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人类体感皮层的阈下皮层内微刺激增强触觉敏感性
体感皮层的皮层内微刺激 (ICMS) 可激活刺激电极周围的神经元并引发触觉。然而，目前尚不清楚皮层神经元的直接激活如何影响它们处理来自皮肤的其他触觉输入的能力。在左、右体感皮层均植入慢性微电极阵列的人体中，我们在同时提供 ICMS 的同时向皮肤施加机械振动，并量化机械和电刺激对触觉的影响。我们发现阈下 ICMS 增强了皮肤触摸的敏感度，证据是振动触觉检测阈值降低（中位数：-1.5 dB），但阈下振动不会系统性地影响 ICMS 的可检测性。超阈值振动导致 ICMS 阈值增加（中位数：2.4 dB），但超阈值 ICMS 对振动触觉阈值影响不大。 ICMS 引起的振动触觉敏感性增强与位置有关，刺激电极的投射场和振动刺激的位置距离越远，效果大小越小。这些结果表明，仅对皮质进行有针对性的微刺激就可以局部增强触觉敏感性，有可能恢复或加强受伤后保留的触觉。
通过对人类体感皮层的微刺激实现人造触觉的镶嵌
当我们与物体互动时，我们依靠手部发出的信号来传达有关物体及其互动的信息。这些互动的一个基本特征是手与物体接触的位置，而这通常只能通过触觉获得。大脑控制的仿生手与物体接触位置的信息可以通过体感皮层 (S1) 的皮层内微刺激 (ICMS) 发出信号，从而引起位于特定皮肤区域的触觉。为了提供直观的位置信息，机械手上的触觉传感器通过电极驱动 ICMS，这些电极在与传感器位置匹配的皮肤位置引起感觉。这种方法要求 ICMS 引起的感觉是局部的、稳定的，并分布在手上。为了系统地研究 ICMS 引起的感觉的定位，我们分析了 ICMS 引起的感觉的投影场 (PF) - 它们的空间范围 - 这些报告来自三位在 S1 中植入微电极阵列的参与者多年来获得的报告。首先，我们发现 PF 的大小在不同电极之间差异很大，在电极内高度稳定，分布在每个参与者手的大片区域，并且随着 ICMS 的幅度或频率增加而增大。其次，虽然 PF 位置与刺激电极附近神经元的受体场 (RF) 位置相匹配，但 PF 往往会被相应的 RF 所取代。第三，多通道刺激产生的 PF 反映了组成通道的 PF 的结合。通过具有大量重叠 PF 的电极进行刺激，我们可以唤起一种主要在组成 PF 交叉点处体验到的感觉。为了评估这种现象的功能后果，我们在仿生手中实现了基于多通道 ICMS 的反馈，并证明产生的感觉比通过单通道 ICMS 引起的感觉更易于定位。
体感皮质的生物映射多通道微刺激传达了仿生手的高分辨率力反馈
手动相互作用与对象相互作用受到手的触觉信号的支持。这种触觉反馈可以通过体感皮质（S1）的心脏内微刺激（ICM）在脑控制的仿生手中恢复。在基于ICMS的触觉反馈中，可以通过基于仿生手上力传感器的输出调节刺激强度来发出接触力，这又调节了感知的感觉的幅度。在本研究中，我们在三名参与者中衡量了基于ICMS的力反馈的动态范围和精度，这些参与者植入了S1中的微电极阵列。为此，我们测量了由于ICM振幅增加以及参与者区分不同强度水平的能力而导致的感觉幅度的增加。然后，我们通过实施“仿生” ICMS培训来评估是否可以提高反馈的忠诚度，旨在唤起神经元活动的模式，这些模式更紧密地模仿那些自然接触的人，并一次通过多个通道传递ICMS。我们发现，多通道仿生ICMS产生的感觉比单通道对应物更强，更有区别。最后，我们用仿生手实施了仿生多通道反馈，并让参与者执行合规性歧视任务。我们发现，仿生多通道触觉反馈对单渠道线性对应物产生了改善的歧视。我们得出的结论是，多通道仿生的ICMS传达了精细分级的力反馈，该反馈更接近自然接触所赋予的灵敏度。
通过对人皮层的图案微刺激的触觉边缘和运动
11 Shirley Ryan能力实验室，伊利诺伊州芝加哥。¥对应：vallegiacomo@gmail.com†体感皮质的同等贡献的心理内微刺激（ICMS）会唤起触觉感觉，可以通过改变电极和刺激参数1-3来系统地操纵其位置和特性。这种现象可用于从脑控制的仿生手传达有关对象相互作用的反馈。但是，ICMS当前提供了艰巨的触摸感，限制了灵巧的对象操纵和对神经假体系统的有意识体验。利用我们对S1 4,5中这些感官特征如何编码的理解，我们试图扩展基于ICMS的人工触摸的曲目，以提供有关瘫痪者中对象的局部几何形状和运动的信息。首先，我们通过多个空间图案的电极同时传递了ICM，采用了对齐投影场（PFS）的特定布置。未提及的参与者报告了边缘的感觉。接下来，我们创建了更复杂的PFS，发现参与者可以直观地感知任意触觉形状和皮肤压痕模式。通过依次通过具有空间不连续的PF的电极传递图案化的ICM，我们甚至可以唤起整个皮肤的运动感觉，即我们能够系统地操纵的方向和速度。我们得出的结论是，受我们对S1中触觉编码的理解启发的ICM的适当时空图案可以引起复杂的感觉。我们的发现有助于推动人造触摸的界限，从而丰富了参与者的有意识的感觉体验，从简单的人造知觉到模仿自然触摸的高度信息的感觉。
皮层内微刺激引起人类指尖感觉
对于感觉运动功能障碍患者来说，恢复手指和指尖的皮肤感觉对于实现灵巧的假肢控制至关重要。然而，通过人类皮层内微刺激 (ICMS) 实现局部和可重现的指尖感觉尚未见报道。本文表明，人类参与者的 ICMS 能够引发双手 7 个手指的感知，包括 6 个指尖区域（即每只手 3 个）。中位感知大小估计包括 1.40 个手指或手掌节段（例如，一个节段是指尖或手指下方的上手掌部分）。这通过更敏感的手动标记技术得到证实，其中中位感知大小对应于指尖节段的大约 120%。感知表现出高度的日内一致性，包括在盲手指辨别任务中的高性能 (99%)。几天内，感知的变化更大，75.8% 的试验包含受刺激电极的模态手指或手掌区域。这些结果表明，ICMS 可以在神经假体操纵物体期间传递局部指尖感觉。
导电3D打印的TI3C2TX MXENE-PEG复合构建体用于心脏组织工程
组织工程心脏斑块作为心肌梗塞（MI）具有巨大潜力。然而，为了成功地与包含斑块的细胞的天然组织和适当的功能整合，对于这些斑块来说，模仿天然细胞外基质的有序结构和人类心脏的电导性至关重要。在这项研究中，一种可以为人类诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞（ICM）提供导电和地形线索的新复合构建体是为心脏组织工程应用开发的。通过使用气溶胶喷气式喷气式飞机在聚乙二醇（PEG）水凝胶上，在细胞水平的分辨率上，通过在聚乙二醇（PEG）水凝胶上进行预设计的模式，在预设计的图案上以3D打印导电钛（Ti 3 c 2 t x）Mxene制造结构，然后与ICMS播种，并在一周内培养一周的cytoxoxitigity。这项工作中提出的结果说明了3D打印Ti 3 C 2 t X MXENE在对齐ICM上的重要作用，而MYH7，SERCA2和TNNT2表达式显着增加，并且具有改善的同步节拍，并进行了传导速度。这项研究表明，3D印刷Ti 3 C 2 t X MXENE可能可用于创建与MI治疗的生理相关的心脏斑块。
正常上皮细胞的高度自信允许鉴定大肠癌微环境中新型的茎状细胞态
图1基于转录组信息的癌细胞调用。（a）样品的解剖位置和突变模式。c，cecum; a，上升的结肠； D，下结肠； S，Sigmoid; R，直肠。突变（在括号中）A：APC，B：BRAF，C：CTNNB1，K：KRAS，P：TP53。（b）所有73,294个细胞的UMAP，由三种主要细胞类型室染色：上皮（蓝色），免疫（橙色）和基质细胞（绿色）。（c，d，f）仅上皮细胞的umaps。（c）颜色代码按样本原点和微卫星状态。癌症样本（MSI），红色；癌症样本（MSS），黄色；正常样本，灰色。（d）ICMS分配的癌症样品颜色代码； ICMS2（黄色），ICMS3（粉红色）或正常（蓝色），正常样品（未评分，灰色）。（f）癌症样品细胞的颜色代码。拷贝数状态异常（CNA; Orange），正常（CNN; Blue）或不适用（Na; Purple）当样本中的克隆不可分割时，样品（未得分，灰色）。（e，g）分别通过癌症样本分别汇总了ICMS和地震信息。（H）量化ICMS和UnderCNV之间的一致性呼吁，作为一个不适的情节，由患者进行了颜色编码，如所示。