采用Zwitterionic聚合物涂层,在自由移动的小鼠中启用了慢性多巴胺传感和电生理学记录

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
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 同时检测电生理信号和神经递质对于理解大脑功能和功能障碍至关重要.
• 条形多巴胺回路对于运动控制,奖励和学习至关重要,需要监测自由行为对象的神经活动和多巴胺 (DA) 的方法.
• 在自由移动的动物中,慢性电化学感应DA是具有挑战性的,因为电极生物污染和参考电极不稳定.

研究的目的:

• 开发一种稳定的多式多态微电极阵列 (MEA),用于在自由行为动物中同时进行电生理学和多巴胺 (DA) 记录.
• 为了克服慢性脑植入物中生物污染和参考电极不稳定的挑战.
• 通过提供可靠的神经化学和电生理学监测工具,使大脑功能的纵向调查成为可能.

主要方法:

• 开发了表面接种和光交叉连接策略,以涂覆MEAs和Ag/AgCl参考电极与zwitterionic poly ((sulfobetaine methacrylate)) (PSB).
• 在柔性聚胺MEAs和Ag/AgCl参考电极上使用了PSB和PEDOT/CNT涂层.
• 在自由移动的小鼠中进行了慢性植入,并每周进行电化学阻抗光谱测试以评估稳定性.

主要成果:

• 在四周的时间内,在自由移动的小鼠中实现了稳定的多巴胺检测和电生理记录.
• PSB涂层有效地抑制了对MEA的蛋白质污染和炎症反应.
• 保护PSB水凝的Ag/AgCl电极,确保稳定的参考电位并防止分层.
• 电化学阻抗光谱证实了植入电极的长期稳定性.

结论:

• 开发的PSB涂层多式MEAs提供了一种可靠的方法,用于同时,长期的电生理学和多巴胺监测自由行为动物.
• 这项技术通过能够对大脑动态,行为和神经化学进行多维分析来推进神经科学研究.
• 为研究大脑功能和神经系统疾病的纵向研究提供了强大的工具.