应用于神经接口的外周与中枢神经系统电场调控及其热效应研究

发布时间：2021-04-05 05:31

　　神经接口一方面通过记录电极采集神经信息以解码控制外部设备或解析认知心理及行为的内在原理,另一方面通过刺激电极将编码信息回传至神经系统形成传感反馈或对神经元活动实现调控。神经接口的应用可为多种大脑疾病的检测和治疗提供新手段,为部分脊髓损伤致下肢瘫痪的患者带来重新站立行走的希望,以提高患者生活质量,具有十分重大的社会意义。神经电极作为神经接口中电子系统与生物组织直接接触的最前端,需要具有良好的生物兼容性及机械柔性,以适应在生物组织环境中的长期工作需求。此外,电场电流作为调控神经系统的重要手段,针对不同类型的神经系统、不同侵入程度及诸如动物实验和体外细胞培养实验等不同实验模型,需采用不同的研究手段对其效果进行评估。本文主要针对神经接口研究领域涉及到的柔性微电极制造及针对不同类型神经系统的电场调控开展,首先针对大鼠动物实验及大鼠背根神经节体外培养实验,设计了用于外周神经电刺激及体外牵拉培养神经元信号采集的柔性电极,探究了侵入式及接触式电场调控产生的效应。同时以人体为研究对象,通过建立数值模型,对非侵入式脊髓神经系统及大脑神经系统的电场调控的各类影响因素进行了系统地仿真分析,为实验具体实施中电极... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

侵入式电极[10-13]

华中科技大学博士学位论文5(A)犹他电极(B)密西根电极(C)浮动式电极阵列(D)卡夫电极图1-1侵入式电极[10-13](A)猕猴双手协同控制(B)猕猴控制光标打字(C)瘫痪病人控制机械臂给自己喂饮料(D)瘫痪病人控制光标打字图1-2具有代表性的侵入式神经接口[14-17]

华中科技大学博士学位论文6(A)导电膏电极(B)盐水海绵电极(C)干电极(D)医用粘贴电极图1-3典型的非侵入式神经电极(A)聚酰亚胺基底电极(B)聚对二甲苯基底电极(C)SU-8基底电极(D)PDMS基底电极图1-4典型的柔性电极[18-21]1.2.2微型化神经植入物近年来，随着微电子技术及神经科学的进一步发展，涌现出一批公司和研发团队旨在开发集成度更高、尺寸更孝性能更可靠的微型化神经植入物，通过直接与神经系统作用，完成电子信息与神经信息的交互，从而实现治疗神经退行性疾病或增强正

【参考文献】：
博士论文
[1]用于外周神经修复与神经接口的轴突牵拉生长研究[D]. 李肖.华中科技大学 2017



本文编号：3119230