22/08/24論文摘要
通過侵入性微電極進行的電刺激通常用于治療各種神經和精神疾病。盡管取得了顯著成功，但由于異物反應導致電極被膠質增生包裹，因此刺激性能不可持續。磁刺激由于非接觸性能夠克服這些限制，在這里，研究人員展示了一種微型螺線管電感器?(80 μm × 40 μm)，其磁芯可以激活神經元組織。
植入式微磁刺激（μMS）與電極刺激相比具有幾個優勢，如納米制造技術能夠制造出帶有磁芯的超小型螺線管，這些螺線管可以產生更大的磁場，同時完全封裝在生物相容性涂層中。實驗中新型微制造螺線管成功地激活了神經組織，盡管需要進一步研究，但這也初步證明了其具有治療神經類疾病的潛力。
圖.?a使用基于?NV?金剛石傳感器定制系統測量新型微螺線管發射的磁通密度裝置。b顯示的掃描窗口在設置?( a )?中使用。c該設置使用了?μMS?的概念驗證，在急性腦切片中使用微/大螺線管。
圖.?來自?Thy1-GCaMP6s?轉基因小鼠腦切片的輻射熒光顯微圖像，當使用大型螺線管（上圖）和微型螺線管（下圖）時植入式微磁刺激（μMS）的熒光變化反應
成像技術分析
Dhyana 400BSI?相機被用于觀察轉基因小鼠腦切片的輻射熒光顯微圖像，其擁有出色的信噪比和靈敏度，在紫外波段下提供出色的量子效率和低噪聲。即使該研究中的熒光信號很弱，數據位深達到16?bit的高動態增益模式下拍攝的圖像，也能夠直觀看到不同大小的螺線管對于小鼠腦切片的輻射變化，以初步確定方案的可行性：亞毫米和毫米級線圈能夠將施加的電流轉換為磁通量，然后感應出足夠強的電場梯度來移動離子并推動它們感應（或抑制)?神經元的反應。
參考源
Khalifa, A., Zaeimbashi, M., Zhou, T.X. et al. The development of microfabricated solenoids with magnetic cores for micromagnetic neural stimulation. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
