瑞沃德講座預(yù)告：動(dòng)物呼麻及氣管插管實(shí)驗(yàn)全解

1. 如果我只想激活一種類型的神經(jīng)元應(yīng)該怎么辦？
答：研究的目標(biāo)腦區(qū)內(nèi)有多種類型的神經(jīng)元，只激活其中一種類型表明需要實(shí)現(xiàn)細(xì)胞類型特異性刺激，幾類刺激腦方法中只有光遺傳刺激能夠滿足，通過特異性病毒載體，將光敏蛋白轉(zhuǎn)染到某一類型細(xì)胞上，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞類型特異性刺激。

2. 我埋的刺激電極總是會(huì)掉該怎么弄？
答：可以在埋植電極的同時(shí)，在顱骨附近先埋植兩顆顱釘起固定作用。

3. 使用經(jīng)顱電刺激能只激活一種類型的細(xì)胞嗎？
答：經(jīng)顱電刺激作用于一片刺激范圍內(nèi)的所有細(xì)胞，不能只激活一種細(xì)胞。

4. 感覺刺激中，為什么要選擇40Hz的頻率？
答：PPT解析的文獻(xiàn)里研究的是AD小鼠，與認(rèn)知相關(guān)。認(rèn)知損傷的小鼠其Gamma頻段的神經(jīng)振蕩也發(fā)生改變，40Hz屬于典型Gamma頻段，因此使用40Hz刺激誘發(fā)小鼠大腦Gamm頻段的振蕩。

5. 光遺傳為什么給光就能激活或抑制神經(jīng)元？
答：光遺傳技術(shù)利用分子生物學(xué)、病毒生物學(xué)等手段，將外源光敏感蛋白基因?qū)�入活�?xì)胞中，在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上表達(dá)了光敏感通道蛋白；然后通過特定波長光的照射，控制細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上的光敏感通道蛋白的激活與關(guān)閉；光敏感蛋白的激活和關(guān)閉可控制細(xì)胞膜上離子通道的打開與關(guān)閉，進(jìn)而改變細(xì)胞膜電壓的變化，如膜的去極化與超極化。當(dāng)膜電壓去極化超過一定閾值時(shí)就會(huì)誘發(fā)神經(jīng)元產(chǎn)生可傳導(dǎo)的電信號(hào)，即神經(jīng)元的激活；相反，當(dāng)膜電壓超極化到一定水平時(shí)，就會(huì)抑制神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏漠a(chǎn)生，即神經(jīng)元的抑制。

6. 在腦刺激的過程中，能夠同時(shí)進(jìn)行腦電采集嗎?
答：這需要看是哪種腦刺激方法。經(jīng)顱電刺激和深部腦刺激不建議同時(shí)記錄電信號(hào)，會(huì)存在干擾。光遺傳刺激能夠同時(shí)進(jìn)行腦刺激和腦電采集，光遺傳通過光進(jìn)行刺激，而不是電刺激，因此不存在干擾。

7. 光遺傳的刺激參數(shù)如何選擇呢？
答：光遺傳實(shí)驗(yàn)的參數(shù)有頻率，脈寬，功率等。光遺傳刺激的頻率根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需求而有所不同，具體情況可參考已發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行選擇。刺激時(shí)不要超過通道蛋白的響應(yīng)頻率，不然容易出現(xiàn)脫敏效應(yīng)。脈寬與占空比相關(guān)，在頻率固定的情況下，可通過提高脈沖寬度從而提高占空比。光功率強(qiáng)度的選擇與對應(yīng)的通道蛋白有關(guān)，激活不同的光敏蛋白有不同的光功率要求。

8. 腦機(jī)接口讀取到寫入的閉環(huán)時(shí)間限度要少于多少呢？
答：依據(jù)任務(wù)而異，不同的任務(wù)類型對時(shí)間的要求不同。例如在常見的字符輸入任務(wù)中，對時(shí)間要求不嚴(yán)格，延遲也沒關(guān)系。

9. 無創(chuàng)腦機(jī)接口的外部噪音影響會(huì)不會(huì)很大？
答：無創(chuàng)式腦機(jī)接口容易收到外界噪音的影響，針對實(shí)驗(yàn)過程涉及到的外部環(huán)境、采集硬件及軟件算法都需要特別注意，需要做一定程度的降噪處理。使用的電極也會(huì)對信號(hào)的噪音有一定影響，一般濕電極信號(hào)質(zhì)量優(yōu)于干式電極裝置記錄的信號(hào)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)被試人員也需要注意采集期間盡量不要產(chǎn)生任務(wù)需求之外的移動(dòng)。

10. 全植入式的電極深度在動(dòng)物模型上有沒有限制？
答：一般來說沒有限制，但是在實(shí)際操作過程中需要考慮具體的實(shí)驗(yàn)對象。植入的區(qū)域多是皮層，處于腦部相對靠外的位置，不會(huì)特別深，植入過程中注意避開血管的位置。植入?yún)^(qū)域的深度多和使用的電極類型相關(guān)，例如猶他陣列電極只適合于進(jìn)行大腦皮層記錄。意識(shí)活動(dòng)產(chǎn)生的腦區(qū)（NCC）很多位于丘腦等深部腦區(qū)，目前技術(shù)無法達(dá)到。

11. 全植入式電極植入獲取有效數(shù)據(jù)的時(shí)間大概多久，信號(hào)衰減的主要原因有哪些呢？
答：一般良好的手術(shù)植入操作能維持半年以上的信號(hào)采集，也有一年以上還能繼續(xù)采集信號(hào)的。信號(hào)衰減的原因多是植入的電極隨著時(shí)間的延長，逐漸被類似“疤痕組織”的細(xì)胞所包裹而失效，或者是電極老化脫落。

12. 無創(chuàng)式、半植入式以及全植入式這3種不同方法對于完成閉環(huán)任務(wù)是否有時(shí)間上的差異呢？
答：沒有顯著的差異。延遲時(shí)間的差異主要取決于信號(hào)的傳輸、處理、外部設(shè)備的響應(yīng)等各個(gè)方面。一般來說，植入式的會(huì)比無創(chuàng)的信號(hào)時(shí)間精度更好，可以完成更多復(fù)雜精確的任務(wù)。

13. 非侵入式遠(yuǎn)程收集腦電用什么技術(shù)呢？
答：一般是將普通有線的方式更換為藍(lán)牙或者WiFi都可以。

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