Sviluppo di un modello sperimentale in vitro per caratterizzare l'interazione tra connessioni a lungo raggio e dinamiche nei raggruppamenti neuronali interconnessi

Abstract

La corteccia cerebrale è una rete complessa che possiede una organizzazione che prevede la presenza di diverse aree con differenze anatomiche e fisiologiche. Sulla base di queste osservazioni, si può definire il partizionamento della rete cerebrale in un insieme di moduli, ognuno di questi definito da una fitta connettività interna o intra-modulare e da una connettività esterna o inter-modulare relativamente scarsa. Studiare l’organizzazione delle connessioni di rete a livello del cervello è molto complesso. Un buon compromesso è quello di studiare il fenomeno in vitro. In questo lavoro si propone un nuovo metodo per ricreare la modularità in vitro utilizzando una barriera di PDMS accoppiata al MEA. Sono state analizzate e confrontate colture cellulari che possedevano diversi gradi di modularità ottenute rimuovendo la barriera polimerica in diversi giorni. I risultati mostrano che, le colture dove la barriera è stata tolta più tardi, presentano maggiormente una attività di rete che non coinvolge tutti i compartimenti.

The cerebral cortex is a complex network that possesses an organization that provides for the presence of different areas with anatomical and physiological differences. Based on these observations, we can define the partitioning of the brain network into a set of modules, each of these defined by dense internal or intra-modular connectivity and relatively poor external or inter-modular connectivity. Studying the organization of network connections at the brain level is very complex. A good compromise is to study the phenomenon in vitro. In this work we propose a new method to recreate modularity in vitro using a PDMS barrier coupled to MEA. Cell cultures that possessed different degrees of modularity obtained by removing the polymer barrier in several days were analyzed and compared. The results show that cultures where the barrier was removed later have more network activity that does not involve all compartments.