微纳电极阵列检测丘脑底核电刺激引起的纹状体神经元活动变化
本文选题:微机电系统 + 微纳电极阵列 ; 参考:《分析化学》2017年07期
【摘要】:丘脑底核(STN)深部脑刺激(DBS)已成为帕金森病的重要外科治疗手段,然而其确切的作用机理尚不明确。本研究采用微机电系统(MEMS)技术制备了一种16通道植入式微电极阵列(MEA),在MEA表面修饰了铂黑-还原氧化石墨烯-Nafion膜(Pt/RGO/Nafion)纳米材料,用于同步检测麻醉大鼠脑内纹状体神经元在STN电刺激前后多巴胺(DA)含量和动作电位(Spike)发放变化。STN-DBS结果表明,电刺激20 s后,DA含量开始升高,最高达1.72μmol/L,较高浓度状态保持约50 s后回落至正常水平。与此同时,检测到在DA上升阶段中间神经元Spike发放活动增强,在保持高于DA正常浓度水平阶段,中等多棘神经元(MSNs)放电频率增加。本研究制备的微电极阵列传感器能够实现脑内多巴胺和电生理的原位实时检测,有望成为神经信息检测的有力工具。
[Abstract]:Deep brain stimulation of STN has become an important surgical treatment for Parkinson's disease, but its exact mechanism is still unclear. In this study, a 16-channel implanted microelectrode array (MEA) was prepared by using MEMS technique. Platinum black / reductive graphene oxide / Nafion (Pt / RGO / Nafion) nanomaterials were modified on the surface of MEA. The results of simultaneous detection of dopamine DADA content and action potential spike release in striatal neurons of anesthetized rats before and after STN electric stimulation. The results showed that DA content began to increase after 20 seconds of electrical stimulation. The highest level was 1.72 渭 mol / L, and the higher concentration remained for about 50 seconds and then returned to normal level. At the same time, it was detected that the activity of Spike was increased in the rising stage of DA, and the frequency of Spike discharge increased in the phase of keeping the normal concentration of DA above the normal level of DA. The microelectrode array sensor can realize in situ real-time detection of dopamine and electrophysiology in the brain, which is expected to be a powerful tool for neural information detection.
【作者单位】: 中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室;中国科学院大学;
【基金】:国家基金重大仪器项目(No.61527815) 国家自然科学基金项目(Nos.61501426,61601435,31500800) 北京市科技计划(Z141100000214002)资助~~
【分类号】:O657.1;R742.5
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,本文编号:1881377
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