通过暂时干扰电场进行非侵入性深度大脑刺激
Nir Grossman1, David Bono2, Nina Dedic3
1Media Lab, MIT, Cambridge, MA 02139, USA; McGovern Institute for Brain Research, MIT, Cambridge, MA 02139, USA; Berenson-Allen Center for Noninvasive Brain Stimulation, Department of Neurology, Beth Israel Deaconess Medical Center, Harvard Medical School, Boston, MA 02215, USA; Centre for Bio-Inspired Technology, Department of Electrical and Electronic Engineering, Imperial College London, SW7 0AZ London, UK.
这项研究引入了时间干扰 (TI) 刺激,一种非侵入性大脑刺激方法. TI刺激可以精确地激活深层神经元而不会影响表面的神经元,从而实现有针对性的神经调节.
科学领域:
- 神经科学
- 生物物理
- 电气工程
背景情况:
- 进行深度大脑刺激通常需要进行侵入性手术.
- 目前的非侵入性方法在深度针对特定的神经群体时缺乏精度.
研究的目的:
- 开发一种非侵入性方法来选择性地刺激大脑深处的神经元.
- 证明时间干扰 (TI) 刺激的可行性和有用性.
主要方法:
- 使用多个高频电场, 不能直接激活神经元.
- 创建一个产生低频幅度调制的干扰模式 (信封).
- 通过计算建模,物理实验和活小鼠体内研究验证时间干扰概念.
主要成果:
- 证明活着的老鼠大脑中的神经元可以跟随电场的外.
- 在没有激活上方皮质神经元的情况下成功刺激了海马中的神经元.
- 通过调整电极电流在小鼠中展示可引导的运动模式.
结论:
- 时间干扰刺激是深度神经激活的可行的非侵入性策略.
- 这种技术可以精确地准神经回路,为研究和治疗提供新的可能性.
- 控制运动模式的能力突显了功能神经调节的潜力.
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