Implementação de um sistema de eletrodos microfabricados para registro e estimulação neural extracelular in vitro

摘要

O objetivo principal deste trabalho foi implementar um sistema de eletrodos microfabricados para registro e estimulação neural extracelular in vitro. A estrutura dos arranjos de microeletrodos (MEAs) foi caracterizada através de imagens por microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura. A análise qualitativa da composição química foi feita por espectroscopia de raios X por energia dispersiva e a análise do nível de ruído foi realizada através da avaliação do valor RMS dos potenciais registrados com os sensores preenchidos com solução salina padrão. Uma interface eletrônica entre um MEA e um sistema de aquisição de dados convencional com oito canais foi construída e testes de desempenho foram realizados. Um sistema MEA comercial foi instalado e validado através de experimentação com cultura neuronal e fatias de cérebro de roedor. A tentativa de adaptação de um sistema convencional de perfusão por bomba peristáltica ao sistema MEA mostrou-se insatisfatória devido ao alto nível de ruído dos registros. Procedimentos experimentais relacionados ao correto manuseio dos MEAs foram definidos, e investigou-se a influência de diferentes parâmetros sobre a atividade detectada com os sensores. Finalmente, a análise dos dados com cultura celular indicou detecção de potenciais de campo locais (PCLs) de maior amplitude, maior contagem de spikes e maior freqüência de atividade nos registros obtidos com meio de cultura padrão. Os dados com fatias de tecido indicaram a detecção de maior número de spikes por minuto, de maior freqüência de atividade e de maior amplitude pico-a-pico dos spikes nos microeletrodos que captaram PCLs de maior amplitude.