窃听大脑内的pH值

日本东北大学(Tohoku University)的研究人员开发出了首个一体化微型pH值探针，用于实时研究大脑深层结构中内在的细胞外pH动态。

在大脑中，数十亿神经元和胶质细胞形成复杂和有效的网络，通过微妙地互相沟通化学信号管理我们的行为输出。

脑化学是其中最基本的语言脑细胞。在我们的健康大脑中，化学保持相对中性，必须不断调节酸性碱性波动;否则它可以导致精神疾病，胶质瘤和癫痫发作等慢性脑病。因此，在脑的pH波动波动中与脑信号传导的波动相关，可以更清楚地了解pH值对我们的大脑如何运作的影响以及如何在患病状态下发生故障。

然而，尽管近期大脑和化学监测技术的电气记录技术进展，但限制仍然在测量化学信号传导，尤其是生物体的pH，即在体内。

研究团队通过开发融合了两种不同技术的混合设备解决了这些限制:一种是无缝集成了光电功能的细纤维束，以及根据光确定测量位置的化学传感器。该组合允许在体内空间分辨检测大脑内部的内在化学信号，特别是更深的区域，具有高的空间、时间和化学分辨率。

“我们利用热拉伸过程中使用的传统电信行业制造纤维,集成多种功能,如一个光波导,电极和化学频道,”郭说渊源,跨学科的前沿研究所助理教授,东北大学。

与生物医学研究生院的Tatsuo Yoshinobu教授合作导致了活性成分-A化学传感器的耦合，具有光可寻度 - 在纤维中实现了一体化混合化学传感探头，用于微妙的化学物质的体内检测大脑的变化。第一个原型专注于pH检测。

探针还在体内测量中进行了测试，感谢Hajime Mushiake来自医学研究生院的教授。它能够在大鼠癫痫发作时检测轻微的pH波动。

郭补充说:“我们团队的下一步是将空间、时间和化学分辨率提高到与固有神经元动力学尺度相关的水平。”“我们的技术突破会增进我们对脑化学及其与之相关脑职能。”

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