窃听大脑内的pH水平
东北大学的研究人员已经开发出了第一次全体微型pH探针,用于对深脑结构中内在细胞外pH动态的实时调查。
在大脑中,数十亿神经元和胶质细胞形成复杂和有效的网络,通过微妙地互相沟通化学信号管理我们的行为输出。
大脑化学是一种基本的语言脑细胞。在我们的健康大脑中,化学保持相对中性,必须不断调节酸性碱性波动;否则它可以导致精神疾病,胶质瘤和癫痫发作等慢性脑病。因此,在脑的pH波动波动中与脑信号传导的波动相关,可以更清楚地了解pH值对我们的大脑如何运作的影响以及如何在患病状态下发生故障。
然而,尽管近期大脑和化学监测技术的电气记录技术进展,但限制仍然在测量化学信号传导,尤其是生物体的pH,即在体内。
该研究团队通过开创了一个混合装置,融合了两种不同技术的混合装置:一股薄纤维,具有无缝集成电气和光学功能和化学传感器,具有光线定义的测量位置。该组合允许体内分解检测脑内的内在化学信号传导,尤其是深层区域,具有高空间,时间和化学分辨率。
“我们利用了传统上使用的热绘制过程,即在电信工业中制造了整合多种功能的纤维,例如光波导,电极和化学通道,”跨学科研究所的前学科研究所的助理教授Yuanyuan Guo表示,东北大学。
与生物医学研究生院的Tatsuo Yoshinobu教授合作导致了活性成分-A化学传感器的耦合,具有光可寻度 - 在纤维中实现了一体化混合化学传感探头,用于微妙的化学物质的体内检测大脑的变化。第一个原型专注于pH检测。
探针还在体内测量中进行了测试,感谢Hajime Mushiake来自医学研究生院的教授。它能够在大鼠癫痫发作时检测轻微的pH波动。
“我们团队的下一步是将空间,时间和化学分辨率提高到与内在神经元动力学的尺度相关的水平”,“郭增。“我们的技术突破将推进我们对的基本理解脑化学及其与之相关脑职能。”
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