高性能双向微电极阵列用于评估sevoflurane麻醉效应和深部大脑区域的现场电刺激
Qianli Jia1,2, Yiming Duan1,2, Yaoyao Liu1,2
1State Key Laboratory of Transducer Technology, Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
ACS sensors
|May 23, 2024
概括
研究人员开发了一种微电极阵列 (MEA) 来监测大脑活动,并刺激小鼠的背中下丘脑 (DMH),改善麻醉控制和理解兴奋状态.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 麻醉学 麻醉学
背景情况:
- 麻醉监测需要精确评估清醒和兴奋.
- 目前的方法可能缺乏在麻醉期间实时反的灵敏度.
研究的目的:
- 开发和验证一种双向微电极阵列 (MEA),用于检测电生理信号,并在小鼠背中介质下丘脑 (DMH) 中进行深度大脑刺激 (DBS).
- 在sevoflurane麻醉期间识别兴奋状态的神经标志物.
- 通过使用开发的MEA来研究DBS对唤醒的影响.
主要方法:
- 用纳米颗粒/IrOx纳米复合材料设计和制造一种新型MEA,用于增强电生理学记录和DBS.
- 在小鼠的DMH中MEA的体内植入.
- 在sevoflurane麻醉期间记录局部电场潜力和尖峰射击.
- 在唤醒期间对DMH应用变频电刺激 (ES).
主要成果:
- 该MEA表现出优越的特性,包括低阻抗,高电荷存储能力,并延长了体内寿命.
- 在DMH中,特定的神经元活动模式和局部场势振荡被确定为兴奋状态的标志物.
- 对DMH的电刺激引起了明显的兴奋效应,结果根据刺激频率和目标神经元群体而异.
结论:
- 双向的MEA能够在DMH中敏感地检测神经活动和有效的DBS.
- 鉴定了麻醉期间兴奋状态的神经标记物.
- 这项技术为了解涉及意识的神经回路提供了一个有前途的工具,并且在麻醉管理中具有潜在的临床应用.
