实验室中，三维（3D）脑细胞团正逐渐成为理解神经网络和研究神经疾病的重要工具。瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）研发的电子花（e-Flower），是一种花形的三维微电极阵列（MEA），它使得研究人员能够以之前无法实现的方式监测这些球状体的电活动。
研究介绍
这项发表在Science Advances杂志上的突破性研究，为更精细的大脑类器官研究奠定了基础，大脑类器官是复杂且微型化的脑组织模型。
该论文的主要作者、神经X研究所软生物电子界面实验室（LSBI）负责人斯特凡妮·拉库尔表示：“电子花使我们能够实时记录来自神经球状体表面更多区域的神经活动，这是之前的工具所无法做到的。我们的柔性技术可以在不损坏三维神经模型的情况下获得准确记录，从而让我们更好地了解其复杂电路的工作原理。”
“我们在这项研究中专注于神经球状体，因为它们提供了一个简单且易获得的模型。”该项目的主要研究人员之一埃莱奥诺拉·马丁内利如是说道。
神经球状体是神经元的三维聚集体，能复制脑组织的一些关键功能。它们比包含多种细胞类型且更密切模拟大脑的类器官更简单。LSBI团队与在组织工程实验室（HEPIA-HESGE）工作的卢克·斯托皮尼和阿德里安·鲁克斯合作，这两位研究人员在神经球状体电生理学方面拥有长期经验。
埃莱奥诺拉·马丁内利继续说道：“球状体在实验室中相对容易生产和操作，因此非常适合早期测试。然而，我们的目标最终是将电子花应用于大脑类器官，因为类器官能更准确地模拟大脑的发育和疾病。”
斯特凡妮·拉库尔说：“类器官为神经科学研究和下一代神经技术提供了一个令人兴奋的平台，它们填补了简化体外模型和复杂人脑之间的空白。电子花的出现是探索这些三维模型的关键一步。”
研究意义
有趣的是，电子花诞生于一个意外的发现。该项目合作者奥特曼·阿库西在研究外周神经的软植入物时遇到了一个挑战：他使用的水凝胶在接触水后会导致设备卷曲，且卷曲程度不可预测。
当阿库西和马丁内利意识到这种卷曲机制可以被用于完全不同的应用——即包裹神经球状体时，于是，最初令他们沮丧的事情竟然变成了创新后的突破。
马丁内利说：“这是偶然发现如何带来创新的完美例子。一个项目最初的问题成了另一个项目的解决方案。”
该设备由四个配备有铂电极的柔性花瓣组成，当接触到支撑细胞结构的液体时，这些花瓣会卷曲在球状体周围。这种驱动是由软水凝胶的膨胀实现的，使设备既不会对组织造成损伤，又易于使用。
电子花的设计使其与现有的电生理系统兼容，它的出现为研究人员提供了一个即插即用的解决方案，避免了使用复杂的外部执行器或有害溶剂的需求。
一旦该技术应用于类器官，能够从各个方向记录电活动的能力将为我们提供更全面的大脑过程理解。研究人员希望这将带来对神经发育、脑损伤恢复和神经疾病的新见解。
新闻来源：Science Advances
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