同時(shí)進(jìn)行深部腦刺激(DBS)和功能磁共振成像(fMRI)，是闡明腦功能連接和探索DBS治療的神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制的有力工具。由于DBS電極的MRI兼容性較差，導(dǎo)致MRI掃描大面積腦區(qū)受阻，以往的DBS-fMRI研究無(wú)法提供完整的激活模式圖。在這里，我們制備的石墨烯纖維(GF)電極在9.4T時(shí)具有高電荷注入容量和近乎沒(méi)有的MRI偽影。在帕金森病大鼠的丘腦底下核(STN)上裝有GF電極的DBS-fMRI，顯示出沿基底神經(jīng)節(jié)-丘腦皮層網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健血液氧合水平依賴性反應(yīng)，其頻率依賴性，某些區(qū)域的反應(yīng)是以前無(wú)法檢測(cè)到的。此完整圖譜表明，STN-DBS可能是通過(guò)正畸和反顯信號(hào)傳播來(lái)同時(shí)調(diào)制運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)路徑。使用GF電極的DBS-fMRI具有完整、無(wú)偏差的激活模式映射能力，可以為了解各種神經(jīng)障礙的DBS治療機(jī)制提供重要的見解。
Fig. 1 GF電極表征。
Fig. 2 帶有GF雙極電極的STN–DBS可減輕6-OHDA損傷大鼠的帕金森氏運(yùn)動(dòng)障礙。
Fig. 3 MRI偽影的體內(nèi)評(píng)估。
Fig. 4 STN–DBS與GF電極在PD大鼠中誘發(fā)的BOLD激活圖。
Fig. 5 用帶GF電極的STN-DBS誘發(fā)PD大鼠選定的解剖定義的ROIs上的BOLD信號(hào)時(shí)間序列。
Fig. 6 BOLD響應(yīng)與移動(dòng)速度變化之間的相關(guān)性。
相關(guān)研究成果于2020年由北京大學(xué)Xiaojie Duan課題組，發(fā)表在Nature Communications(https://doi.org/10.1038/s41467-020-15570-9)上。原文：Full activation pattern mapping by simultaneous deep brain stimulation and fMRI with graphene ?ber electrodes。
本帖摘自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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