多功能神经探头使双向电,光学和化学记录和激发在体外活动中

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物材料科学 生物材料科学
• 神经工程是神经工程.

背景情况:

• 了解大脑功能需要工具来记录和调节神经元活动.
• 目前的方法往往集中在单一的模式 (电气,光学,化学),限制了全面的分析.
• 将多种记录和刺激技术集成到一个平台上是神经科学中的一个重大挑战.

研究的目的:

• 开发一个通用的光纤平台,使同时的神经记录,电刺激,光遗传学,光纤光度,药物/基因传递和神经递质电量测量.
• 创建一个与磁共振成像 (MRI) 兼容的工具,用于同时监测和刺激整个大脑.
• 为了证明这种多式纤维在体内神经化学和神经生理学过程的研究中的实用性.

主要方法:

• 材料选择和融合纤维绘图,以整合单个纤维中的多种功能.
• 使用聚合物和非磁性碳基导体用于纤维制造.
• 在小鼠模型中进行演示,特别针对中边缘奖励通路 (腹膜区域和核).

主要成果:

• 成功地整合了神经记录,电刺激,光遗传学,纤维光度,药物/基因输送和单纤维中的电压神经递质检测.
• 证明与MRI兼容,用于同时进行全脑监测和刺激.
• 一种刺激药物在中边奖励通路中的特征神经生理效应.

结论:

• 开发的多模式神经纤维为先进的神经科学研究提供了一个强大的,集成的平台.
• 这项技术可促进在多个大脑区域同时探测电,光和化学信号.
• 这些纤维对神经科学和相关领域的机理学和翻译学研究都有很大的潜力.