一种新型设备已被开发出来，具有四个可调节的花瓣和铂电极。当暴露在保持细胞结构的液体中时，这些花瓣会卷绕在一个球状体周围。这种卷曲动作是由软水凝胶的膨胀促成的，确保设备对组织温和且用户友好。e-Flower的设计旨在与当前的电生理系统无缝对接，为研究人员提供即插即用的解决方案。这一创新消除了对复杂外部驱动器或有害溶剂的需求。通过在类器官上利用这项技术，研究人员将能够从各个角度记录电活动，从而更深入地理解大脑功能。人们希望这将揭示与神经发育、脑部损伤恢复和神经疾病相关的新发现。
神经球体，即三维脑细胞的聚集体，正在实验室环境中被证明在研究神经网络和调查神经疾病方面至关重要。EPFL的e-Flower呈花状，作为3D微电极阵列（MEA），使研究人员能够以前所未有的方式观察这些球体的电活动。这一重大进展记录在Science Advances上，为脑类器官的更高级研究铺平了道路，脑类器官是大脑组织的复杂迷你表征。
“借助e-Flower，我们可以实时记录神经球体更大部分的神经活动，而早期工具缺乏这种能力。我们的灵活技术使我们能够在不伤害精细3D神经结构的情况下获得精确的记录，从而增强对它们复杂电路的理解，”论文的第一作者、神经X研究所软生物电子界面实验室（LSBI）负责人Stéphanie Lacour解释道。
为什么关注神经球体？
“我们选择研究神经球体，因为它们提供了一种简单且易于接近的模型，”该项目的主要研究人员Eleonora Martinelli表示。
神经球体由三维神经元聚集体组成，模拟了实际脑组织的一些基本功能。它们比类器官简单，类器官包含各种细胞类型，更准确地反映大脑结构。Biotech校园的LSBI团队与来自组织工程实验室（HEPIA-HESGE）的Luc Stoppini和Adrien Roux合作，他们在神经球体及其电生理学方面具有丰富的经验。
“神经球体在实验室环境中相对容易创建和管理，非常适合初步测试阶段，”Martinelli补充道。“不过，我们的目标是最终将e-Flower改编用于脑类器官，类器官更接近大脑发育和疾病。”
“类器官为神经科学研究和先进神经技术提供了令人兴奋的机会，”Stéphanie Lacour表示。“它们将简化的体外模型与人脑中的复杂性连接起来。我们对e-Flower的工作是探索这些3D模型的重大进展。”
该设备背后的幸运巧合
有趣的是，e-Flower是由于一次意外的命运转折而诞生。合作者Outman Akouissi在为周围神经创建软植入物时遇到了一个问题：他使用的水凝胶在接触水时导致设备意外卷曲。最初的挫折在Akouissi和Martinelli意识到他们可以将这种卷曲运动用于另一个目的——包裹神经球体时，转变为重大的突破。
“这说明了机遇如何能够激发创新，”Martinelli表示。“一个项目中的障碍变成了另一个项目的答案。”
对神经电生理学的新视角
该设备包含四个配有铂电极的可柔性花瓣，当接触到支持液体时，它们会卷绕在球状体周围。这一运动由软水凝胶的膨胀促进，确保该设备对组织温和，同时保持用户友好。
e-Flower的设计旨在轻松与现有电生理系统集成，为研究人员提供即插即用的解决方案，避免了对复杂外部驱动器或有毒溶剂的需求。
通过将这项技术应用于类器官，研究人员可以从各个方向记录电活动，从而提供对大脑功能更全面的理解。预计这将为神经发育、脑损伤恢复和神经疾病带来新的见解。
