超电刺激调节临床相关强度的发射速度

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 计算神经科学是一种神经科学.
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 跨电刺激 (tES) 是有前途的,但它对临床相关电场强度的神经元功能的影响尚不清楚.
• 了解弱电场对神经元活动的精确影响,对于推进神经调节疗法至关重要.

研究的目的:

• 量化电场大小及其对自由移动的老鼠海马神经元发射率的影响.
• 开发和验证用于模拟tES期间电流流量的计算模型.
• 为了在应用电流和由此产生的电场之间在脑组织中建立直接联系.

主要方法:

• 电流流的校准计算模型是使用电场测量在老鼠运动皮质和海马建立的.
• 在自由移动和麻醉的老鼠中使用高密度Neuropixels 2.0探针 (384通道) 来记录tES期间的神经元发射率.
• 在老鼠的体内tES实验中,用于测量电场强度 (1V/m在海马每50μA头骨电流) 和神经元反应.

主要成果:

• 低于0.35V/m的电场显著调节了醒着的老鼠海马神经元发射率.
• 神经元发射速率的变化与电场强度同步增加,每V/m增加11.5%.
• 索马去极化刺激通常会增加刺激神经元的发射,而高极化刺激会减少它;抑制神经元的反应更为多样化,但遵循类似的趋势.

结论:

• 在体内,电场显然会调节神经元尖端速率,其强度低于先前在体内观察到的强度.
• 金字塔神经元的体极化是这些观察到的射击速率调节的潜在机制.
• 建议在所有未来的动物tES实验中直接测量电场,以确保科学严谨性和可重现性.