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微电极阵列技术在检测脊髓电信号中的应用

      Prasad A, et al将微电极阵列植入大鼠C5-6水平的脊髓中,记录下了大鼠在面部清洁行为(包括前肢的重复动作)时间段的电信号,并探讨了有意识的运动信号和肘部活动之间的关系。结果表明,从颈髓提取运动信号并用于肘部运动功能的重建是可行的。Arle JE, et al进一步证明微电极阵列技术可以用于脊髓的研究,并认为该技术不但能帮助人们深入认识理解脊髓的结构和功能,还可以作为数种脊髓损伤的治疗方法。 
      Gad PN, et al将聚酰亚胺基质的微电极阵列植于无损伤成年大鼠的脊髓硬膜外区域,观察到了脊髓诱发电位的潜伏期和电位幅度的变化。 
      2004年便已有学者将微电极阵列技术应用于横断性脊髓损伤治疗的研究。Saigal R, et al将4只成年雄性猫造成T10,T11或T12横断性损伤,2-4星期后将连接30根金属微细丝的单电极插入去脑化猫的腰髓两侧3 cm范围,并给予40-50 Hz、200 μs、(32±19) μA的双相脉冲刺激。通过监测动力学、运动学和肌电指标,发现该技术对脊损伤后的功能恢复有确切疗效。 
      有美国学者开发出两种以微电极阵列为主要结构的神经假体,一种包含9个相对独立的金属铱微电极,一种是硅基质微电极阵列。将这两种神经假体分别植入猫慢性脊髓损伤模型的骶髓(该模型表现有诱发的膀胱功能障碍),然后给予强度100 μA、持续400 μs,频率20 Hz的脉冲刺激。发现两种类型神经假体虽然可以引起大于40 mmHg的膀胱内压升高或者尿道括约肌的松弛,但这种对膀胱功能的恢复作用并非持久有效。 
      沈卫星等将含10根微电极的微电极阵列植入家兔脊髓,电极插入深度为1.0-1.5 mm,电信号经128 道神经信号处理系统(Cerebus system)采集记录,在其中9个通道成功记录到了幅值为(250±25)μV, 波长为(1.1±0.1)ms的多种独立的双向放电波形。这一结果在大鼠实验中得到了进一步证实。另外,他们还将微电极插入SD大鼠脊髓T8段,插入深度680-800 μm,经Cerebus 神经信号采集处理系统,采集到波宽为0.6-1.3 ms,波幅为-230-130 μV的电信号。
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