软液态金属界面在神经系统中对时间干扰刺激监测的神经动力学机制

《Nature Communications》：Neural dynamics of temporal interference stimulation monitoring by soft liquid metal interfaces across neural systems

　　

摘要

神经调节技术被广泛用于增强神经活动并修复受损的神经回路，但现有方法存在侵入性强、作用深度有限或空间分辨率低等问题。时间干扰刺激作为一种非侵入性技术，通过高频电场的干扰来调节大脑深部区域，从而实现空间选择性调控。尽管具有巨大潜力，其生理效应至今仍未被充分研究。在此，我们设计了一种基于液态金属的定制化神经接口，用于记录从脑类器官到小鼠大脑等多种神经组织对时间干扰刺激的电生理反应。该接口的柔软特性降低了侵入性，同时确保能够稳定地接入大脑深部区域。电生理分析结果显示，时间干扰刺激会影响神经发育和功能连接动态。此外，我们还研究了潜在的神经动态，通过展示群体层面的神经活动，比较了不同复杂度和成熟度模型中的反应差异。通过将柔性神经接口与多尺度分析相结合，本研究揭示了神经调节如何影响神经动态，并为未来治疗策略的开发提供了依据。