生物工程师看起来更深入电气刺激如何激活神经元

大脑的电气刺激是神经科学研究的常见实践，是各种神经系统疾病的常见且有效的临床治疗。然而，了解对神经水平的原因有限了解。一份由匹兹堡斯旺森大学工程学院生物工程助理助理教授的Takashi D. Y.Kozai的论文解决了影响对神经调节所需反应的神经元素的激活和失活的差距。

文章“皮质神经元通过连续电刺激的钙激活:频率依赖、时间保真度和激活密度”发表在中国神经科学研究杂志。共同调查员是威斯康星大学 - 麦迪逊大学生物医学工程副教授Kip Ludwig。

在这项研究中，Kozai的团队——仿生实验室——使用体内双光子显微镜在不同频率的持续电刺激30秒后捕获体感觉皮层中的神经元钙活性。他们对植入电极周围的神经元进行成像，发现了这一点频率在神经活动中起作用——这一发现与之前的研究相矛盾。

Kozai解释说:“电刺激有很多参数可以用来激活神经元，比如振幅、脉冲宽度、波形形状和频率。”这使得比较研究变得困难，因为在其他研究中使用了不同的刺激参数。根据先前使用的参数，人们认为激活发生在电极周围的一个球状体中，靠近电极的神经元比远离电极的神经元更容易被激活。

“最近的研究表明，刺激主要激活远方神经元，其轴突非常接近电极通过向神经元细胞身体向后传递动作电位，“他继续。”我们证明这两种东西都可以取决于刺激频率和持续时间。“

根据Kozai的说法，研究人员可以使用不同的刺激参数来激活不同的事实神经元在同一地点对基础科学研究有着巨大的影响。这一发现将使他们能够用相同的植入物激活不同的神经回路，从而引发不同的行为。除了研究应用之外，Kozai相信这些知识也可以用于临床。

“该领域的经验证据表明，频率在深脑刺激中发挥作用，但自从开始以来的原因和科学家的疑惑和疑惑，”。“这项研究是了解理解频率在临床疗法中的作用的机制。从长远来看，这项研究还可以了解如何激活不同的胶质和血管群体，这可能会对行为产生长期影响，注意力和组织再生。“

Kozai认为，需要做更多的研究来了解神经元激活特性，并希望这项工作将导致神经科学的新工具，并通过解释原因来改进神经调节疗法电气刺激产生其有效的反应。

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