近期，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦智能中心研究員詹陽(yáng)團(tuán)隊(duì)、神經(jīng)工程中心研究員李光林團(tuán)隊(duì)同電子科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)合作，制備出自驅(qū)動(dòng)柔性可穿戴神經(jīng)刺激器，實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)可塑性的雙向調(diào)節(jié)。相關(guān)研究成果以Bidirectional modulation of neural plasticity by self-powered neural stimulation為題，發(fā)表在Nano Energy上。

　　調(diào)節(jié)神經(jīng)可塑性被認(rèn)為是治療阿爾茨海默病、藥物成癮和中風(fēng)等疾病的一種有效手段。目前常見(jiàn)的商用神經(jīng)電刺激器通常需要電池或插座來(lái)維持供電需求，龐大的系統(tǒng)框架及不靈活的組件設(shè)計(jì)限制了設(shè)備的靈活應(yīng)用。為了突破這一技術(shù)難題，研究人員設(shè)計(jì)出一種自驅(qū)動(dòng)柔性可穿戴神經(jīng)刺激器，通過(guò)產(chǎn)生高頻和低頻脈沖兩種模式，誘導(dǎo)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)或長(zhǎng)時(shí)程抑制的形成，實(shí)現(xiàn)對(duì)神經(jīng)可塑性的雙向調(diào)節(jié)。該自驅(qū)動(dòng)柔性可穿戴神經(jīng)刺激器集成柔性自驅(qū)動(dòng)納米發(fā)電機(jī)、信號(hào)調(diào)制模塊和神經(jīng)刺激電極，具有體積小、質(zhì)量輕、柔軟便攜等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為神經(jīng)刺激信號(hào)，調(diào)節(jié)突觸可塑性。

　　自驅(qū)動(dòng)柔性可穿戴神經(jīng)刺激器在清醒動(dòng)物模型中進(jìn)行了驗(yàn)證。研究人員將該設(shè)備接入小鼠大腦，信號(hào)調(diào)制模塊將搜集的能量調(diào)制成雙模刺激信號(hào)，在無(wú)須外界供能的情況下，成功誘導(dǎo)出海馬體長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制的形成。該研究克服了傳統(tǒng)商業(yè)電刺激器設(shè)備體積龐大及配套電源帶來(lái)潛在隱患等缺點(diǎn)，為基于突觸可塑性的神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療及雙向腦機(jī)交互提供了新思路。

　　深圳先進(jìn)院和電子科技大學(xué)為通訊單位。深圳先進(jìn)院研究助理韓葉超和深圳先進(jìn)院客座學(xué)生、東北大學(xué)博士生趙天銘為論文的共同第一作者，李光林、詹陽(yáng)和電子科技大學(xué)教授薛欣宇為論文的共同通訊作者。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、深港腦科學(xué)研究院、四川科技計(jì)劃等的資助。

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　　自驅(qū)動(dòng)神經(jīng)刺激器對(duì)神經(jīng)可塑性的雙向調(diào)節(jié)