测量神经胶质对植入的脑电极的反应

植入的设备向神经系统发送有针对性的电刺激，以干扰异常的大脑活动，通常认为神经元是需要这些设备刺激的唯一重要的脑细胞。但是，《自然生物医学工程》上发表的研究表明，靶向神经元周围的支持性胶质细胞也可能很重要。

这项合作由密歇根州立大学生物医学工程助理教授Erin Purcell领导。赛尔(Purcell)研究生研究员Joseph W. Salatino;Mayo Clinic的技术副总监Kip A. Ludwig;匹兹堡大学斯旺森工程学院的生物工程学助理教授Takashi Kozai。

Kozai说：“神经胶质细胞是中枢神经系统中最丰富的，对神经元网络的功能至关重要。”“神经胶质细胞最明显的功能与其在形成疤痕组织，防止损伤扩散和神经元变性中的作用有关，但在大脑中的作用尚不清楚。”

这项名为“神经胶质对大脑中植入的电极的反应”的研究表明，这些神经胶质细胞的功能比以前想象的要强。Kozai说：“从提供生长因子支持，确保向大脑适当输送氧气和营养到修剪过时的突触和回收废物，最近的发现表明，神经胶质细胞在确保优化大脑活动方面发挥了更大作用。”

与神经元充满活力的电活动相比，胶质细胞的缓慢，暗淡的信号要难得多。技术的新进步使像Kozai这样的研究人员能够检测神经胶质细胞活性的细微变化，这些发现为困扰植入装置和神经疾病治疗的当前问题提供了新的思路。

Kozai解释说：“神经胶质细胞功能障碍被认为是导致越来越多的神经系统疾病和发育疾病的原因和/或主要诱因。因此，有理由认为，靶向这些神经胶质细胞(代替神经元或与神经元结合)可以显着改善目前的治疗方法。”

Kozai领导了皮特(Pitt)的仿生实验室，研究人员正在研究生物组织对可植入技术的反应。尽管近年来神经植入技术取得了许多进步，但是它们的潜在影响和失败原因仍然困扰着科学家。通过使用先进的显微镜技术，研究人员可以创建更详细的神经图和影像。

Kozai说：“通过结合体内多光子显微镜和体内电生理学，我们的实验室可以更好地可视化活脑中细胞随时间的移动和变化，并解释这些神经胶质细胞的变化如何改变视觉诱发的神经网络活动。”“使用这种方法更好地了解这些细胞可以帮助指导植入物的设计和成功。”

Kozai的实验室目前正在与皮特(Pitt)神经病学教授Franca Cambi合作，开展一项旨在了解另一种神经胶质细胞在脑损伤和神经元活动中的作用的项目。“少突胶质细胞祖细胞”或OPC是类似于干细胞的祖细胞，具有在组织修复过程中分化的能力。

Kozai解释说：“尽管OPC在脑机界面中的研究尚未深入，但它们与神经元直接形成突触，对它们的修复至关重要。”作为祖细胞，它们具有分化为包括神经元在内的多种细胞的能力。该技术正在发展到可以更好地了解大脑如何全面运转的程度，而不仅仅是关注神经元，因为它们的电信号使它们在对大脑成像时显得更明亮。”

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