保留所有权利。未经许可不得重复使用。 (未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 medRxiv 永久展示预印本的许可。此预印本的版权所有者此版本于 2022 年 3 月 28 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.12.28.21268447 doi:medRxiv 预印本
标题:皮层内微刺激脉冲波形和频率招募皮层神经元和神经纤维网激活的不同时空模式。作者:Kevin C. Stieger 1,2、James R. Eles 1、Kip A. Ludwig 3-5、Takashi DY Kozai 1,2,6-8 附属机构:1. 匹兹堡大学生物工程系,宾夕法尼亚州匹兹堡 2. 匹兹堡大学认知神经基础中心,卡内基梅隆大学,宾夕法尼亚州匹兹堡 3. 威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程系,威斯康星州麦迪逊 4. 威斯康星大学麦迪逊分校神经外科系,威斯康星州麦迪逊 5. 威斯康星转化神经工程研究所 (WITNe),美国威斯康星州麦迪逊 6. 匹兹堡大学神经科学中心,宾夕法尼亚州匹兹堡 7. 匹兹堡大学麦高恩再生医学研究所,宾夕法尼亚州匹兹堡 8. 匹兹堡大学脑神经技术中心宾夕法尼亚州匹兹堡研究所
保留所有权利。未经许可不得重复使用。预印本(未经同行评审认证)是作者/资助者,他已授予 medRxiv 永久展示预印本的许可。此版本的版权所有者于 2021 年 12 月 31 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.12.28.21268447 doi:medRxiv 预印本
1 杜克大学生物医学工程系,北卡罗来纳州达勒姆 2 杜克大学电气与计算机工程系,北卡罗来纳州达勒姆 3 杜克大学神经生物学系,北卡罗来纳州达勒姆 4 杜克大学神经外科系,北卡罗来纳州达勒姆 5 西北大学生理学系,伊利诺伊州芝加哥 6 西北大学生物医学工程系,伊利诺伊州芝加哥 7 西北大学物理医学与康复系,伊利诺伊州芝加哥 8 芝加哥大学生物生物学与解剖学系,伊利诺伊州芝加哥 9 芝加哥大学计算神经科学委员会,伊利诺伊州芝加哥 10 芝加哥大学神经科学研究所,伊利诺伊州芝加哥 * 通讯作者:Warren M. Grill,博士,杜克大学生物医学工程系 Rm。 1427, Fitzpatrick CIEMAS 101 Science Drive, Campus Box 90281 Durham, NC, 27708, 美国 warren.grill@duke.edu 919 660-5276 电话 919 684-4488 传真
前言................................................................................................................................................ xvii
大型 SARS-CoV-2 刺突 (S) 蛋白是当前 COVID-19 候选疫苗的主要靶标,但可诱导非中和抗体,这可能导致疫苗引起的并发症或 COVID-19 疾病的加重。此外,在具有复制能力的病毒载体疫苗中编码功能性 S 可能会导致出现具有改变或扩大的趋向性的病毒。在这里,我们开发了一个安全的单轮弹状病毒复制子疫苗平台,用于增强 S 受体结合域 (RBD) 的呈递。采用结构引导设计来构建嵌合微刺突,该微刺突包含与源自狂犬病毒 (RABV) 糖蛋白 (G) 的跨膜茎锚序列相连的球状 RBD。编码微刺突蛋白的水泡性口炎病毒 (VSV) 和 RABV 复制子不仅允许抗原在细胞表面表达,还可以将其整合到分泌的非感染性颗粒的包膜中,从而将经典的载体驱动抗原表达和颗粒状病毒样颗粒 (VLP) 呈递结合在一起。单剂量原型复制子疫苗 VSVΔG-minispike-eGFP (G) 刺激小鼠产生高滴度的 SARS-CoV-2 中和抗体,相当于 COVID-19 患者体内的抗体滴度。使用相同复制子进行加强免疫可进一步增强中和活性。这些结果表明,弹状病毒微刺突蛋白复制子是使用具有复制能力的病毒和/或整个 S 抗原的疫苗接种方法的有效且安全的替代方案。
体感皮层中的微刺激可以唤起人工触觉感知,并且可以整合到双向脑机接口 (BCI) 中,以在受伤或患病后恢复功能。然而,人们对刺激参数本身如何影响感知知之甚少。在这里,我们通过植入患有颈脊髓损伤的人类参与者的体感皮层中的微电极阵列进行刺激,并改变刺激幅度、持续时间和频率。增加幅度和持续时间会增加所有测试电极上的感知强度。令人惊讶的是,我们发现增加频率会在某些电极上引起更强烈的感知,但在大多数电极上引起的感知强度会降低。电极分为三组,它们会唤起不同的感知品质,这些品质取决于刺激频率并在皮层中进行空间组织。这些结果有助于我们不断加深对体感皮层结构和功能的理解,并将促进双向 BCI 刺激策略的原则性发展。
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。