Ihmisen neuroverkostojen tutkiminen käyttäen mikrofluidistiikkaa & mikroelektrodihilaa

Abstract

Tässä kandidaatin tutkielmassa selvitän keskushermoston neuronien ja neuroverkostojen sähköfysiologisia ominaisuuksia ja näiden ominaisuuksien tutkimista erilaisilla tekniikoilla ja laitteilla. Tutkielman tarkoituksena oli perehtyä ajankohtaisiin keskushermoston neuronien ja neuroverkostojen rakennetta ja toimintaa käsitteleviin tutkimuksiin ja kirjallisuuteen. Kandidaatin tutkielma tehtiin Tampereen yliopiston lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunnan Neuroryhmälle, bioteknologian ja biolääketieteen tekniikan koulutusohjelmassa. Tutkielmassa aluksi selvitetään neuronien rakenne ja fysiologia, sekä hermotukisolujen rooli neuroverkostoissa. Neuroverkostojen rakenteen ja toiminnan tutkimus in vitro on tutkielmassa keskeisessä roolissa. Tutkielmassa pohditaan myös eri solulähteitä neuroverkostojen tutkimiselle in vitro ja niiden hyötyjä ja haasteita. Tämän jälkeen perehdytään neuronien ja neuroverkostojen viljelyyn ja tutkimukseen erilaisin menetelmin. Mikrofluidististen sirujen käyttö neuronien viljelyssä mahdollistaa viljelyympäristön monipuolisen manipuloinnin, joka johtaa kohti in vivo – kaltaista viljely - ympäristöä. Neuronien ja neuroverkostojen sähköisen aktiivisuuden mittaamiseen in vitro. Mikroelektrodihila – mittaus on sopiva ja tarkka menetelmä, jossa sähköistä aktiivisuutta mitataan mikroelektrodeilla, joiden materiaali, lukumäärä ja tiheys MEA – levyllä vaikuttaa tutkimukseen. Tutkielman lopuksi esitellään MEA – levyn ja mikrofluidistiikan integroiminen yhdelle alustalle, mikä mahdollistaa entistä tarkemman neuronien ja neuroverkostojen tutkimuksen in vitro.