Wissenschaftler entwickeln ein Wurm-EEG, um die Wirkung von Medikamenten zu testen

Wissenschaftler entwickeln ein Wurm-EEG, um die Wirkung von Medikamenten zu testen

Video: Gehirn-Computer-Schnittstelle - der direkte Draht zum Denken (Fast Forward Science 2015) (Kann 2020).

Anonim

von der University of Southampton

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Wissenschaftler der University of Southampton haben ein Gerät entwickelt, das die Gehirnaktivität von Würmern aufzeichnet, um die Wirkung von Medikamenten zu testen.

NeuroChip ist ein mikrofluidisches elektrophysiologisches Gerät, mit dem der mikroskopisch kleine Wurm Caenorhadbitis elegans abgefangen und die Aktivität einzelner neuronaler Schaltkreise in seinem "Gehirn" - einem Wurmäquivalent zum EEG - aufgezeichnet werden kann.

C. elegans war für den Einblick in grundlegende Signalprozesse im Nervensystem von enormer Bedeutung, und dieses Gerät ebnet den Weg für eine neue Analyse. Vor dieser Entwicklung erforderten elektrophysiologische Aufzeichnungen, die die Aktivität von erregenden und hemmenden Nervenzellen im Nervensystem des Wurms auflösen, ein hohes Maß an technischem Fachwissen - einzelne mikroskopische (1 mm lange) Würmer müssen am Ende eines Glasrohrs gefangen werden eine Mikroelektrode, um die Aufnahme zu machen. Die Würmer sind sehr beweglich und klein, was eine Herausforderung sein kann.

Die erfindungsgemäße Mikrofluidik besteht aus einem Vorratsbehälter, durch den Würmer nacheinander in einen engen mit Flüssigkeit gefüllten Kanal eingespeist werden können. Der Kanal verjüngt sich an einem Ende und erfasst den Wurm am vorderen Ende. Der Wurm befindet sich dann in der richtigen Ausrichtung, um die Aktivität des Nervensystems an der Vorderseite seines Körpers aufzuzeichnen. Das Gerät enthält Metallelektroden, die an einen Verstärker angeschlossen sind, um die Aufzeichnung durchzuführen. Das Design des Einfangkanals wurde von Doktorandin Chunxiao Hu so optimiert, dass die Qualität der EEG-Aufzeichnung des Wurms ausreicht, um die Aktivität von Komponenten des Nervenkreislaufs im Nervensystem des Wurms aufzulösen.

Dieses Gerät wurde zum Nachweis der Wirkung von Arzneimitteln eingesetzt und eignet sich hervorragend für Hochdurchsatz-Screenings (mit denen Forscher schnell Millionen chemischer, genetischer oder pharmakologischer Tests durchführen können) in der Neurotoxikologie und für das generische Screening auf neuroaktive Arzneimittel. Es kann diskrete Effekte auf die anregende, hemmende oder modulierende Übertragung besser auflösen, als dies bisher mit Verhaltensüberprüfungen möglich war.

Lindy Holden-Dye, Professorin für Neurowissenschaften an der Universität von Southampton und Hauptautorin des Papiers, sagt: "Wir sind besonders daran interessiert, dies als sensibles neues Instrument für das Screening von Verbindungen auf Neurotoxizität zu nutzen. Es wird uns ermöglichen, tödliche Auswirkungen auf die Aktivität des neuronalen Netzwerks. Es kann auch eine informationsreiche Plattform bieten, indem es die Auswirkungen von Verbindungen auf eine Vielzahl von Neurotransmitter-Wegen berichtet, die an der Toxikologie von Säugetieren beteiligt sind. "