Hyppää sisältöön
    • Suomeksi
    • In English
Trepo
  • Suomeksi
  • In English
  • Kirjaudu
Näytä viite 
  •   Etusivu
  • Trepo
  • Väitöskirjat
  • Näytä viite
  •   Etusivu
  • Trepo
  • Väitöskirjat
  • Näytä viite
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Functionality of Brain in a Dish : Methods and study of electrophysiological phenomena in human pluripotent stem cell-derived neural networks

Mäkinen, Meeri (2018)

 
Tweet refworks
 
Avaa tiedosto
978-952-03-0777-6.pdf (16.91Mt)
Lataukset: 



Mäkinen, Meeri
Tampere University Press
2018

Solu- ja kudosteknologia - Cell and Tissue Technology
Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta - Faculty of Medicine and Life Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2018-07-20
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-0777-6
Tiivistelmä
Ihmisaivot koostuvat sähköisesti aktiivisista verkostoista. Nämä verkostot ovat aivotoimintamme perusta ja ne saavat alkunsa jo ennen syntymää. Aivojen kehityksen aikana ensimmäiset verkostot muodostuvat yksittäisistä hermosoluista. Samaan aikaan aivojen rakenne ja sähköinen toiminta muuttuvat vaiheittain. Emme kuitenkaan täysin ymmärrä kuinka yksittäisten hermosolujen toiminta johtaa aivotoimintaan. Tätä voidaan tutkia laboratoriossa, kasvattamalla hermosoluja ihmisperäisistä kantasoluista. Näin kasvatetut hermosolut muistuttavat ominaisuuksiltaan hermosoluja, joita voidaan löytää kehittyvistä aivoista eri vaihessa. Tämän lisäksi ihmisperäisistä kantasoluista tuotetut hermosolut kykenevät tuottamaan sekä yksittäin, että verkostona sähköistä aktiivisuutta.

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia tarkemmin miten ja millaista sähköistä aktiivisuutta ihmisperäisistä kantasoluista kasvatetuissa hermoverkoissa muodostuu ja näin auttaa meitä tulevaisuudessa ymmärtämään kuinka aivotoiminta muodostuu terveissä ja sairaissa aivoissa. Tavoitteena oli myös selvittää eroja ihmisen ja eläinten aivotoiminnan kehittymisen välillä. Jotta hermosolujen kehittyviä sähköisiä ominaisuuksia voitiin seurata samaan aikaan kun mitattiin laajemman verkoston ominaisuuksia, kehitettiin väitöskirjassa uusia koe- ja analyysityökaluja.

Tässä väitöskirjatyössä varmistettiin ensin, että ihmisperäisistä kantasoluista kasvatetut solut todellakin olivat hermosoluja. Tämä suoritettiin tarkastelemalla solujen muotoa, sekä niissä esiintyviä proteiineja. Tämän lisäksi hermosolujen ja hermoverkkojen sähköistä aktiivisuutta ja sen kehittymistä seurattiin. Seuraaminen toteutettiin mittaamalla sähköistä aktiivisuutta useasta hermosolusta samaan aikaan mikroelektrodihilalla (MEA) tai kuvaamalla tiheään kalsiumionipitoisuusherkällä väriaineella värjätyä hermoverkkoa (kalsiumkuvannus). Yksittäisten hermosolujen solukalvon sähkönjohtavuuden muutoksia mittattiin solun sisään asetettavalla elektrodilla (patch clamp). Hermosolujen aktiivisuusmittausten tehostamiseksi, selvitettiin kasvattaako hermosolujen kasvupinta-alan ja nestetilavuuden rajoitus mittausherkkyyttä. Sähköisen toiminnan muodostumista tarkisteltiin yhdistämällä MEA-mittaukset ja kalsium-kuvannukseen, jotta voitaisiin selvittää kuinka yksittäisten hermosolut toimivat suhteessa verkoston toimintaan. Lisäksi verkostoja altistettiin erilaisille toimintaa häiritseville aineille, jotta saataisiin tarkempaa tietoa siitä mitkä hermosolujen ominaisuudet ovat kriittisiä koko verkoston toiminnan kannalta. Väitöskirjatyön aikana kehitettiin ja testatiin uusia analyysiohjelmistoja, jotta voitaisiin tarkemmin erotella sähköistä aktiivisuutta MEA elektrodien mittaamasta signaalista, ja jotta voitaisiin automaattisesti tunnistaa ja päätellä kalsiumkuvannuksen tuottamista kuvasarjoista yksittäisten hermosolujen ja verkoston aktiivisuutta.

Hermosolujen kasvupinta-alan ja nestetilavuuden rajoituksen havaittiin lisäävän mittauksissa näkyvää aktiivisuutta. Avuksi kehitetyt analyysiohjelmistot mahdollistivat toisiaan täydentävän datan tuottamisen yhtäaikaisista MEA- ja kalsium-kuvannusmittauksista. Lisäksi sähköisen aktiivisuuden ja häiritsevien aineiden vaikutuksien tarkastelu paljasti ihmisperäisille hermoverkoille ominaisia piirteitä, mutta myös piirteitä, joita on havaittu muiden eliöiden aivojen kehityksen aikana.

Loppupäätelmänä voidaan sanoa, että ihmisperäististä kantasoluista kasvatetut hermoverkot ja kehitetyt mittaus- ja analyysityökalut muodostavat kokonaisuuden, joka tulevaisuudessa mahdollistaa aivoaktiivisuuden ja siihen vaikuttavien tekijöiden takana olevien yksityiskohtien selvittämisen.
 
Kokoelmat
  • Väitöskirjat [4116]
Kalevantie 5
PL 617
33014 Tampereen yliopisto
oa[@]tuni.fi | Yhteydenotto | Tietosuoja | Saavutettavuusseloste
 

 

Selaa kokoelmaa

TekijätNimekkeetTiedekunta (2019 -)Tiedekunta (- 2018)Tutkinto-ohjelmat ja opintosuunnatAvainsanatJulkaisuajatKokoelmat

Omat tiedot

Kirjaudu sisäänRekisteröidy
Kalevantie 5
PL 617
33014 Tampereen yliopisto
oa[@]tuni.fi | Yhteydenotto | Tietosuoja | Saavutettavuusseloste