🧠 3Brain High-Density Microelectrode Arrays (HD-MEA)

The World's First Company to Measure Cell Activity with Microchips | Zurich, Switzerland

4,096 Bidirectional Recording Channels | 3D Pillar Electrode Technology | Real-Time Multimodal Analysis
Organoids · Brain Slices · Neurons · Cardiac Tissue · Retina

📑 Table of Contents

About 3Brain

🏢 Company Overview

3Brain is the world's first company to utilize microchip technology for measuring cell activity, headquartered in Zurich, Switzerland. The company specializes in the R&D and production of High-Density Microelectrode Arrays (HD-MEA), providing world-leading electrophysiology recording solutions for neuroscience, drug screening, and disease modeling.

📅 Chip Development Timeline

⭐ Differentiated Advantages

🌍 Global Partners

3Brain's technology is widely adopted by top research institutions and universities worldwide:

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哈佛大学官方标志，左侧深红色盾形校徽含三本翻开书籍拼成拉丁文VERITAS(真理)，右侧黑	冷泉港实验室(CSHL)标志，DNA双螺旋环状图案含CSH缩写，配机构全称。	埃默里大学(Emory University)标志，深蓝色盾徽含火炬与橡树叶，配校名文字。
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Human Technopole 官方品牌标志，由左侧蓝绿渐变抽象字母'H'几何碎片图形与	马克斯·普朗克智能系统研究所（MPI-IS）官方标识，含深青色文字与古典人物侧面像圆形徽章	南京大学官方视觉标识，左侧盾形校徽含雪松图案和1902建校年份，右侧毛泽东集字校名南京大学
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北京大学官方标志，左侧鲁迅设计的圆形校徽含北大二字和1898建校年份，右侧毛泽东题写中文校	法国学术徽章，顶部标FRANCE，中心为打开的书籍配拉丁格言DOCTRINA OMNIA，	slide5_img7.png

...and many more leading global research institutions

📍 Global Presence

CorePlate™ 3D Technology

🔬 Technology Overview

CorePlate™ 3D features vertically growing 3D microelectrode pillars, breaking through the limitations of traditional planar MEA, enabling deep penetration into organoids, thick tissues, and neural networks for high-fidelity, high-density electrophysiology signal recording.

Parameter	Specification
Electrode Count	4,096 bidirectional recording electrodes
Electrode Type	Vertical 3D pillar structure
Electrode Material	Biocompatible insulated pillars + gold electrodes
Well Configuration	Single-well / Six-well options
Compatible Samples	Organoids · Brain Slices · Neurons · Cardiac Tissue
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集成电路（IC）裸片显微照片，展示高密度存储阵列核心及外围控制逻辑电路的芯片内部物理结构。	体外培养神经元的荧光显微镜照片，绿色荧光标记细胞骨架显示神经突起网络，橙红色荧光标记细胞核	神经电生理数据分析软件界面（AxIS Navigator），展示大鼠海马体和皮层神经元ME

CorePlate™ 3D Chip

🏗️ Working Principle: 3-Layer Architecture

💡 Data Flow: Neuronal action potential → 3D microelectrode coupling → Ion-to-electron conversion → External digitization

⚡ 3D vs 2D MEA Comparison

📈 3D Electrodes Enhance Cell Viability

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荧光显微镜图像，蓝色DAPI标记细胞核，绿色荧光标记目标蛋白在细胞质中的表达与定位。	组织切片免疫荧光显微图像，蓝色DAPI标记密集排列的细胞核，绿色荧光显示目标蛋白在细胞质中	扫描电子显微镜（SEM）图像，展示高精度微纳结构阵列与互连线路。包含密集排列的微柱/微针阵

3D pillar electrodes significantly improve cell-electrode contact area, enhancing signal quality and cell survival rate.

💊 Rapid Compound Delivery

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TTX处理对神经元归一化平均发放率影响的折线图，显示蓝色曲线快速衰减、绿色曲线缓慢衰减的对	SEM扫描电镜图像，展示MEMS微针/微柱阵列结构，底部为平行金属电极层，上方为高密度微米

🎯 Ultra-High Sensitivity

Device Portfolio

🖥️ Product Matrix

BioCAM™ Duplex

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BioCAM Duplex device	3Brain高密度微电极阵列(MEA)硬件模块，黑色PCB，顶部金手指接口，中央圆形生物培

HyperCAM™ Alpha

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3Brain HyperCAM Alpha台式系统，白色机身配黑色顶盖，样品槽内放置6孔M	HyperCAM Alpha internal - 6 sensor modules in	六通道微流控动态培养模块，透明材质2x3布局，每个腔室连接独立进出液软管。

HyperCAM™ Delta

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24位(4x6阵列)防静电托盘包装，内装圆形LED光源模组组件，带行列编号。	精密实验室仪器外观，白色机身黑色顶盖，顶部加载标准微孔板样品，配发光品牌标识。	SMD LED灯珠标准工业托盘，8行x12列共96位，白色防静电工程塑料制成。

CorePlate™ 24W

BrainWave 6 Software

💻 Software Overview

BrainWave 6 provides a complete workflow from raw data acquisition to advanced analysis.

Software Interface

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BrainWave 6数据分析平台界面，左侧热力图显示传感器阵列空间活性分布，右侧多通道实	AxIS电生理记录软件主界面，展示高通量MEA神经元培养自动化实验的实时波形监控、空间导航
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AxIS Navigator软件光栅图分析界面，展示神经元网络随时间变化的放电活动（Spi	神经电生理数据分析结果界面，以小提琴图对比不同孔位的平均放电率分布，配合空间热图和时间导航

Analysis Examples

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趋势图展示两个记录单元(Z1/Z2)的平均放电率随时间变化，Z1在00:07出现40+ s	四面板神经电生理分析图：放电率、爆发频率、爆发内峰间期(ISI)、网络爆发持续时间，展示神

Application Cases

🧫 5.1 Neuronal Cultures

Long-term monitoring of hiPSC-derived neuron maturation:

Parameter	Trend
Network Burst Frequency	0 → ~70 Burst/min
Mean Burst Rate	0 → ~4.5 Burst/min
Mean Burst Duration	150ms → ~350ms
Mean Firing Rate	0.2Hz → ~1.6Hz
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折线图展示体外培养神经元网络爆发（Network Burst）频率随时间（DIV21-DI	折线图展示平均爆发率（Mean Burst Rate）随体外培养时间（DIV21-DIV4	折线图展示平均爆发持续时间（Mean Burst Duration）从DIV21约150m
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折线图展示平均放电率（Mean Firing Rate）从DIV21约0.2Hz上升至DI	二维网格上的高密度随机轨迹可视化，线条密集交织形成中心团块，展示复杂系统空间分布。	网格背景上的网络拓扑图，中心密集连线代表高连接密度，边缘稀疏展示节点关系。
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复杂网络节点连接示意图，蓝色点阵网格为基底，黑色线条交织表示节点间的高密度连接关系。

📚 Parodi et al., Front. Mol. Neurosci., 2024

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成纤维细胞（Fibroblasts）在培养皿中的体外培养示意图，蓝色梭形细胞散布于培养基表	人诱导多能干细胞（hiPSCs）在培养皿中的体外培养示意图，深蓝色细胞集落聚集于培养基中。
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捐赠者（Donors）群体图标，三个并排站立的蓝色人形剪影，象征集体奉献与支持。	iNeurons诱导神经元系统示意图，展示Ngn2诱导的兴奋性神经元（EXC，红色）和As

🧠 5.2 Epilepsy Knock-Out Model

Metric	Control (Ctrl)	cKO Model	Change
Mean Firing Rate	~0.25 spk/s	~0.8 spk/s	3× ↑
Burst Frequency	~0.2 brt/min	~1.6 brt/min	8× ↑
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射频频谱瀑布图：展示0-150频率范围内约50秒的信号活动，包含连续载波信号（水平线）和周	0-154 MHz频段频谱监测瀑布图：展示约60秒内的无线电频谱活动，可见宽带脉冲和疑似跳	Epilepsy cKO bar chart - Mean Firing Rate (cK
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功能连接性（Functional Connectivity）对比图，展示对照组（Contr	活动轨迹中心（CAT）对比图，展示对照组（Control）与条件性基因敲除组（cKO）的行

💡 Key Finding: cKO model burst frequency is 8× higher than control, clearly demonstrating epileptic-like hyperexcitability phenotype.

🔬 5.3 Organoid Research

3Brain HD-MEA is the gold standard for organoid electrophysiology:

Organoids

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生物电子学概念图，展示智能药丸/生物样本置于芯片阵列之上，背景为电路板纹理，象征数字化医疗

How it Works

Functional Connectivity Analysis of Cortical Organoids

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深色背景箱线图对比分析，展示三组数据（绿色、浅蓝色、深蓝色）在两种不同条件下的统计分布特征

Functional Connectivity Analysis of Cortical Organoids

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发散型颜色映射色带（Diverging Colormap），8级渐变色阶：顶部深红褐色至橙	三组数据对比示意图，三个垂直柱状条（绿、浅蓝、深蓝），前两项指标较高且接近，第三项显著较低	三组数据对比柱状图，三个垂直条（绿、浅蓝、深蓝），顶部带有T形标记（误差线/阈值标识）。

CorePlateTM 3D enables field potential detection at high resolution from the whole brain organoid

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Organoid drug screening - Convulsant bars (10

Electrically Evoked Activity in Hippocampal Organoid (70 DIVs)

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芯片去封装后显微结构图（Die Shot），展示IC芯片硅片表面，核心为SRAM阵列，可见	图像分析未返回有效内容（vision_analyze返回无图片提示），跳过。

+300

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现代风格水平渐变背景，色彩从深蓝平滑过渡至亮黄（涵盖紫、红、橙），用于装饰性横幅或PPT背	中年男性专业人士职业肖像照，身着白衬衫深色领带，背景为虚化办公/实验室环境。	slide65_img4.png
Treatment	Firing Rate Change	Description
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Convulsant	+10~15 spk/s	Simulates epileptic high-frequency firing
ASM after 90 min	+3~8 spk/s	Drug effectively suppresses abnormal activity

📚 Bolanos et al., Nature, 2024

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slide66_img1.jpg	职业女性半身肖像照（疑似Oracle CEO Safra Catz），戴透明边框眼镜，穿深	神经元放电活动的时间序列图，展示D-AP5与DNQX对神经元放电的抑制作用。0-15分钟为
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标准职业形象照，中年亚洲男性，深色西装搭配白色衬衫，浅灰色背景，神情沉稳专注，适用于企业高	slide66_img5.png
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图像分析未返回有效内容。	丘脑区域（Thalamic area）神经元平均放电率趋势图，展示65µA电刺激（5秒间隔	图像分析未返回有效内容。
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人类脑类器官模型构建示意图，展示从人多能干细胞诱导生成延髓脊髓三叉神经核类器官（hmSpV	人类脑类器官构建及神经回路模拟示意图，展示hmSpVO与hThOs共培养体系重建三叉丘脑投	上海科技大学官方视觉识别标志（Logo），深红色圆形校徽融合DNA双螺旋与东方明珠塔剪影，

📚 Pang et al., Cell Stem Cell, 2025

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图像分析未返回有效内容。	丘脑区域（Thalamic area）神经元平均放电率趋势图，展示65µA电刺激（5秒间隔	图像分析未返回有效内容。
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人类脑类器官模型构建示意图，展示从人多能干细胞诱导生成延髓脊髓三叉神经核类器官（hmSpV	人类脑类器官构建及神经回路模拟示意图，展示hmSpVO与hThOs共培养体系重建三叉丘脑投	上海科技大学官方视觉识别标志（Logo），深红色圆形校徽融合DNA双螺旋与东方明珠塔剪影，
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专业商务人像摄影，中年白人男性，深色西装搭配黑色内搭，虚化自然背景，面带自信微笑，展现专业	基因本体论（GO）生物过程富集分析柱状图，展示上调（氧化还原、细胞呼吸等能量代谢通路）和下	图像分析未返回有效内容。

❤️ 5.4 iPSC-Derived Cardiac Organoids

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slide72_img1.png	Vision analysis failed - image could not be p	生物电信号时域波形图（ERP/诱发电位），显示时间-振幅曲线，含两个显著正相波峰（~50m
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生物电信号时域波形图（诱发电位/EEG），背景黑色，绿色曲线显示0-250ms时间窗口内信	slide72_img5.jpg	slide72_img6.png
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LFP延迟空间分布热力图，展示二维微观空间内局部场电位信号响应延迟的分布。颜色从红色（低延	低分辨率信号强度分布热力图（伪彩色图像），蓝色为背景低强度，红色为最高强度。主要特征为中下	slide73_img3.png
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slide75_img4.png	箱线图比较RO与RO+iMG处理对ON-centre和OFF-centre RGCs放电频

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