NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Parkinson hastalığının tedavisinde derin beyin stimülasyonu gibi terapötik amaçlar için sinir sisteminin elektriksel uyarılması on yıllardır kullanılmaktadır. Son zamanlarda, artan dikkat, somatosensasyon ve bellek kadar çeşitli işlevleri geri yüklemek için mikrostimülasyon kullanmaya odaklanmıştır. Bununla birlikte, mikrostimülasyonun sinir substratını nasıl değiştirdiği hala tam olarak anlaşılamamıştır. Mikrostimülasyon, doğal sinir süreçleriyle rekabet edebilecek veya tamamlayabilecek kortikal değişikliklere neden olabilir ve bölgeyi işlevsiz hale getiren nöroplastik değişikliklere neden olabilir. Nöroprostetik cihazlar üretme ve mikrostimülasyonun korteks üzerindeki etkilerini daha fazla inceleme çabalarımızın bir parçası olarak, birincil somatosensör korteksin el bölgesindeki mikroelektrot dizilerinden uyarıldık ve kaydedildik (alan 1). Basit bir nöroprostetik mikrostimülasyon protokolü uyguladık. Bir referans nöronun kaydedilmiş spiring aktivitesine rastgele darbeler veya darbeler kullanarak, 1 alan dizisindeki bir çift elektrota. Bu kurulum, altı kortikal katman ve iki talamik çekirdek arasında dağıtılan 1980 spiring nöronlarından oluşan talamokortikal sistemin bir bilgisayar modeli kullanılarak çoğaltıldı. Deneysel olarak, ani tetiklenen mikrostimülasyonun kortikal plastisiteyi tetiklediğini bulduk, artan birim eş karşılıklı bilgi ile gösterildiği gibi, rastgele mikrostimülasyon yapmadı. Buna ek olarak, ani tetiklenen mikrostimülasyonun ardından dokunmaya karşı artan bir tepki, azalan sinirsel değişkenlik ile birlikte vardı. Bilgisayar modeli, deneysel bulguların hem nitel hem de nicel yönlerini başarıyla yeniden üretti. Bu çalışmanın fizyolojik bulguları, somatosensör bilgi akışını artırmak için basit mikrostimülasyon protokollerinin bile kullanılabileceğini göstermektedir.
Özgün kaynak özetini okuyun
Electrical stimulation of the nervous system for therapeutic purposes, such as deep brain stimulation in the treatment of Parkinson's disease, has been used for decades. Recently, increased attention has focused on using microstimulation to restore functions as diverse as somatosensation and memory. However, how microstimulation changes the neural substrate is still not fully understood. Microstimulation may cause cortical changes that could either compete with or complement natural neural processes, and could result in neuroplastic changes rendering the region dysfunctional or even epileptic. As part of our efforts to produce neuroprosthetic devices and to further study the effects of microstimulation on the cortex, we stimulated and recorded from microelectrode arrays in the hand area of the primary somatosensory cortex (area 1) in two awake macaque monkeys. We applied a simple neuroprosthetic microstimulation protocol to a pair of electrodes in the area 1 array, using either random pulses or pulses time-locked to the recorded spiking activity of a reference neuron. This setup was replicated using a computer model of the thalamocortical system, which consisted of 1980 spiking neurons distributed among six cortical layers and two thalamic nuclei. Experimentally, we found that spike-triggered microstimulation induced cortical plasticity, as shown by increased unit-pair mutual information, while random microstimulation did not. In addition, there was an increased response to touch following spike-triggered microstimulation, along with decreased neural variability. The computer model successfully reproduced both qualitative and quantitative aspects of the experimental findings. The physiological findings of this study suggest that even simple microstimulation protocols can be used to increase somatosensory information flow.
Bilimsel değerlendirme
Araştırma sorusu
Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.
Yöntem ve örneklem
Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.
Temel bulgular
Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.
Sınırlılıklar
Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.
Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.