22/08/24论文摘要
通过侵入性微电极进行的电刺激通常用于治疗各种神经和精神疾病。尽管取得了显著成功，但由于异物反应导致电极被胶质增生包裹，因此刺激性能不可持续。磁刺激由于非接触性能够克服这些限制，在这里，研究人员展示了一种微型螺线管电感器 (80 µm × 40 µm)，其磁芯可以激活神经元组织。
植入式微磁刺激（µMS）与电极刺激相比具有几个优势，如纳米制造技术能够制造出带有磁芯的超小型螺线管，这些螺线管可以产生更大的磁场，同时完全封装在生物相容性涂层中。实验中新型微制造螺线管成功地激活了神经组织，尽管需要进一步研究，但这也初步证明了其具有治疗神经类疾病的潜力。
图. a使用基于 NV 金刚石传感器定制系统测量新型微螺线管发射的磁通密度装置。b显示的扫描窗口在设置 ( a ) 中使用。c该设置使用了 µMS 的概念验证，在急性脑切片中使用微/大螺线管。
图. 来自 Thy1-GCaMP6s 转基因小鼠脑切片的辐射荧光显微图像，当使用大型螺线管（上图）和微型螺线管（下图）时植入式微磁刺激（µMS）的荧光变化反应
成像技术分析
Dhyana 400BSI 相机被用于观察转基因小鼠脑切片的辐射荧光显微图像，其拥有出色的信噪比和灵敏度，在紫外波段下提供出色的量子效率和低噪声。即使该研究中的荧光信号很弱，数据位深达到16 bit的高动态增益模式下拍摄的图像，也能够直观看到不同大小的螺线管对于小鼠脑切片的辐射变化，以初步确定方案的可行性：亚毫米和毫米级线圈能够将施加的电流转换为磁通量，然后感应出足够强的电场梯度来移动离子并推动它们感应（或抑制) 神经元的反应。
参考源
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
