22.08.24Рэзюмэ
Электрычная стымуляцыя з дапамогай інвазівных мікраэлектродаў шырока выкарыстоўваецца для лячэння шырокага спектру неўралагічных і псіхіятрычных захворванняў. Нягледзячы на выдатны поспех, эфектыўнасць стымуляцыі не з'яўляецца ўстойлівай, паколькі электроды інкапсулююцца гліязам з-за рэакцый на іншародныя целы. Магнітная стымуляцыя пераадольвае гэтыя абмежаванні, ліквідуючы неабходнасць кантакту метал-электрод. Тут мы дэманструем новы мікравыраблены саленоідны індуктар (80 мкм × 40 мкм) з магнітным стрыжнем, які можа актываваць нейронавую тканіну.
Імплантаваная мікрамагнітная стымуляцыя (µMS) мае некалькі пераваг перад стымуляцыяй на аснове электродаў. Паляпшэнні ў тэхналогіі нанафабрыкацыі дазволілі нам стварыць ультрамалыя саленоіды з магнітнымі стрыжнямі, якія могуць генераваць больш моцныя магнітныя палі, будучы цалкам інкапсуляванымі ў біясумяшчальнае пакрыццё. Новы мікрафабрыкаваны саленоід паспяхова актываваў нервовую тканіну і, такім чынам, дэманструе патэнцыял у якасці жыццяздольнай альтэрнатывы сучасным інструментам нейрональнага інтэрфейсу для базавай неўралогіі і клінічных прымяненняў, хоць патрабуюцца далейшыя даследаванні.
Мал. а. Усталёўка, якая выкарыстоўваецца для вымярэння шчыльнасці магнітнага патоку, які выпраменьваецца новым мікрасаленоідам, з выкарыстаннем спецыяльна распрацаванай сістэмы на аснове алмазнага датчыка NV. б. Акно сканавання паказана ў ўсталёўцы (а). в. Усталёўка выкарыстоўвала праверку канцэпцыі µMS з выкарыстаннем мікра/макрасаленоідаў у вострых зрэзах мозгу.
Мал. Эпіфлуарэсцэнтная мікрафатаграфія зрэзу мозгу трансгенных мышэй Thy1-GCaMP6s, якая паказвае змяненне флуарэсцэнцыі ў адказ на µMS пры выкарыстанні (зверху) макрасалоніда і (знізу) мікрасаленоіда.
Аналіз тэхналогіі візуалізацыі
ГэтыДх'яна 400BSIДля назірання за радыёфлуарэсцэнтнымі мікраскапічнымі выявамі зрэзаў мозгу трансгенных мышэй выкарыстоўвалася камера. Яна мае добрую кантраснасць і адчувальнасць, забяспечвае выдатную квантавую эфектыўнасць і нізкі ўзровень шуму ў ультрафіялетавым выпраменьванні, а 16-бітны рэжым з высокім дынамічным дыяпазонам дазваляе атрымліваць візуалізацыю светлага поля і флуарэсцэнцыі нават пры вельмі нізкім сігнале флуарэсцэнцыі. Змены выпраменьвання саленоідаў розных памераў у зрэзах мозгу мышэй можна інтуітыўна ўбачыць на выяве, што дазваляе папярэдне вызначыць мэтазгоднасць схемы. Субміліметровыя і міліметровыя шпулькі пераўтвараюць прыкладзены ток у магнітны паток, які затым індукуе градыент электрычнага поля, дастаткова моцны, каб перамяшчаць іёны і штурхаць іх, каб адчуваць (або падаўляць) рэакцыю нейрона.
Спасылка на крыніцу：
1. Халіфа, А., Заэймбашы, М., Чжоу, Тэхас і інш. Распрацоўка мікрафабрыкаваных саленоідаў з магнітнымі стрыжнямі для мікрамагнітнай нейронавай стымуляцыі. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
