研究人員首次記錄單個(gè)腦細(xì)胞的長(zhǎng)期電活動(dòng)

當(dāng)一個(gè)人經(jīng)歷快樂(lè)或悲傷的情緒時(shí)，哪些腦細(xì)胞會(huì)活躍?

要回答這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家需要了解單個(gè)腦細(xì)胞如何為更大的大腦活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)做出貢獻(xiàn)，以及每個(gè)細(xì)胞在塑造行為和整體健康方面扮演什么角色。到目前為止，很難清楚地了解活體動(dòng)物的腦細(xì)胞在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的行為。

但是，哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院 (SEAS) 的 Jia Liu 小組開(kāi)發(fā)了一種電子植入物，可以在一年多的時(shí)間里從一個(gè)感興趣的細(xì)胞中收集有關(guān)大腦活動(dòng)的詳細(xì)信息。他們的發(fā)現(xiàn)基于小鼠研究，發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》(Nature Neuroscience)上。

“這項(xiàng)研究解決了一個(gè)基本問(wèn)題——創(chuàng)造一個(gè)不會(huì)干擾大腦功能或隨時(shí)間退化的大腦電子接口的挑戰(zhàn)，”劉說(shuō)，他是 SEAS 的生物工程助理教授，他領(lǐng)導(dǎo)著一個(gè)致力于生物電子學(xué)的實(shí)驗(yàn)室.

長(zhǎng)期以來(lái)，神經(jīng)科學(xué)家一直在尋找更好的工具來(lái)研究大腦中的不同細(xì)胞，包括神經(jīng)元(傳輸電和化學(xué)信息)和小膠質(zhì)細(xì)胞(負(fù)責(zé)維持大腦健康的免疫細(xì)胞)。

“單個(gè)神經(jīng)元非常小——只有 10 到 100 微米——當(dāng)它放電時(shí)，它的動(dòng)作電位(電活動(dòng)的尖峰)只持續(xù)大約兩毫秒，”劉說(shuō)。

某些技術(shù)可以檢測(cè)來(lái)自特定感興趣細(xì)胞的大腦活動(dòng)，以便在大腦的小區(qū)域進(jìn)行短期實(shí)驗(yàn)，無(wú)論是在最近從動(dòng)物身上移除的組織中，還是通過(guò)使用探針或光遺傳學(xué)技術(shù)來(lái)捕獲原位活動(dòng)。

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