利用TRAIN水凝胶JD足球反波胆APP下载监测自由运动动物的脊髓神经活动,我们开发了集成三JD足球反波胆APP下载的微型装置,同步记录小鼠脊髓L3区腹角运动神经元和后肢TA肌肉电信号(图1a-c)。经皮光刺激实验显示,脊髓与肌肉电信号峰值变化与光强呈正相关(n=10,图1d)。加速老化测试表明,JD足球反波胆APP下载在JD足球反波胆APP下载 4-10和45℃环境中保持5周阻抗稳定,机械性能无显著差异。长期植入实验显示,麻醉与清醒状态下记录的自发神经棘波放电频率从32.60Hz提升至51.33Hz,植入8个月后仍有效采集信号(图1e-l)。自由运动小鼠实验中观察到运动相关爆发棘波(图1m-n),连续监测证实单位波形特征在45天内保持稳定。


免疫组化显示植入部位GFAP表达下降,IBA1表达维持稳定。相较于传统硬膜外电极,抗疲劳水凝胶JD足球反波胆APP下载通过机械匹配组织特性(200%预拉伸,20%应变耐受5000次循环)和稳定导电网络,实现了运动适应性界面设计,在动态环境中有效减少组织损伤和运动伪影。


该技术同时记录神经-肌肉系统的电活动,为解析运动调控机制提供了直接关联手段。

图1:具有训练JD足球反波胆APP下载脊髓电生理学。

结果与分析

所得各向异性水凝胶纤维(直径为187±13μm)表现出耐疲劳性(在20%应变下高达20,000次循环),拉伸性为64.5±7.9%,电化学阻抗较低(1 cm长1 kHz时为33.20±9.27 kΩ)。在光遗传刺激期间,水凝胶JD足球反波胆APP下载成功记录了TA和GS肌肉的光诱发肌电图(EMG)信号,信噪比分别为38.08和37.12。在自由运动的条件下,水凝胶JD足球反波胆APP下载能够同步记录TA和GS肌肉的EMG信号,并与小鼠的运动行为相关联。植入后八个月内,水凝胶JD足球反波胆APP下载仍能保持椎管内电生理记录的功能,证明了其耐用性和在神经生理研究中进行长期监测的潜力。


总体结论


这种各向异性水凝胶JD足球反波胆APP下载在体内复杂的机械动力学下表现出良好的电化学性能和机械稳定性。该技术提供了一种在自由移动的动物中进行长期神经监测的解决方案,有助于深入理解神经肌肉回路的活动。未来的研究可以进一步优化水凝胶JD足球反波胆APP下载的性能,并探索其在其他神经科学研究中的应用。


思路延展


1.材料科学的进一步优化纳米填料的选择:探索其他高长径比的导电纳米材料,如石墨烯、金属纳米线等,比较它们的性能和适用性。水凝胶基质的改进:研究不同类型的聚合物基质,如聚丙烯酰胺、聚氨酯等,评估其对导电性和机械性能的影响。复合材料的设计:结合多种纳米填料和聚合物基质,设计具有更优异性能的复合材料。


2.应用领域的扩展神经系统疾病的研究:利用这种JD足球反波胆APP下载技术研究帕金森病、癫痫等神经系统疾病的神经活动模式。康复医学:开发基于这种JD足球反波胆APP下载的可植入神经刺激装置,用于中风、脊髓损伤患者的康复治疗。人机交互:探索这种技术在脑机接口(BCI)中的应用,提升人机交互的自然性和精确性。


3.制造工艺的创新大规模生产:研究适合大规模生产的制造工艺,如3D打印、纳米压印等,降低生产成本,提高生产效率。集成化设计:将JD足球反波胆APP下载与其他传感器、信号处理电路集成在一个小型化设备中,提升系统的整体性能和便携性。