實驗名稱：低強度超聲對小腦皮層神經活動的直接調控作用

研究方向：超聲神經調控

實驗內容：本研究利用雙光子活體鈣成像系統地檢測了小腦神經元對低強度超聲的響應模式，并提出了一種全新的超聲神經調控行為學檢測范式，從超聲誘導的持續效應、脫靶刺激下神經元響應的消除和小鼠運動行為的誘發三方面共同揭示了低強度超聲對小腦皮層的直接興奮作用。

測試設備：ATA-L4水聲功率放大器、換能器、函數信號生成器等。

實驗過程：在超聲刺激時長小于或等于500ms的實驗中，為了產生強度較高的超聲刺激，我們選擇了127kHz換能器，換能器尖端變幅桿長26mm，尖端直徑2mm，驅動換能器的電信號由函數信號生成器生成并經ATA-L4水聲功率放大器進行放大，經壓電陶瓷將電信號轉換為機械信號。

圖1：低強度超聲對小腦皮層神經活動實驗原理圖

實驗結果：對樹突群體鈣信號的定量分析顯示，超聲刺激下浦肯野細胞神經活動的整體幅度隨刺激持續時長和超聲強度的上升而增加，其中1.3W/cm2、4.4W/cm2強度的超聲在80毫秒(圖A)和500毫秒(圖B)的刺激時長下均能顯著增強神經活動的幅度。雙因素方差分析的結果表明，超聲的聲強是影響浦肯野細胞樹突整體神經活動幅度的顯著因素(圖C)。除了樹突整體的神經活動外，我們對被超聲激活的樹突在自發活動和超聲刺激期間的鈣信號事件發生率進行了統計分析。比較結果顯示，在這些樹突中，鈣信號事件的發生率在超聲刺激期間均顯著高于自發活動水平(圖D和E)。對不同刺激參數下超聲刺激引起的鈣信號事件發生率的比較結果顯示，刺激時長是影響超聲神經調控浦肯野細胞穩定性的顯著因素(圖F)。

圖2：樹突群體鈣信號的定量分析結果

功率放大器推薦：ATA-L系列

圖：ATA-L系列水聲功率放大器指標參數

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審核編輯 黃宇