MED64平面微電極陣列記錄系統在癲癇病人腦部神經活動研究中的應用
癲癇是一種疾病和綜合征，以腦部神經元反復突然過度放電所致的間歇性中樞神經系統功能失調為特征，是一種起源于大腦，并反復發作的運動感覺、自主神經、意識和精神狀態不同程度的障礙。癲癇的發病范圍較廣，藥物治療效果容易反復，手術治療風險較大，研究人員長期致力于癲癇治療策略的改進與創新。
NMDA受體（N-methyl-D-aspartate receptors, NMDARs）是中樞神經系統內一類重要的興奮性氨基酸（excitatory aminoacid, EAA）受體。NMDA受體不僅在神經系統發育過程中發揮著重要的生理作用，如可調節神經元的存活，調節神經元樹突、軸突結構發育及參與突觸可塑性的形成等；在神經元回路的形成中NMDA受體亦起著關鍵作用，有資料表明NMDA受體是學習與記憶過程中一類至關重要的受體。目前對于NMDARs在癲癇癥發作（epileptic seizures）過程的角色已進行了廣泛的研究，但關于NMDARs兩個不同NR2亞基在其中的各自作用，我們知之甚少。對不同亞型NMDARs在癲癇癥產生與發展過程中的獨特作用更多的了解，有助于開發出更加針對性的癲癇癥治療策略。
來自Italy University神經科學實驗室的研究人員Berretta N, Ledonne A等人，針對癲癇大鼠模型腦部神經活動進行了深入研究。在最新一期的“Epilepsia”（癲癇雜志）發表了題為“Hippocampus versus entorhinal cortex decoupling by an NR2 subunit-specific block of NMDA receptors in a rat in vitro model of temporal lobe epilepsy”的文章。在此項研究中，她們利用MED64 system（多電極陣列系統，Alpha MED Scientific Inc.. Osaka. Japan）進行電生理學研究。將包含有內嗅皮質（entorhinal cortex ,EC）與海馬區的腦片放置于電極上，利用添加了4—氨基吡啶（4-aminopyridine, 4AP, 10-15μm）的Mg(2+) –free培養基持續灌流孵育。兩種獨立節奏模式的發作間期癲癇樣活動在EC與海馬區被誘發，癲癇發作時，這兩種活動同時在CA3發生，顯示出顯著的互關聯存在。孵育拮抗亞基NR2A的NMDAR拮抗劑[(R)-[(S)-1-(4-bromo-phenyl)-ethylamino]-(2,3-dioxo-1,2,3,4-tetrahydroquinoxalin-5-yl)-methyl]-phosphonic acid (NVP-AAM077; 50nm) 或 Zn(2+) (200nm)，并不影響在EC與海馬區的發作間期癲癇樣活動，但二者之間的關聯顯著降低。在孵育(αR,βS)-α-(4-hydroxyphenyl)-β-methyl-4-(phenylmethyl)-1-piperidinepropanol maleate (Ro25-6981; 1μm)時，同樣觀察到上述現象。
研究結果表明，在癲癇發作過程中，NR2亞基對于皮層神經網絡聯系活動起著重要作用，會引起更廣發范圍內的神經活動。因此，針對NR2亞基的藥物將有助于降低癲癇病人腦部神經網絡震蕩的擴散與關聯，緩解病癥的發生。
MED64 system（平面微電極陣列記錄系統，Alpha MED Scientific Inc.. Osaka. Japan）是一套完整易用的多通道離體胞外神經電生理研究工具。系統包括了離體電生理研究所需的一整套硬件設備耗材和分析軟件。使用者可以方便快捷的對離體材料如腦片、心肌切片、培養的神經細胞或心肌細胞、干細胞等材料進行電生理檢測；被試細胞或組織直接在電極涂層物質上培養，可以允許測量到細胞外直接相鄰的局部電變化，同時并行記錄多個細胞的電生理信號。MED64設備可以同時記錄和刺激不同位點；而且，MED64記錄還是非侵入式的，因此不會損傷細胞，這個特性使其適用于在同一個培養樣本上進行長時程記錄和重復記錄，因而允許監視培養物對藥物刺激的響應的較長時間的演變。結合光學記錄方法，可以實現光電聯合檢測。