摘要： 目的：神经可塑性一直是脑科学的研究热点,成年期可塑性的改变更是其中的难题,以往有研究表明微电流刺激能在短时间内改变神经元的特性,但这种改变是无序且短暂的。本课题旨在通过电刺激与视觉刺激匹配的方式,实现对神经元反应特性的精准调控、长期改变成年期动物的神经可塑性。此外,本课题研发了能在自由活动的中大型动物脑内稳定记录单神经元的新型神经电极,以微创的手段进行干预,为临床中神经疾病的治疗提供新的思路。
方法：本课题使用小鼠和猫作为实验动物,在实验中,给予动物特定的视觉刺激,与此同时,运用微电流刺激器进行视觉匹配电刺激,通过双光子成像和单细胞电生理技术检测神经元方位选择性、最优空间频率等特性的变化。在慢性实验中,我们运用新型碳纳米管纤维电极进行在体长期稳定性检测,并通过植入纤维电极,长期稳定地给予匹配刺激并记录神经元特性的改变。
结果：1.在诱导单细胞特性改变实验中,通过视觉匹配微电流刺激,实现了特异性抑制猫外膝体神经元在匹配方向的方位选择性强度与空间频率选择性强度,运用双光子成像技术在小鼠视觉皮层中验证了相同的特异性抑制效果。2.通过改变匹配刺激的频率与电流大小,可以调控抑制效应的维持时间在10分钟至一个月范围。3.在诱导成年期动物神经可塑性长期改变的实验中,运用电生理记录技术记录成年猫的视觉诱发电位,通过连续给予优势眼视觉匹配微电流刺激一周后,猫的优势眼发生逆转,并维持此状态一个月。4.碳纳米管纤维电极能够在体长期稳定记录同一神经元达十个月。
结论：1.通过控制视觉匹配刺激参数的设置实现对成年期可塑性的精准调控。2.实现成年期动物优势眼可塑性的长期改变。3.碳纳米管纤维电极进行微创深脑长期稳定单神经元记录,实现从传统实验到临床应用的突破。

关键词: 成年期可塑性, 微电流刺激, 视觉匹配刺激, 碳纳米管纤维电极