MED64平面微电极阵列记录系统在癫痫病人脑部神经活动...
MED64平面微电极阵列记录系统在癫痫病人脑部神经活动研究中的应用
癫痫是一种疾病和综合征，以脑部神经元反复突然过度放电所致的间歇性中枢神经系统功能失调为特征，是一种起源于大脑，并反复发作的运动感觉、自主神经、意识和精神状态不同程度的障碍。癫痫的发病范围较广，药物治疗效果容易反复，手术治疗风险较大，研究人员长期致力于癫痫治疗策略的改进与创新。
NMDA受体（N-methyl-D-aspartate receptors, NMDARs）是中枢神经系统内一类重要的兴奋性氨基酸（excitatory aminoacid, EAA）受体。NMDA受体不仅在神经系统发育过程中发挥着重要的生理作用，如可调节神经元的存活，调节神经元树突、轴突结构发育及参与突触可塑性的形成等；在神经元回路的形成中NMDA受体亦起着关键作用，有资料表明NMDA受体是学习与记忆过程中一类至关重要的受体。目前对于NMDARs在癫痫症发作（epileptic seizures）过程的角色已进行了广泛的研究，但关于NMDARs两个不同NR2亚基在其中的各自作用，我们知之甚少。对不同亚型NMDARs在癫痫症产生与发展过程中的独特作用更多的了解，有助于开发出更加针对性的癫痫症治疗策略。
来自Italy University神经科学实验室的研究人员Berretta N, Ledonne A等人，针对癫痫大鼠模型脑部神经活动进行了深入研究。在最新一期的“Epilepsia”（癫痫杂志）发表了题为“Hippocampus versus entorhinal cortex decoupling by an NR2 subunit-specific block of NMDA receptors in a rat in vitro model of temporal lobe epilepsy”的文章。在此项研究中，她们利用MED64 system（多电极阵列系统，Alpha MED Scientific Inc.. Osaka. Japan）进行电生理学研究。将包含有内嗅皮质（entorhinal cortex ,EC）与海马区的脑片放置于电极上，利用添加了4—氨基吡啶（4-aminopyridine, 4AP, 10-15μm）的Mg(2+) –free培养基持续灌流孵育。两种独立节奏模式的发作间期癫痫样活动在EC与海马区被诱发，癫痫发作时，这两种活动同时在CA3发生，显示出显著的互关联存在。孵育拮抗亚基NR2A的NMDAR拮抗剂[(R)-[(S)-1-(4-bromo-phenyl)-ethylamino]-(2,3-dioxo-1,2,3,4-tetrahydroquinoxalin-5-yl)-methyl]-phosphonic acid (NVP-AAM077; 50nm) 或 Zn(2+) (200nm)，并不影响在EC与海马区的发作间期癫痫样活动，但二者之间的关联显著降低。在孵育(αR,βS)-α-(4-hydroxyphenyl)-β-methyl-4-(phenylmethyl)-1-piperidinepropanol maleate (Ro25-6981; 1μm)时，同样观察到上述现象。
研究结果表明，在癫痫发作过程中，NR2亚基对于皮层神经网络联系活动起着重要作用，会引起更广发范围内的神经活动。因此，针对NR2亚基的药物将有助于降低癫痫病人脑部神经网络震荡的扩散与关联，缓解病症的发生。
MED64 system（平面微电极阵列记录系统，Alpha MED Scientific Inc.. Osaka. Japan）是一套完整易用的多通道离体胞外神经电生理研究工具。系统包括了离体电生理研究所需的一整套硬件设备耗材和分析软件。使用者可以方便快捷的对离体材料如脑片、心肌切片、培养的神经细胞或心肌细胞、干细胞等材料进行电生理检测；被试细胞或组织直接在电极涂层物质上培养，可以允许测量到细胞外直接相邻的局部电变化，同时并行记录多个细胞的电生理信号。MED64设备可以同时记录和刺激不同位点；而且，MED64记录还是非侵入式的，因此不会损伤细胞，这个特性使其适用于在同一个培养样本上进行长时程记录和重复记录，因而允许监视培养物对药物刺激的响应的较长时间的演变。结合光学记录方法，可以实现光电联合检测。
