精神分裂症和海马
精神分裂症（SZ）是一种常见的、多基因决定的、多因素引起的精神障碍，目前的治疗方法都无法减缓该疾病。
一个功能正常的海马对于“正常”的学习和大脑功能不可或缺。SZ等精神发育疾病是基因和环境的相互作用导致的，因此海马的可塑性及其对环境的易损性意味着它非常适合于研究此类疾病。此外，对海马的研究已经在细胞、分子和环路水平上积累了大量成果，因此用海马来建立此类疾病的模型具有很多优势。
海马结构由三个主要的亚区组成：海马角1–3（CA1–3），齿状回（DG），下托和内嗅区（EC）。一些证据显示了精神分裂症中的海马易损性：语言的陈述性记忆编码（海马相关功能）在该疾病中主要受到影响；尸检和影像学研究表明CA3突触密度减少和DG谷氨酸转运减少，显示苔状纤维通路（图二:MF pathway，突触前DG神经轴突和突触后CA3 神经连接）在疾病中尤其受到了影响。(1)
用Maestro研究SZ神经网络连接
针对SZ等精神发育疾病的研究长期以来受限于没有理想的疾病模型，人脑细胞难于获得，而动物模型又由于种属特异性存在着严重的局限。
来自SALK的研究人员在2018年5月的Cell Stem Cell杂志上发表了一种将人源干细胞（hESC/hiPSC）分化为人海马锥形神经元的有效方法，在体外重建了海马发育过程中DG和CA3神经间形成突触连接，并发现源自SZ患者的神经细胞表现出异常的电活动（图三）。
该研究小组以前开发了一种利用人源干细胞分化的齿状回（DG）细胞进行研究的方法。在新的工作中，他们改进了这种方法，产生了多种类型的具有不同的分子标志CA3锥形神经元群体，其中包括一种小鼠中不存在的CA3细胞亚型，显示出用人源细胞系来模拟人类疾病的必要性和用小鼠模型针对海马研究大脑疾病存在的局限（图四）。之后当研究小组将这些细胞移植入小鼠海马时，这些细胞能够整合到已经存在的神经元网络中。
其中利用Axion的多孔板MEA设备，研究CA3细胞在分化过程中的细胞和网络的活性和成熟性：将hpNPCs（海马神经前体细胞）放入MEA 96孔板中培养，分化直至成为成熟的hCA3s，整个过程历时九个星期；同时也将hpNPCs向DG神经细胞分化至成熟，与hCA3在分化过程中同期的放电活性进行比较（图五）。
之后，研究小组想测试能否使用这些连接的神经元来研究疾病。他们重复了他们的步骤，这次是从七组不同的细胞开始，三组来自SZ患者，四组为健康人对照。他们诱导细胞退回到干细胞形式（iPSC），然后再分化为DG和CA3神经元，利用Axion多孔板MEA设备，研究人员发现随着神经元的成熟，SZ患者 CA3神经元的电活性显著降低（图六）。
此外，在分化开始三周后研究人员也将DG和CA3两种细胞1：1混合培养，然后继续分化至成熟，他们得到了类似的结果，SZ组的神经元电活性降低，神经元之间的信号传递水平也显著降低（图七），提示了疾病特异的内在神经元活动下降。
未来，该小组研究人员希望在模型中再加入其他的细胞类型，如CA1神经元。他们也计划利用此方法去研究其他精神类疾病的神经元连接是如何改变的。本论文的工作得到了来自Cell杂志评审的高度评价，“美丽之处在于，Sarkar等人所设计的这种种属特异的海马环路完全可以推广用于未来更多患者的研究，也可用于药物的开发和筛选。” (1) (2) (3)
Maestro MEA的用途和优势
· 可高通量在微量体积内（各类MEA多孔板选择）检测神经细胞活性和连接性。
· 非破坏性的胞外记录，能够从同一培养物中长期收集数据。
· 可在培养细胞中多个位置记录数据，用以研究神经网络的连接性和成熟性。