抽象的电生理记录是检查认知和行为的神经元底物的强大技术。神经蛋白探针提供了独特的能力,可以在许多具有高时空分辨率的大脑区域捕获神经元活动。神经质子也很昂贵且针对急性,固定的使用,这两者都限制了可以研究的行为和操纵的类型。最近的进步通过显示了慢性植入物,植物和神经质子探针的再利用来解决成本问题,但是这些方法尚未优化用于自由移动行为。有特定的需要改善电缆/连接稳定性。在这里,我们扩展了这项工作,以演示在完全自由移动的操作行为期间,在大鼠模型中演示慢性神经偶像记录,外观和重复使用。类似于先前的方法,我们将探针和媒体置于3D打印的外壳中,该外壳避免了将探针直接固定到头骨上的直接固定,从而实现了最终的外植体。我们展示了创新,以允许对环境因素的保护和更稳定的布线设置进行慢性逆流联系,以减少可能中断记录的张力。我们以执行两种不同行为任务的大鼠的方式来统治这种方法,在每种情况下显示:(1)在操作室中自由移动大鼠中的慢性单或双探针记录,(2)神经偶像可重复使用1.0探针1.0探针在回收后持续良好的单单单位产量持续良好的单一单位产量持续良好。因此,我们证明了在更广泛的物种和制剂范围内的神经偶像记录的潜力。
1 ,瓦拉拉克大学,塔萨拉区222,塔萨拉区,泰国,泰国,泰国80160,泰国2个微系统化学分析(MINOS)纳米技术(MINOS) mubdiulislam.rizu@urv.cat 3科学技术学院的创意创新,科学技术学院,Nakhon Si Thammarat Rajabhat University,Nakhon Si Thammarat 80280,泰国; fahmida_tina@nstru.ac.th 4 4机械和电气工程学院,吉林电子技术大学,吉林541004,中国; zhaoling_huang@guet.edu.cn 5电气和计算机工程学院,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿; anindya.nag@tu-dresden.de 6触觉互联网中心与人类融合(CETI),TechnischeUniversitätDresden,01069德累斯顿,德国7号,德国7号民用和机械工程学院,珀斯,珀斯,珀斯,华盛顿州6102,澳大利亚,澳大利亚,珀斯; nasrin.afsarimanesh@curtin.edu.au *通信:mdeshrat.al@mail.wu.ac.th或fealahi@gmail.com,瓦拉拉克大学,塔萨拉区222,塔萨拉区,泰国,泰国,泰国80160,泰国2个微系统化学分析(MINOS)纳米技术(MINOS) mubdiulislam.rizu@urv.cat 3科学技术学院的创意创新,科学技术学院,Nakhon Si Thammarat Rajabhat University,Nakhon Si Thammarat 80280,泰国; fahmida_tina@nstru.ac.th 4 4机械和电气工程学院,吉林电子技术大学,吉林541004,中国; zhaoling_huang@guet.edu.cn 5电气和计算机工程学院,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿; anindya.nag@tu-dresden.de 6触觉互联网中心与人类融合(CETI),TechnischeUniversitätDresden,01069德累斯顿,德国7号,德国7号民用和机械工程学院,珀斯,珀斯,珀斯,华盛顿州6102,澳大利亚,澳大利亚,珀斯; nasrin.afsarimanesh@curtin.edu.au *通信:mdeshrat.al@mail.wu.ac.th或fealahi@gmail.com,瓦拉拉克大学,塔萨拉区222,塔萨拉区,泰国,泰国,泰国80160,泰国2个微系统化学分析(MINOS)纳米技术(MINOS) mubdiulislam.rizu@urv.cat 3科学技术学院的创意创新,科学技术学院,Nakhon Si Thammarat Rajabhat University,Nakhon Si Thammarat 80280,泰国; fahmida_tina@nstru.ac.th 4 4机械和电气工程学院,吉林电子技术大学,吉林541004,中国; zhaoling_huang@guet.edu.cn 5电气和计算机工程学院,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿; anindya.nag@tu-dresden.de 6触觉互联网中心与人类融合(CETI),TechnischeUniversitätDresden,01069德累斯顿,德国7号,德国7号民用和机械工程学院,珀斯,珀斯,珀斯,华盛顿州6102,澳大利亚,澳大利亚,珀斯; nasrin.afsarimanesh@curtin.edu.au *通信:mdeshrat.al@mail.wu.ac.th或fealahi@gmail.com,瓦拉拉克大学,塔萨拉区222,塔萨拉区,泰国,泰国,泰国80160,泰国2个微系统化学分析(MINOS)纳米技术(MINOS) mubdiulislam.rizu@urv.cat 3科学技术学院的创意创新,科学技术学院,Nakhon Si Thammarat Rajabhat University,Nakhon Si Thammarat 80280,泰国; fahmida_tina@nstru.ac.th 4 4机械和电气工程学院,吉林电子技术大学,吉林541004,中国; zhaoling_huang@guet.edu.cn 5电气和计算机工程学院,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿,德累斯顿; anindya.nag@tu-dresden.de 6触觉互联网中心与人类融合(CETI),TechnischeUniversitätDresden,01069德累斯顿,德国7号,德国7号民用和机械工程学院,珀斯,珀斯,珀斯,华盛顿州6102,澳大利亚,澳大利亚,珀斯; nasrin.afsarimanesh@curtin.edu.au *通信:mdeshrat.al@mail.wu.ac.th或fealahi@gmail.com
摘要:神经生物学研究的当前趋势着重于分析大脑结构内的复杂相互作用。要进行相关的实验,通常必须使用具有未受阻迁移率的动物并利用能够无线传输数据的电生理设备。在先前的研究中,我们引入了一个开源无线电生理系统,以克服这些挑战。尽管如此,该原型表现出多种局限性,例如无线模块的重量,冗余系统组件,采样率降低,电池寿命有限。在这项研究中,我们推出了开源无线电生理系统的增强版本,该系统是针对啮齿动物大脑中神经活动的体内监测而定制的。该新系统已在体内神经活动的实时记录中成功测试。因此,我们的开发为研究人员提供了一种研究复杂大脑功能的成本效益且利用的工具。
背景在欧洲,许多基于人群的癌症登记处正在定期或为某些特定项目收集与癌症分期和治疗相关的数据。登记处可以定期收集临床数据,例如在登记新癌症时通过主动登记的方法和/或将发病病例与外部信息源(如医院出院和门诊记录、健康保险报销数据或药物处方 1 )相链接。尽管对诊断时癌症分期的收集已经明确定义,但收集治疗数据的原则引发了质疑,并且在欧洲层面并未标准化。这些数据可用于: • 监测治疗模式; • 评估是否符合临床指南; • 在人群层面评估新疗法 为了使用治疗数据,必须确保它们在欧洲层面的可比性。这就需要协调欧洲基于人群的癌症登记处的变量。分析此类数据的能力对于每个国家/地区以及欧盟委员会降低癌症死亡率和改善患者预后的举措都特别重要。癌症诊断、诊断分期和治疗是欧洲委员会抗癌计划的一些关键支柱,该计划旨在提供更好的综合癌症治疗,并评估优质治疗和药物的可及性 2 。在此背景下,欧洲癌症登记处网络 (ENCR) 指导委员会和欧盟委员会联合研究中心 (JRC) 于 2021 年 6 月成立了治疗数据协调工作组,以建议收集治疗数据并反思欧洲基于人群的癌症登记处治疗变量协调指南。
认知神经影像学实验中的抽象统计能力通常非常低。较低的样本量可以减少检测实际效果(假否定性)的可能性,并增加了通过机会检测不存在的效果的风险(误报)。在这里,我们记录了我们利用一种相对未开发的方法来收集大型样本量以进行简单脑电图(EEG)研究的经验:通过在公众参与和推广活动期间记录社区中的EEG。我们在6天内收集了346名参与者(189名女性,年龄范围6-76岁),总计29小时,在当地科学节上。alpha活性(6-15 Hz)是从30秒的信号过滤的,这些信号是从位于枕形中线(OZ)和INION(IZ)之间的单个电极记录的,而参与者闭着眼睛。总共获得了289个优质数据集。使用这种基于社区的方法,我们能够复制受控的,基于实验室的发现:在儿童时期,单个α频率(IAF)增加,达到28.1岁时的峰值频率为10.28 Hz,并在中年和老年再次放慢速度。总α功率线性降低,但是在整个寿命中,经过周期调整的α功率没有变化。Aperiodic斜率和截距最高。这些脑电图指数与自我报告的疲劳之间没有相关性,该疲劳是由多维疲劳清单衡量的。最后,我们为希望在公众参与和外展环境中收集脑电图数据的研究人员提供了一系列重要的考虑因素。
脑冲程是一个灾难性事件,可能会损害人体的各种器官,包括视觉系统。视觉的电生理学是一种诊断技术,用于评估视觉系统的不同病理状况,主要是视觉途径和视网膜。电视图(ERG),电视学(EOG)和视觉诱发电位(VEP)在该领域通常使用电生理技术。Abdolalizadeh等。(2022)进行了一项研究,以研究使用ERG对毒药对患者的潜在影响。该研究包括20名参与者,由十名男性和十名女性组成,年龄在15至30岁之间。这些发现揭示了这些患者的视网膜变化,这些变化是通过测量ERG的振幅(特别是B波峰)诊断的[1]。同一研究小组还检查了使用EOG接受抗癫痫药物治疗的患者的视网膜色素上皮(RPE)。他们使用了同一组患者并观察到病理变化
摘要:神经电极是神经科学、神经疾病和神经机接口研究的核心设备,是连接大脑神经系统和电子设备的桥梁。目前使用的大多数神经电极都是基于刚性材料,其柔韧性和拉伸性能与生物神经组织有显著不同。本研究采用微加工技术开发了一种基于液态金属 (LM) 的 20 通道神经电极阵列,该阵列采用铂金属 (Pt) 封装材料。体外实验表明,该电极具有稳定的电性能和优异的机械性能,如柔韧性和弯曲性,使电极与颅骨形成保形接触。体内实验还使用基于 LM 的电极从低流量或深度麻醉下的大鼠记录了脑电信号,包括由声音刺激触发的听觉诱发电位。使用源定位技术分析了听觉激活的皮层区域。这些结果表明,基于 20 通道 LM 的神经电极阵列满足脑信号采集的需求,并提供支持源定位分析的高质量脑电图 (EEG) 信号。
摘要:可穿戴脑电图 (EEG) 有可能通过脑机接口 (BCI) 改善日常生活,例如改善睡眠、自适应助听器或基于思维的数字设备控制。为了使这些创新更适合日常使用,研究人员正在寻找小型化、隐蔽的 EEG 系统,该系统仍能精确收集神经活动。例如,研究人员正在使用可附在耳朵周围的柔性 EEG 电极阵列 (cEEGrids) 来研究日常生活中的神经激活。然而,这种隐蔽 EEG 方法的使用受到测量挑战的限制,例如信号幅度减小和记录系统成本高。在本文中,我们将低成本开源放大系统 OpenBCI Cyton+Daisy 板与基准放大器 MBrainTrain Smarting Mobi 的性能进行比较。我们的结果表明,OpenBCI 系统是隐蔽 EEG 研究的可行替代方案,具有高度相似的噪声性能,但时间精度略低。对于预算较少的研究人员来说,该系统是一个很好的选择,因此可以为推进隐匿性脑电图研究做出重大贡献。
基于皮层脑电图 (ECoG) 的双向脑机接口 (BD-BCI) 引起了越来越多的关注,因为:(1) 需要同时进行刺激和记录以恢复人类的感觉运动功能 [1] 和 (2) 良好的空间分辨率和信号保真度以及临床实用性。在刺激方面,这种 BD-BCI 可能需要 >10mA 的双相电流来引发人工感觉,以及 >20V 的电压顺应性以适应各种生物阻抗 [1]。两个刺激相之间的电荷不匹配会导致电压积累,从而造成电极腐蚀和组织损伤。现有的电荷平衡 (CB) 技术,例如电荷包注入 (CPI) [2] 和基于时间的电荷平衡 (TCB) [1],会在脉冲间隔内产生 CB 电流,导致不必要的二次感觉和过度的刺激伪影 (SA)。对于记录,低输入参考噪声 (IRN) 是获取小神经信号 (NS) 所必需的,而大动态范围 (DR) 则是容纳大 SA 所必需的。现有的记录系统采用 SAR [1] 或连续时间 delta-sigma (CT-ΔΣ) [3] ADC(图 4)。前者由于 DAC 不匹配而具有有限的 DR,而后者则受到环路延迟内大幅度尖锐 SA 引起的失真的影响。尽管在 [4] 中,ΔΣ-ADC 的采样频率会自适应地变化以适应 SA,但所需的稳定时间很长。为了解决上述问题,本文提出了一种基于 ECoG 的 BD-BCI,其中包括:(1) 具有双模基于时间的电荷平衡 (DTCB) 的高压 (HV) 刺激系统和 (2) 高动态范围 (HDR) 时域流水线神经采集 (TPNA) 系统。图 1 描绘了所提出的 BD-BCI。刺激系统包括 4 个刺激器,每个刺激器包括一个 8 位分段电流控制 DAC 和一个 HV 输出驱动器,用于生成刺激脉冲。为了执行 CB,每个刺激器都采用具有 2 种模式的 DTCB 环路,即无伪影 (AL) TCB 和脉冲间有界 (IB) TCB 模式。3 阶 II 型 PLL 为基于时间的量化创建所需的时钟。记录系统有 4 个通道,每个通道都采用低增益模拟前端 (LG-AFE)、HDR 电压时间转换器 (VTC)、两步流水线 (TSP) TDC 和一个数字核心,其中操作模式由状态机控制。受 [1] 的启发,所提出的 DTCB 的工作原理如图 2 所示。AL-TCB 监测电极电压 V ESn -V CM (1≤n≤N;此处,N=4)并调整后续刺激脉冲的幅度而不产生额外的 SA,而当 |V ESn -V CM | 过大而需要立即去除电荷时,IB-TCB 在下一个刺激脉冲之前完成 CB。在第一个 T CC 开始时,如果 |V ESn - V CM |≤V TH,AL (V TH,AL 是标志着需要立即去除电荷的过电位阈值),则 AL-TCB 导通,并且 V ESn - V CM 在第一个 T CC 周期内由 VTC 和 TDC 数字化。然后将数字数据 D TDCn 馈送到通道间干扰消除 (ICIC) 模块,该模块可补偿由于多极刺激导致的通道间干扰 (ICI) 引入的电压误差。接下来,数字直流增益增强器 (DDGB) 有助于提高 CB 精度,而不会降低 AL-TCB 环路稳定性。为了执行 CB,AL-TCB 的电流(例如,I AL-Cn )(其大小由 DDGB 输出 D ALn 控制)被添加到后续刺激电流中以调整其大小。相反,仅当 |V ESn -V CM |>V TH,AL 时,IB-TCB 才会开启并在一个 T IP 内的几个 T CC 中执行 CB,直到 |V ESn - V CM |
PI 层围绕牺牲层(图 1H 中用红色箭头标记)。由于第二层 PI 被涂覆以填充这些孔,因此第一层和第二层 PI 层之间的界面实际上具有比平面界面更大的表面积,因此在第一层 PI 层和第二层 PI 层之间建立了更好的粘附性。孔阵列提供的更高机械稳定性可防止探针到达此界面时刺穿尖端。探针的尖端为 10