基于微电极阵列系统的超声诱导神经调控

从一个微电极阵列（MEA）系统开始，该系统包含一个覆盖有聚四氟乙烯膜的多孔MEA板，其上方放置一个聚焦超声换能器。

其中一个MEA孔中含有培养基，内含人iPSC来源的神经元，这些神经元生长在嵌入式微电极之上并相互传递信号 通过 电信号

设置换能器以发射超声波。

在石蜡膜上涂抹脱气的耦合凝胶，并将换能器缓慢下放，使其与凝胶接触且无气泡，以实现高效的超声波传导。

接下来，MEA系统记录来自神经元的电信号 通过 使用微电极获取神经元活动的基线数据。

使用换能器施加连续的高频超声波，超声波穿过耦合凝胶和帕拉膜，到达神经元。

超声波激发神经元并调节其电活动。重新记录此电信号。

与治疗前相比，超声处理后神经元活动增加，证实了神经调控的成功。

首先，吸取培养基，填充至含有嵌入式微电极阵列（MEA）的24孔神经元培养板中的单个孔内。随后，准备300毫升脱气去离子水，小心地将其注入聚焦超声（FUS）换能器锥形部分。使用定制的螺纹杆，将3D打印的支架固定在支架架上。调整支架架位置，使FUS换能器头部位于待刺激孔的正上方。用橡皮筋将Parafilm封膜固定在24孔MEA板的孔上，该孔内含有培养基和人诱导多能干细胞（hIPSCs）。

在换能器功率输出（TPO）控制面板上设置FUS参数。各参数的数值会在屏幕上显示。接着，在覆有石蜡膜的孔板上方涂抹耦合凝胶，并将FUS换能器缓慢浸入耦合凝胶中，确保与凝胶充分接触且气泡最少。通过按下TPO右下角的按钮启动FUS超声处理，每次超声处理之间至少等待五分钟，以使神经元恢复至基础状态。

如果连接正确，聚焦超声（FUS）系统产生的触发脉冲将自动使FUS刺激序列与MEA记录对齐。通过结合传输数据读取FUS超声时间，并根据与FUS相关的放电率变化来分析信号。