糖尿病腦研究的電生理學(xué)突破

日本豐橋工業(yè)大學(xué)、國(guó)立工業(yè)大學(xué)、茨城市大學(xué)和TechnoPro R&D公司的下一代半導(dǎo)體和傳感科學(xué)研究所(IRES2)的研究小組成功地展示了用于糖尿病小鼠腦組織的低侵入性神經(jīng)記錄技術(shù)。這是使用直徑為4微米的小針電極實(shí)現(xiàn)的。由于各種并發(fā)癥，包括腦血管疾病的發(fā)展，記錄糖尿病腦組織內(nèi)的神經(jīng)元活動(dòng)尤其具有挑戰(zhàn)性。由于與傳統(tǒng)技術(shù)相比，微型化針電極具有顯著的優(yōu)勢(shì)，針電極可以最大限度地減少組織損傷，并可以穩(wěn)定記錄整整一個(gè)月。

眾所周知，糖尿病會(huì)導(dǎo)致各種并發(fā)癥，包括腦血管疾病的發(fā)展，腦血管疾病與阿爾茨海默病密切相關(guān)，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致神經(jīng)元減少。在腦疾病的研究中，利用微電極記錄神經(jīng)元活動(dòng)進(jìn)行定量分析具有很大的潛力。然而，由于電極穿透相關(guān)的并發(fā)癥，糖尿病大腦的記錄預(yù)計(jì)比正常大腦更具挑戰(zhàn)性。研究小組通過(guò)開發(fā)一種低侵入性記錄技術(shù)成功地解決了這一挑戰(zhàn)。

“我們面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)一種技術(shù)來(lái)記錄糖尿病小鼠模型的神經(jīng)元活動(dòng)。我們通過(guò)使用尖端直徑為4微米的微電極演示神經(jīng)記錄技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。我們的技術(shù)成功地記錄了糖尿病小鼠的神經(jīng)元活動(dòng)，同時(shí)最小化了組織反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，我們的電極可以應(yīng)用于各種受損的腦組織，不僅是糖尿病，還有其他疾病，”該文章的第一作者，碩士生Rioki Sanda和博士Koji Yamashita解釋說(shuō)。

研究小組的負(fù)責(zé)人Takeshi Kawano教授解釋了他們項(xiàng)目背后的動(dòng)機(jī):“糖尿病是一種復(fù)雜的疾病，已知會(huì)導(dǎo)致各種并發(fā)癥，尤其是血管疾病。這些疾病可導(dǎo)致四肢壞疽，最終需要截肢。腦機(jī)接口(BMI)技術(shù)在幫助失去肢體的病人方面有著巨大的希望，使他們能夠通過(guò)大腦信號(hào)控制假肢。然而，將傳統(tǒng)電極插入糖尿病患者的腦組織會(huì)造成損傷，這使得BMI技術(shù)在這些患者中的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)大大高于其他患者。認(rèn)識(shí)到這一關(guān)鍵需求，我們啟動(dòng)了一個(gè)項(xiàng)目，專門為患有糖尿病相關(guān)血管疾病的患者開發(fā)一種低侵入性記錄技術(shù)?！?/p>

未來(lái)的前景

研究小組相信，他們的記錄技術(shù)已經(jīng)在糖尿病小鼠身上得到了成功的證明，具有更廣泛應(yīng)用的巨大潛力。他們?cè)O(shè)想將其用于使用患有各種疾病的不同模型小鼠進(jìn)行藥物發(fā)現(xiàn)研究。此外，該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是將該技術(shù)擴(kuò)展到其他動(dòng)物模型，包括大鼠和猴子，以加速下一代BMI的開發(fā)，使其具有更高的功效和更廣泛的適用性。

來(lái)源：Biosensors and Bioelectronics

正丁醇（也被稱為1-丁醇，化學(xué)式：C4H10O）是一種有機(jī)化合物，屬于醇類化合物。以下是正丁醇的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 溶解性：正丁醇是一種具有一定溶解性的無(wú)色液體。它可以在水、乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑中溶解。

2. 弱酸性：正丁醇具有弱酸性，可以和堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽。

3. 氧化性：正丁醇可以被氧化劑氧化為丁酸。

4. 反應(yīng)性：正丁醇是一個(gè)親核試劑，在很多有機(jī)合成反應(yīng)中起到重要作用。它可以發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 酸堿中和反應(yīng)：與堿反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽和水。

   - 脫水反應(yīng)：可以和濃硫酸等發(fā)生脫水反應(yīng)，生成烯烴。

   - 氧化反應(yīng)：能夠被氧化劑氧化為相應(yīng)的醛和酸。

5. 氫鍵：正丁醇分子中含有羥基，因此能夠在適當(dāng)條件下形成氫鍵。

需要注意的是，正丁醇是易燃液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。