等）以及相對靜息的區域。在對應的活性電極位圖側以放大的形式，展示了從該位點記錄到的代表性神經元動作電位發放模式和波形 (Spike Waveforms)。

總結
通過 Maxwell Biosystems 的 MaxOne芯片，由于電極密度的大幅度提升，可以使單細胞電信號定位更精準，且同時進行大規模并行記錄，一次追蹤到海馬 CA1、CA3、DG 區多種神經元的自發動作電位，不錯過任何細胞的電信號。  

這顯著提升了數據獲取效率，同時為深入研究癲癇、阿爾茨海默病等神經系統疾病模型的海馬區神經網絡動力學特征提供了兼具"高通量"與"高分辨率"優勢的創新性電生理研究方案。