摘要：当研究人员努力了解阿尔茨海默病病理时，他们通常会强调该病背后的分子和生化变化。然而，要充分了解这些变化的含义和重要性，还必须关注这些病理改变的功能后果。通过研究神经元的电致特征，可以探索细胞和网络病理与疾病症状之间的联系。体外微电极阵列是允许进行此类研究的工具

当研究人员努力了解阿尔茨海默病病理时，他们通常会强调该病背后的分子和生化变化。然而，要充分了解这些变化的含义和重要性，还必须关注这些病理改变的功能后果。通过研究神经元的电致特征，可以探索细胞和网络病理与疾病症状之间的联系。体外微电极阵列是允许进行此类研究的工具。它们由嵌入基板的数十到数千个电极的网格组成，可以以高时空分辨率无损地记录电活动。体外微电极阵列有多种类型，包括最成熟的平面微电极阵列、允许增加灌注的穿孔微电极阵列、具有更多电极数量的互补金属氧化物半导体微电极阵列，以及最近出现的可提高信噪比的三维微电极阵列。微电极阵列用途广泛，可用其检查各种类型的神经元制剂，包括原代细胞培养物、急性脑切片和器官型脑切片。它们可以记录自发反应和诱发反应。自发活动可以通过局部场电位检查，局部场电位是由所有附近细胞的离子过程总和引起的细胞外场变化。通过记录自发局部场电位，可以根据所使用的分析方法研究多个参数。例如，发放频率、局部场电位幅度或神经元爆发可提供有关自发活动的信息。通过映射局部场电位空间发放模式和通道互相关，可以获得有关网络连接的信息。微电极阵列特别有用，因为电极不仅可以记录附近的电信号，还可以提供传递电刺激的能力。这允许实验复制生理过程，例如长期增强和长期抑制；这两种现象都与学习和记忆密切相关。微电极阵列用途广泛，能够以多种方式评估不同的神经元制剂，只需一次记录即可提供大量信息。

来自爱尔兰戈尔韦大学Andrea Kwakowsky团队认为，利用微电极阵列，可以研究阿尔茨海默病的各个方面，从基本病理和特定病理特征到评估新的治疗方案。阿尔茨海默病对自发信号传导具有顺序影响，最初诱导过度活跃，然后是活动减退。鉴于其适应性，微电极阵列代表了一个极好的平台，可用于进行验证这一假设所需的确认性急性和慢性研究。与传统的电生理方法相比，微电极阵列的灵活性使其成为研究阿尔茨海默病特定病理特征的绝佳候选方法。微电极阵列可应用于任何阿尔茨海默病模型，从而可以针对特定疾病方面进行有针对性的研究。微电极阵列在解剖阿尔茨海默病病理学中的实用性不仅有助于确定这种使人衰弱的疾病的新靶点，而且还提供了一个可用于测试新疗法的功能模型。鉴于阿尔茨海默病疗法的失败率很高，增加这种体外方法意味着我们可以将生化和分子证据与功能终点相结合，从而改善新疗法的临床前证据。阿尔茨海默病研究本质上很复杂，因为该疾病的多因素病因对理解阿尔茨海默病的病因以及确定和评估成功的治疗方案都提出了重大挑战。在阿尔茨海默病研究的各个阶段使用微电极阵列时，它们一直表现出其有效性和价值。从这个角度探讨的结果强调了微电极阵列迄今为止在阿尔茨海默病研究中取得的成功，并重申了微电极阵列作为阿尔茨海默病研究所有阶段的基石技术的地位。

文章在《中国神经再生研究（英文）》杂志发表。

文章来源： O’Connell A, Kwakowsky A (2026) Potential of in vitro microelectrode arrays in Alzheimer’s disease research. Neural Regen Res 21(5):1993-1994.doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-24-01582

来源：中国神经再生研究杂志