通过跨骨无线电频率刺激进行大脑活动和行为的非侵入性调节

科学领域:

• 神经技术的神经技术
• 生物物理学的生物物理.
• 神经调节是一种神经调节.

背景情况:

• 目前的非侵入性脑刺激方法 (TES,TMS,TFUS) 由于空间焦点,透深度和头骨扭曲,在准深层脑组织方面存在局限性.
• 无线电频率 (RF) 能量可以有效地透到生物组织中,为神经调节提供了替代方案.
• 跨骨射频刺激 (TRFS) 是一种新的,无接触的神经调节技术,利用射频诱导的热效应.

研究的目的:

• 介绍和评估间射频刺激 (TRFS) 作为一种新的非侵入性神经调节技术.
• 研究TRFS的两个操作模式:原始模式 (刺激完整的大脑组织) 和RF遗传模式 (刺激转基因组织).
• 在体内评估TRFS的神经和行为影响.

主要方法:

• 开发了一种定制的RF刺激系统,配有945MHz的支柱天线,用于小鼠的局部大脑加热.
• 测试了两种TRFS模式:完整的大脑上的原始模式和TRPV1-过度表达的大脑区域的RF遗传模式.
• 使用纤维光度与GCaMP指标记录神经活动,并通过旋转测试评估行为影响.

主要成果:

• 在原始模式下,射频暴露导致皮质内部神经元活动的剂量依赖性抑制,导致小鼠的ipsilateral旋转.
• 在射频遗传模式下,当温度增加1.5°C时,射频刺激会激发TRPV1过度表达的神经元,从而扭转转向反侧的旋转偏差.
• 使用光学温度计监测温度变化,与观察到的神经和行为效应相关联.

结论:

• 通过将射频能量的深层组织透与热调节的可靠性相结合,TRFS推进了神经调节.
• TRFS可以抑制目标原始大脑区域的神经活动或激发转基因的神经合奏 (RF遗传学).
• TRFS显示出下一代非侵入性脑刺激的前景,对神经和精神疾病有潜在的应用.