研究躯体刺激对大鼠脊髓背角心脏锁定神经元反应的编码特征

我的研究通过胸段脊髓稳定化多电极阵列心电图协议，解析针灸对心血管调节的脊髓神经调节作用，能够以毫秒级精度处理和分析类似背根神经节神经元（SDHN）动态的信号。

目前的实验挑战包括实现可靠的胸椎脊柱稳定，以防止神经威胁。优化神经稳定性的起始方案，以及确保毫秒级的MEA心电图同步。

[Yun Liu] 我们的方案提供了一种同时监测神经活动和心脏功能的通用方法，通过结合心电图和微电极记录，克服了钙成像时间分辨率较低的局限性。

我们的研究结果推动了进一步探究位于脊髓的心脏相关神经元是否驱动心肌梗死的进展，以及穴位特异性针刺调节是否对心肌梗死具有治疗益处。

[旁白] 首先，检查Y形套管，确认其完全干燥。使用弹簧剪在麻醉大鼠的气管上做一横向切口。将套管插入气管开口处。用三条0号不可吸收缝线固定气管套管，以防止漏气和意外脱管。接下来，将三个电极插入大鼠皮肤。将正极置于左下肢，接地电极置于右下肢，负极置于右上肢。将大鼠置于仰卧位。皮肤消毒后，行胸廓切开术以暴露胸腺。然后用玻璃解剖针的尖端在心包膜上制造一个小开口。通过切口将一末端带有多个小孔的硅胶导管插入心包腔内1至2厘米。使用BioGlue将导管固定于胸壁组织。随后，以1 Hz的刺激参数对PC6穴位进行手动针刺。将针灸针插入PC6穴位，深度约为3毫米。去除头夹附着的肌肉以及颈部长肌的直部，以暴露第二胸椎的棘突。然后移开半棘肌和棘肌，暴露T2至T6节段的椎板。使用咬骨钳切除T3椎体的棘突，以暴露T3脊髓。对于胸椎固定，使用定制的脊柱夹钳固定T2和T6关节突。用生理盐水润湿周围肌肉以维持其水合状态。现在将电极阵列连接至立体定位仪的微操作器上。通过脊髓背正中裂垂直插入T3脊髓背角。然后将参考电极插入背部肌肉。进行刺激时，将连接多孔硅胶导管的微量注射器装入缓激肽溶液。注射4 µL该溶液，诱导心脏伤害性刺激。在注射后30分钟内观察心率及T3脊髓背角神经元放电的变化。启动软件，导入记录的神经数据（.ns6格式）。将.ns6文件拖放到程序中。选择文件并点击“另存为”，然后选择.nex5格式以生成标准化的脉冲序列数据。将转换后的.nex5文件导入分类软件。执行相关代码以滤波和分类信号。然后根据波形特征和主成分分析（PCA）对脉冲波形进行分类，阈值参数设定为基线噪声上下三个标准差。通过启动MATLAB分析与心脏节律锁定的脊髓背角神经元。定义实验参数，点击运行执行。来自19通道的神经元显示出密集的节律性脉冲序列，在PCA图上呈现对称的相关模式和紧密聚集的波形群。来自11通道的神经元分为三种不同的放电模式，每种具有独特的自相关特征和PCA波形簇。17C和21A通道上与心脏节律锁定的神经元在基线状态下随ECG的P波节律性放电，但缓激肽干扰了该模式，并在P波与Q波之间引入新的脉冲簇。MAPC6恢复了与P波锁定的放电模式，尽管这种节律性在MAPC6之后再次下降。缓激肽显著增加了兴奋性神经元的比例，而MAPC6减弱了这一反应。相反，缓激肽使抑制性神经元比例下降，但在MAPC6后得以恢复。21a通道神经元在基线状态下与ECG的P波同步放电，缓激肽作用后其放电聚集于P波与Q波之间，MAPC6后重新锁定至P波。