单株人源神经元按 3 个培养阶段作比较
哥伦比亚大学（Columbia University）与纽约干细胞基金会研究所（New York Stem Cell Foundation Research Institute）等团队在 PLOS ONE 发表研究，跟踪诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源神经元的功能变化。研究采用 1 株正常 iPSC 细胞系，比较前脑神经元在培养第 31–38、41–45 和 48–55 天的状态。
第 32 天，CD56 和 CD24 神经元表面标志各自的阳性细胞比例均约为 80%；后续染色还显示 MAP2、Tuj1、PSD95 及前脑标志 FOXG1。团队在确认细胞身份后，继续测量膜电位、放电、钙活动和突触电流，以观察这些细胞实际具备哪些功能。
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培养后期能产生动作电位的细胞增多
随着培养时间延长，神经元的静息膜电位变得更负，输入电阻和膜时间常数下降。能在刺激后产生动作电位的细胞比例，从早期约 20% 增至后期约 50%；后期部分细胞还能连续放电。
动作电位的平均半峰宽由 7.27 ms 缩短至 3.23 ms，对应早晚阶段各 18 和 52 个细胞的记录。峰值钠电流增加，而钾电流幅度没有随时间呈现同样持续的升降趋势，显示不同电学指标的变化并不同步。
团队用钠通道阻断剂河豚毒素（tetrodotoxin，TTX）检验电流来源，观察到内向钠电流及相应动作电位受到阻断。与此同时，同一培养阶段仍有细胞不能放电，说明整体培养天数相同，单个细胞的功能状态仍有差异。
后期钙活动更频繁，多数信号依赖放电
钙成像也显示了时间差异。第 32 天和第 55 天各分析 113 个神经元、来自各 10 张盖玻片：每 5 分钟的平均钙瞬变次数由 2.2 次增至 4.7 次，出现活动的细胞比例由 31.9% 增至 56.5%。后期信号也更接近短促的尖峰。
在第 55 天的另一次比较中，TTX 使大多数钙瞬变消失，洗去后恢复。该实验记录了 3 张盖玻片上的 20 个神经元，支持多数钙信号依赖电活动；仍有少量信号在阻断期间存在。
突触电流对受体拮抗剂的反应随阶段改变
团队还记录了不依赖动作电位的微型突触电流事件。早期约 11% 的神经元出现这类事件；2 种谷氨酸受体拮抗剂 D-APV 和 CNQX 未将其阻断，γ-氨基丁酸 A 型（gamma-aminobutyric acid type A，GABA_A）受体拮抗剂比库库林则能使其消失。
到了后期，出现突触事件的细胞比例约为 21%。其中约 40% 的事件阳性细胞，对 N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受体拮抗剂 D-APV 表现出阻断反应；比库库林在这一阶段没有同样作用。这一阻断比例以实际出现突触事件的细胞为分母。
突触事件的平均频率也由早期每分钟 12.45 次增至后期 21.32 次，对应 8 和 20 个细胞；平均幅度由 5.42 pA 增至 7.3 pA。受体阻断反应与事件频率一起，描述了这一神经元体系中突触功能随培养时间的变化。
胶质共培养使突触事件更频繁
在第 55 天，研究另将人源神经元与新生小鼠胶质细胞共培养。常规基底组分析 20 个神经元，共培养组分析 15 个；两组静息膜电位分别为 −51.7 和 −60.55 mV，能产生动作电位的细胞比例分别为 60% 和 86%。
共培养组的微型突触事件更频繁，表 1 报告每分钟 67.12 次，常规基底组为 23.85 次。但峰值钠电流、突触事件幅度以及上升、衰减时间的组间差异均未达到统计学显著性。
突触事件在共培养组的 15 个神经元中见于 4 个，在常规基底组的 20 个神经元中也见于 4 个。共培养组中有 2 个细胞的事件被 D-APV 阻断，提供了具体的受体药理参照。
作者据此把电生理状态作为后续疾病和药理比较的基线。培养阶段、细胞组成及能否出现相应活动，都需要与具体指标一起记录。本研究覆盖 1 株人源细胞及含小鼠胶质细胞的组合，尚未比较治疗候选药物的反应。