神经培养物中输入连接的发育

我们引入了一种基于图上渗流统计力学的新方法，用于定量评估神经元培养物中的连接性。这使我们能够追踪培养物的发育过程，并观察网络中连接性的出现。培养物在相当于足月的时间点达到完全连接。表征培养物的自发性爆发活动与连接性同步发育。每个神经元的平均输入数量可以以 $m_0$（激发神经元所需的激活输入数量）为单位进行定量确定。对于 $m_0\sim 10$，我们发现海马神经元平均有 $\sim 40-80$ 个输入，而皮层神经元根据神经元密度不同，平均有 $\sim 50-100$ 个输入。使用GABA$_\text{A}$拮抗剂荷包牡丹碱确定了兴奋性神经元与抑制性神经元的比例。该比例在发育过程中发生变化，并在第7-8天达到最终值，与预期的GABA转换时间一致。对于海马培养物，抑制性细胞约占培养物中神经元的 $30\%$，而对于皮层培养物，这一比例约为 $20\%$。目前，任何电生理学或其他技术都无法获得关于神经元培养物中网络连接性的如此详细的全局信息。