在单细胞和电路水平上进行微线圈神经调节,以抑制自然的神经活性,中和电神经刺激,抑制发作

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
• 神经工程 神经工程是神经工程.

背景情况:

• 神经调节技术对于理解和治疗神经系统疾病至关重要.
• 目前的神经接口对精确的神经抑制的选择有限.
• 开发有针对性的方法来抑制神经活动对于治疗干预至关重要.

研究的目的:

• 提出一种基于微芯片的可植入装置,用于使用微磁刺激 (μMS) 进行精确的皮质抑制.
• 为了研究μMS在 vivo中抑制神经活动的疗效.
• 将μMS与微电极刺激 (μES) 进行比较,并评估其治疗多动症的潜力.

主要方法:

• 开发一种基于微芯片的可植入微线圈装置,用于μMS.
• 在体内对大脑皮层中自发神经活动的两光子成像.
• 应用不同大小的μMS和并发的μES.
• 药理学诱导发作以评估发作缓解.

主要成果:

• μMS可逆地抑制单个皮质细胞,其增加的大小可以抑制高达41%的细胞.
• μMS实现了高度局部化的效果 (0.05 mm2),比μES小7倍.
• 神经元对μMS表现出比μES更强烈的反应,从而使μES诱导的刺激中和.
• 在药理学诱导的模型中,μMS减少了54%的幅.

结论:

• μMS是一种精确,有效和多功能工具,用于具有抑制作用的局部神经调节.
• μMS提供了与μES相反的抑制极性,补充了现有的刺激方法.
• μMS显示出作为神经科学研究工具和对过度活跃的大脑电路的潜在治疗方法的显著前景.