综述：微电极阵列技术——研究可兴奋组织疾病和药物测试的关键工具：最新进展综述

这篇综述系统梳理了微电极阵列（MEA）技术的发展历程与应用前景，重点阐述了其作为非侵入式电生理记录工具在神经科学、心脏病学及药理学研究中的独特优势。文章指出MEA技术通过多电极同步捕获细胞外场电位，实现了对神经元网络和心肌细胞电活动的长期动态监测，相比传统膜片钳技术更具可持续性。作者强调现代MEA已能解析亚细胞水平电信号，为疾病机制研究和药物评估提供了高通量平台。

　　

微电极阵列（MEA）技术自问世以来，已成为研究可兴奋组织电生理特性的革命性工具。这种由数十至数百个微电极组成的装置，能够在不损伤细胞膜的前提下，长期记录神经元和心肌细胞等组织的细胞外场电位。与传统的膜片钳技术相比，MEA技术具有显著优势——既可实现多点同步记录，又能维持细胞自然生理状态，为研究网络水平的电活动提供了全新视角。

原理与潜在应用
可兴奋组织通过动作电位传递信息，这一过程涉及Na⁺、K⁺等离子通道的级联激活。MEA技术通过电极矩阵捕捉这些电信号，不仅能分析单个细胞的放电模式，更能揭示细胞群体间的功能连接。在药物研发领域，该技术已成功应用于化合物心脏毒性评估和神经调节剂筛选，其高通量特性显著提升了实验效率。

历史演进
回溯至1972年，Thomas团队首次开发出包含30个电极的平面MEA阵列，虽在神经元记录初期受胶质细胞层阻碍，却在鸡胚心肌细胞中获得突破性记录结果。这一里程碑事件奠定了现代MEA技术的基础。随着微加工工艺进步，当代MEA已实现电极间距小于50μm的高密度排布，配合先进算法可精准识别幅度仅50μV的神经放电信号。

神经科学应用
在脑科学研究中，MEA技术展现出非凡价值。通过设定特定阈值（通常为背景噪声标准差的3-5倍），研究者能准确捕捉癫痫样放电和高频振荡等病理特征。更有趣的是，将MEA与光遗传学联用，可实现对特定神经元亚群的激活与抑制，为神经环路解析提供了时空精确的控制手段。在阿尔茨海默病模型中，MEA技术成功揭示了β-淀粉样蛋白对神经网络同步性的破坏作用。

心脏研究突破
心肌细胞的电耦合特性使MEA成为心律失常研究的理想工具。通过建立人诱导多能干细胞（iPSC）分化的心肌细胞模型，研究者发现某些抗心律失常药物会引发早期后除极（EAD）现象。MEA技术不仅能检测QT间期延长等传统指标，更能识别微小的复极离散度变化，这些发现为药物心脏安全性评价提供了新标准。

展望未来，MEA技术仍面临信号分辨率提升和多模态整合等挑战。新一代柔性电极阵列和机器学习算法的结合，有望实现单突触水平的精确定位。随着3D打印器官芯片技术的发展，MEA将在个性化医疗和精准药理学领域开辟更广阔的应用前景。