本發(fā)明涉及生物，具體涉及一種實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法。

背景技術(shù)：

1、經(jīng)顱磁刺激是一種無創(chuàng)的神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，可以通過產(chǎn)生交變的脈沖磁場，無衰減地穿透顱骨，在大腦皮層中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而影響并改變神經(jīng)元放電活動(dòng)。想要評估經(jīng)顱磁刺激作用后神經(jīng)興奮性的改變，記錄單個(gè)神經(jīng)元或神經(jīng)元集群放電活動(dòng)是必須的。傳統(tǒng)的電生理手段包括膜片鉗技術(shù)、微電機(jī)陣列記錄技術(shù)等，均可以實(shí)現(xiàn)對離體或在體神經(jīng)放電活動(dòng)的記錄，但這些技術(shù)在信號采集過程中對外界信號干擾的反應(yīng)十分敏感，尤其是電磁信號。因此，傳統(tǒng)的電生理記錄技術(shù)不能消除經(jīng)顱磁刺激磁場干擾的影響，在經(jīng)顱磁刺激實(shí)時(shí)刺激下實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)活動(dòng)的實(shí)時(shí)記錄難以實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中神經(jīng)元的電信號記錄出現(xiàn)信號干擾、難以實(shí)現(xiàn)對特定類型神經(jīng)元的選擇性調(diào)控和實(shí)時(shí)性不足的問題。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，包括以下步驟：

3、s1，選擇特異性啟動(dòng)子：對于興奮性神經(jīng)元，選用以camkⅱa為特異性啟動(dòng)子的工具病毒；對于抑制性神經(jīng)元，選用以vgat1為特異性啟動(dòng)子的工具病毒；

4、s2，定位與注射：在目標(biāo)大腦的齒狀回腦區(qū)坐標(biāo)處，通過顱骨鉆孔，將工具病毒注射至齒狀回腦區(qū)；

5、s3，植入光纖：將光纖植入顱骨的孔內(nèi)，植入深度為1.95-1.98mm，光纖上連接陶瓷插芯和用于連接設(shè)備的光纖跳線；

6、s4，固定光纖：使用牙科水平將陶瓷插芯固定在目標(biāo)大腦上；

7、s5，病毒表達(dá)：等待s2中注射的工具病毒表達(dá)在標(biāo)記的神經(jīng)元上，工具病毒表達(dá)的時(shí)間至少兩周；

8、s6，經(jīng)顱磁刺激與光纖記錄：使用tms刺激線圈，對目標(biāo)大腦施加磁刺激，同時(shí)通過光纖記錄不同類型神經(jīng)元集群放電的信號。

9、進(jìn)一步地，上述實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，s6具體為：將tms刺激線圈傾斜設(shè)置在目標(biāo)大腦的頂骨與光纖結(jié)合處上方，tms刺激線圈的中心點(diǎn)與目標(biāo)大腦上光纖植入位置對準(zhǔn)，光纖跳線與陶瓷插芯連接，光纖跳線遠(yuǎn)離陶瓷插芯的一端連接光纖記錄系統(tǒng)，光纖記錄系統(tǒng)遠(yuǎn)離光纖跳線的一端連接顯示器。

10、進(jìn)一步地，上述實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，s2中目標(biāo)大腦的齒狀回腦區(qū)坐標(biāo)為：前囟向后1.7mm，中縫左右側(cè)各旁開1.2mm，深度2mm。

11、進(jìn)一步地，上述實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，s3中的光纖尺寸為：直徑200μm，長度3mm；陶瓷插芯直徑為1.25mm。

12、進(jìn)一步地，上述實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，小動(dòng)物專用刺激線圈為圓形線圈，線圈的外徑為56mm，內(nèi)徑為14mm；線圈的最大磁場輸出強(qiáng)度為3.6t。

13、本發(fā)明的有益效果為：大腦的海馬齒狀回腦區(qū)在認(rèn)知功能中發(fā)揮著無可替代的作用。tms調(diào)控齒狀回相關(guān)神經(jīng)元興奮性的變化，是tms改善認(rèn)知功能障礙的一個(gè)重要靶點(diǎn)和研究方向。齒狀回中興奮性與抑制性等不同類型神經(jīng)元的神經(jīng)放電活動(dòng)共同影響著神經(jīng)興奮性的變化，因此，在tms實(shí)時(shí)刺激下，實(shí)現(xiàn)對齒狀回腦區(qū)興奮性神經(jīng)元與抑制性神經(jīng)元的神經(jīng)放電活動(dòng)的實(shí)時(shí)記錄和采集尤為重要。本發(fā)明綜合利用神經(jīng)元原位標(biāo)記技術(shù)、神經(jīng)元鈣離子成像-光纖記錄技術(shù)、tms神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，基于光電信號轉(zhuǎn)換的思想(用神經(jīng)元放電活動(dòng)的光信號來表征神經(jīng)元放電活動(dòng)的電信號)避開tms磁場干擾，建立雙側(cè)齒狀回腦區(qū)在體興奮性與抑制性神經(jīng)元集群在tms作用下實(shí)時(shí)響應(yīng)的檢測方法。

技術(shù)特征：

1.一種實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，其特征在于，所述s6具體為：將tms刺激線圈(6)傾斜設(shè)置在目標(biāo)大腦(1)的頂骨與光纖(2)結(jié)合處上方，所述tms刺激線圈(6)的中心點(diǎn)與目標(biāo)大腦(1)上光纖(2)植入位置對準(zhǔn)，所述光纖跳線(4)與陶瓷插芯(3)連接，所述光纖跳線(4)遠(yuǎn)離陶瓷插芯(3)的一端連接光纖記錄系統(tǒng)(7)，所述光纖記錄系統(tǒng)(7)遠(yuǎn)離光纖跳線(4)的一端連接顯示器(8)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，其特征在于，所述s2中目標(biāo)大腦(1)的齒狀回腦區(qū)坐標(biāo)為：前囟向后1.7mm，中縫左右側(cè)各旁開1.2mm，深度2mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，其特征在于，所述s3中的光纖(2)尺寸為：直徑200μm，長度3mm；陶瓷插芯(3)直徑為1.25mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，其特征在于，所述小動(dòng)物專用刺激線圈為圓形線圈，所述線圈的外徑為56mm，內(nèi)徑為14mm；所述線圈的最大磁場輸出強(qiáng)度為3.6t。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種實(shí)時(shí)采集不同類型神經(jīng)元集群放電的方法，包括以下步驟：S1，選擇特異性啟動(dòng)子：對于興奮性神經(jīng)元，選用以CaMKⅡa為特異性啟動(dòng)子的工具病毒；對于抑制性神經(jīng)元，選用以VGAT1為特異性啟動(dòng)子的工具病毒；S2，定位與注射：通過小鼠腦圖譜坐標(biāo)定位，在齒狀回腦區(qū)坐標(biāo)正上方，通過顱骨鉆孔，將工具病毒注射至齒狀回腦區(qū)；S3，植入光纖：將連接有陶瓷插芯的光纖植入工具病毒注射孔內(nèi)，植入深度為1.95?1.98mm；S4，固定光纖：使用牙科水泥將陶瓷插芯固定在目標(biāo)大腦上；S5，病毒表達(dá)：等待S2中注射的工具病毒表達(dá)；S6，經(jīng)顱磁刺激與光纖記錄。本方法能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)顱磁刺激下，對多種類型神經(jīng)元集群放電活動(dòng)的實(shí)時(shí)、長時(shí)程采集和監(jiān)測。

技術(shù)研發(fā)人員：朱海軍,邱浩宇,趙佳瑤,李依凡,婁存廣,劉秀玲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10