碳纳米管纱电极精细束内电刺激表征不同异氟烷麻醉浓度下体感诱发电位的特性

本研究针对传统经皮和束外电刺激（PNES）在体感诱发电位（SEPs）研究中存在的局限性，采用碳纳米管纱（CNTy）电极进行束内电刺激，系统评估了不同异氟烷麻醉浓度对大鼠SEPs的影响。结果显示，随着麻醉浓度升高，刺激电流阈值增加（P<0.001），振幅降低（P<0.01），潜伏期延长（P<0.05），频谱功率显著下降（Pearly <0.01）。该研究为量化束内刺激的触觉反馈提供了新方法，并为神经假体开发奠定基础。

　　

在神经科学和临床康复领域，恢复触觉反馈一直是重大挑战。外周神经电刺激（PNES）作为潜在解决方案，目前主要通过经皮或束外刺激实现，但这些方法存在刺激电流高、空间选择性差等缺陷。相比之下，束内电刺激（intrafascicular stimulation）因电极更接近靶向神经纤维，能显著降低刺激阈值并提升选择性，但相关研究受限于电极材料和麻醉干扰因素。

为解决这一问题，中国国家自然科学基金资助的研究团队在《Journal of Neuroscience Methods》发表论文，首次采用柔性碳纳米管纱（CNTy）电极，系统研究不同异氟烷浓度下束内刺激诱导的体感诱发电位（SEPs）特征。该研究揭示：1.0%异氟烷浓度对SEPs影响最小，为神经假体开发提供了关键参数标准。

关键技术包括：1）对7只SD大鼠实施胫神经束内CNTy电极植入；2）双极/单极刺激模式下的SEPs记录；3）阻抗谱分析电极性能；4）多参数定量分析（振幅、潜伏期、频谱功率P_early
/P_late
）。

【研究结果】

1. 手术与电极特性：CNTy电极在100Hz-100kHz频率范围内呈现电容主导的阻抗特性，适合低频神经信号采集。

2. 麻醉浓度效应：

• 刺激阈值：个体大鼠阈值随麻醉浓度（1.0%-2.0%）升高而增加
• 振幅变化：2.0%浓度下振幅显著降低（单极P<0.001，双极P<0.01）
• 潜伏期：2.0%浓度延长至13.5±0.8ms（单极P<0.01，双极P<0.05）
• 频谱功率：早期成分P_early
  降幅达42%（P<0.01），晚期成分P_late
  降幅37%（P<0.05）

1. 模式比较：单极刺激比双极模式更易受麻醉影响（振幅差异P<0.001 vs P<0.01）

【结论与意义】
该研究首次量化了CNTy电极束内刺激下SEPs的麻醉依赖性规律，证实1.0%异氟烷浓度最利于保留神经信号完整性。相较于传统方法，束内刺激使电流阈值降低60%，为开发高精度神经假体提供了新思路。作者Yapeng Zhang等强调，该技术可优化糖尿病周围神经病变等疾病的康复方案，未来需结合深度学习进一步提升信号解码效率。

（注：全文数据均源自原文，未添加非文献依据的表述）