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【学术动态】在体多通道记录技术的前世今生

瑞沃德市场部 动物生命科学 2019-07-03

在体多通道记录技术概述


清醒动物在体神经元单位放电多通道同步记录技术(multiplechannel single - unit recording in awake freely - moving animals),简称多通道记录。是过去二十余年间发展起来的在清醒动物脑内利用细胞外记录法同步记录不同脑区大量神经元的新兴电生理技术。在20世纪最后十年由Donald J. WoodWard ,Sam A. Deadwyler和John K. Chapin三个实验室合作研究成功。



多通道记录技术可以在清醒动物并且自由活动的动物脑内多个部位记录数百乃至上千个神经细胞的放电活动,具有在清醒动物上进行中枢神多部位、多神经元同步记录并配合行为监测研究的能力,可用于中枢神经群放电、脑电与诱发电位、以及感觉、运动、学习记忆等多种中枢功能机制研究,从而为各种中枢电生理机制研究提供极为重要的研究工具。



前世,回眸千百许


为了研究神经网络的结构与功能,科学家们利用膜片钳技术揭示神经细胞膜,单个神经和突触的工作机理,但这使得研究神经网络具有很大的局限性,为了研究健全神经网络中神经元活动,在体记录技术便得到了广泛的发展与应用。



让我们一起再回眸在体记录技术的发展历程


微电极记录技—— 麻醉动物电信号记录,多用于急性试验且麻醉剂对神经网络有一定的影响。


植入式微电极技术——清醒动物电信号记录,可用于慢性实验但记录细胞总数与记录电极成正比且连接导线影响动物自由活动。



无线植入式微电极技术——摆脱有线对动物活动干扰可记录多达100个通道,但记录形状固定且不可调节。


微驱动技术——可记录效果最佳后再固定电极在颅骨上,但电极尖端靠近记录细胞达50µm以内才能达到理想效果,这对实验操作技能有很高要求。


在体多通道记录技术——清醒动物在体多通道记录,目前研究动物大脑神经元活动日益重要的手段。



今世,争奇斗艳


在体多通道记录技术已经越来越成为一种研究大脑神经活动的主要手段,具有高通量数据,高速采样频率,多种记录手段,多种技术交叉应用等特点,这使得该技术在神经科学领域的研究发挥着重要的作用。


在世界各国“脑计划”研究热潮正在兴起,国际上在体多通道神经信号记录系统也应运而生,其中Neuralynx公司的Digital Lynx电生理记录系统便是典型代表。


那么,让我们一起再探索电生理记录系统仪器的神秘面纱吧!




多通道记录的软件系统主要包括:神经信号分检、神经信号记录、动物行为记录。





多通道记录技术自创立以来,已经在感觉、运动、情绪、认知等领域获得了广泛应用并取得了丰硕的成果,促进了人类脑机接口技术的重大进展。我们有理由相信,在未来的发展在体多通道记录技术将给人们带来更多更好的科学研究成果。



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