调节周围神经中的单个轴突和轴突群体,使用横向的纤维细胞内多通道电极
Yuyang Xie1, Peijun Qin1, Tianruo Guo1
1Graduate School of Biomedical Engineering, UNSW Sydney, NSW 2052, Australia.
Journal of neural engineering
|August 3, 2023
概括
一个新的计算工具包使神经刺激的高效建模能够使用横向的纤维细胞内多通道电极 (TIME). 模拟显示,TIME可以选择性地激活C纤维,六极排列增强了选择性,新的波形减少了不必要的反应.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算神经科学是一种神经科学.
- 神经工程 神经工程是神经工程.
背景情况:
- 传统的袖子电极在空间选择性和神经刺激的刺激电荷要求方面存在局限性.
- 横向的纤维细胞内多通道电极 (TIME) 提供了潜在的优势,但需要进一步的研究,特别是在新的刺激波形.
研究的目的:
- 开发和验证一个用于模拟神经刺激的计算工具包,使用时间.
- 为了研究TIME在选择性神经纤维激活的不同配置和刺激波形的有效性.
主要方法:
- 开发了一个可扩展的Python/MATLAB工具包,集成NEURON和COMSOL,用于自动化神经模型创建和模拟.
- 创建了一个详细的坐骨神经模型 (1,170根纤维:30%A型,70%C型) 用于TIME模拟.
- 评估的单极和六极时间安排与千赫兹刺激和阴极坡道调制波形.
主要成果:
- 该工具包简化了神经刺激模型的创建和分析,减少错误并实现双向数据传输.
- 千赫兹刺激可以选择性地激活C纤维,也可以选择性地激活非向的A纤维;六极 TIME 配置可以提高C纤维的选择性.
- 一种新的高频波形与阴极直流道有效地消除了不必要的神经发作反应.
结论:
- 开发的工具包有助于敏捷设计和优化纤维内电极系统.
- 这些发现支持优化下一代纤维内植入物,以提高神经刺激中的空间和纤维类型选择性.
