Forståelse av nevrale ledning eller forplantning av nervesignaler er avgjørende for bestemmelse av mekanismen for nevral kommunikasjon både i normal funksjon og patologiske tilstander i hjernen ^1-3. Hippocampus er en av de mest omfattende studert strukturer i hjernen, siden den er med fundamental rolle i flere hjernefunksjoner som hukommelse, og romlig sporing og er involvert i flere patologiske forandringer som dramatisk påvirke oppførselen samt ^1,6. Selv, viser hippocampus en kompleks organisasjon, kan de ulike elementene i sin struktur lett identifiseres og åpnes i stykket forberedelse ^4-6. I tverretningen av hippocampus, er nevral aktivitet er kjent for å forplante seg gjennom tri-synaptiske bane som omfatter gyrus dentatus (DG), CA3, CA1 andsubiculum ^4,5. Det antas at synaptisk overføring og aksonal conduction spille en viktig rolle for kommuniki denne tver kretsen ^4,6. Men tar forplantning av nevrale signal sted i både tverrgående og langsgående retninger ^4,6. Dette innebærer at hippocampus ikke fullt ut kan undersøkes ved hjelp av slice forberedelser som begrenser observasjon til en bestemt retning av forplantning ^4. Den langsgående skive ble utviklet for å undersøke de aksonale trasé langs den langsgående aksen ^5. Forskere har observert atferdsspesifikke gamma og theta svingninger hovedsakelig langs tverrgående og langsgående akser henholdsvis ^6. Disse atferd har blitt studert separat, men samtidig tilgang til begge retninger er avgjørende for å forstå disse problemene. Selv med utviklingen av den intakte hippocampus fremstillingen, er det vanskelig å overvåke forplantningen gjennom hele vev på grunn av den foldede struktur av hippocampus ^4. Utbrettet hippocampus gir tilgang til de pakket nevroneri form av en flat to-dimensjonal cellelaget ^7,8.

Ved utfolding dentate gyrus (DG) (figur 1), inntar hippocampus en flattrykt form med en rektangulær konfigurasjon hvor både tverrgående og langsgående forbindelser forblir intakt med pyramidal cellelaget anordnet i et todimensjonalt ark inneholdende både CA3 og CA1, forlater et flatt stykke av nervevev som kan brukes til å undersøke nevrale formering (figur 2) ^8. Nerveaktivitet kan overvåkes deretter med individuelle glass pipetter, microelectrode matriser, stimulerende elektroder, samt spenningsfølsomme fargestoffer (VSD) ^3,7,8. I tillegg kan genetisk kodede spenningsindikator fra transgene musene anvendes for å spore utbredelsesmønsteret ^9.

Den flate konfigurasjon av den utbrettede hippocampus nettverket er godt egnet for optisk metode opptak, men også for en microelectrode array. Most av de kommersielt tilgjengelige arrays er fabrikkert med flat eller lav profil elektroder og kan ta opp nevrale aktiviteten i både vev skiver og dyrkede nerveceller ^10-12. Imidlertid reduserer signal-til-støy-forhold (SNR) når signalene mottas fra et intakt vev, siden soma av neuronene er plassert dypere inn i vevet. Microelectrode elektrodegrupper med høyt sideforhold er nødvendig for å forbedre SNR.

For dette formål har et gjennomtrengende microelectrode array (PMEA) er utviklet i vårt laboratorium, og gir mulighet for direkte å sondere i vevet ved å sette inn 64 pigger med en diameter på 20 um og en høyde på 200 mikrometer inn i de utspredte hippocampus ^7,13 . Dette microelectrode matrise har høyere SNR i forhold til spenningen sensitive fargestoff bildebehandling og SNR forblir stabil under et eksperiment ^7,13. Kombinasjonen av den ikke-brettede hippocampus preparatet og PMEA gir en ny måte å investereIgate nevrale forplantning over en to-dimensjonal planet. Eksperimenter ved hjelp av denne teknikken har allerede gitt betydelige resultater om mekanismene for nevrale signal forplantning i hippocampus der nevrale aktiviteten kan forplante uavhengig av synaptiske eller elektriske synapser ^7.