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生物学
大鼠海马神经元对于高频脉冲刺激的暂态响应
闭环刺激是深部脑刺激(Deep brain stimulation, DBS)的重要发展方向之一,有望用于治疗多种脑神经系统疾病.与常规开环的长时间持续刺激不同,闭环刺激通常采用短促的高频脉冲序列.而神经元对于高频刺激的响应存在暂态过程,在初期的短时间内会发生很大变化,从而影响闭环刺激的作用.为了研究这种暂态过程,在大鼠海马CA1区传出轴突纤维(alveus)上施加不同频率的恒频以及随机变频的逆向高频刺激(antidromic high-frequency stimulation, A-HFS),并以逆向诱发的群峰电位(antidromically-evoked population spike, APS)的幅值作为指标来考察神经元群体的响应.研究结果表明,100、133和 200 Hz的恒频A-HFS初期,APS迅速衰减;脉冲频率越高,APS衰减越快.平均不到1 s时间内APS的幅值就会下降一半以上,100 Hz时的平均半衰期为~0.96 s,频率增加1倍至200 Hz时,平均半衰期缩短至~0.21 s.使用100 ~ 200 Hz范围内实时微调脉冲间隔的随机变频刺激,则可以显著延缓神经元响应的衰减速度,延长刺激作用的维持时间.这些结果可以为短促闭环刺激等DBS新模式的开发提供依据.
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生物化学与生物物理进展
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