超焦超声波通过选择性激活刺激神经元来调节前和反皮层-甲状腺-皮层通路
Huan Gao1, Sandhya Ramachandran1, Kai Yu1
1Department of Biomedical Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA 15213, USA.
概括
跨的聚焦超声波刺激 (tFUS) 选择性地激活体感皮层中的特定神经元. 优化tFUS参数,比如脉冲重复频率,可以增强皮质 - 乳头 - 皮质通路的调制.
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
- 神经调节是一种神经调节.
背景情况:
- 超焦点超声刺激 (tFUS) 是一种用于调节大脑活动的非侵入性技术.
- 了解tFUS参数对神经回路的影响,特别是细胞类型选择性和通路调制,至关重要.
- 之前的研究表明了依赖参数的细胞类型选择性,但途径调节机制需要进一步研究.
研究的目的:
- 为了研究tFUS如何影响皮质 - thalamo - 皮质 (CTC) 路径内的神经电路相关性.
- 为了确定调节神经通路的最佳tFUS参数.
- 量化体感皮质 (S1) 和后部中位胸膜核 (POm) 中的神经元对tFUS的反应.
主要方法:
- 在麻醉的雄性大鼠中进行多站点的内记录.
- 将tFUS应用于体感皮质 (S1),使用不同的脉冲重复频率 (PRF) 和工作周期 (DC).
- 分析神经元反应和S1和POm神经元之间的方向相关性.
主要成果:
- 特定的tFUS参数 (DC:6-60%,PRF:1,500-4,500 Hz) 在S1.1中选择性地激活常规尖峰单位 (RSU).
- 后部中位胸膜核 (POM) 的RSU显示了同步的反应.
- 方向相关性的变化表明了CTC通路的反和前调制,在声波后观察到延迟效应.
结论:
- tFUS可以通过选择性RSU激活来调节CTC路径的反和前方面.
- 优化tFUS参数,特别是PRF,可以增强RSU活动和CTC路径调制.
- 这项研究提供了关于针对性神经调节的tFUS机制的见解.
