當我們在大腦中植入神經電極時，這些電極就像“入侵者”一樣，會激活一種叫做小膠質細胞的“警察”，引發一系列炎癥反應，甚至打開血腦屏障。這些反應會影響腦機接口的性能，就像在你最愛的電影中突然插入廣告一樣，讓人很不爽。

但是，有一個新方法正在改變這一切！科學家發現，使用低強度脈沖超聲波（LIPUS）刺激可以對抗這些反應。這項題為《Low-intensity pulsed ultrasound stimulation (LIPUS) modulates microglial activation following intracortical microelectrode implantation》的研究近期發表于《Nature Communications》，科學家們調研了LIPUS作為一種治療手段來緩解由于植入神經電極而引起的異物反應的潛力。

該研究使用了格羅貝爾生物獨家代理的Smartbox多通道電生理系統以及密西根硅電極進行信號采集&分析。

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研究表明，低強度脈沖超聲波（LIPUS）刺激能夠減少植入神經電極周圍的炎癥反應。雖然小膠質細胞在LIPUS刺激初期沒有變化，但經過一周的每日治療，LIPUS幫助小膠質細胞從忙碌的“戰斗模式”轉變為更平靜的“監視模式”。簡單來說，LIPUS讓這些細胞從應對炎癥的緊張狀態轉為日常巡邏和修復的狀態，從而減少了炎癥反應。

更有趣的是，LIPUS治療顯著減少了硅電極的小膠質細胞包裹，降低了與血管相關的小膠質細胞比例，并在慢性階段減少了血管的平均直徑。此外，LIPUS還減少了硅電極周圍的星形膠質細胞瘢痕，從而提高了長期記錄生物電信號的質量。

這張圖展示了LIPUS治療對小膠質細胞包裹微電極的影響：

a. 在第14天的圖像中，對照組的小膠質細胞緊密地包裹著電極，而LIPUS組的小膠質細胞則顯得更分散，覆蓋更少。

b. 定量分析顯示，LIPUS治療組的微電極表面上方20微米范圍內，小膠質細胞的覆蓋率明顯低于對照組。

本次研究采用了多種實驗手段，包括LIPUS治療，嚙齒動物手術以及電極植入，神經信號記錄以及顯微成像。其中電生理部分使用了NeuroNexus公司的SMARTBOX PRO記錄系統以及神經硅電極。

在實驗中，研究人員先植入NeuroNexus的神經硅電極，并使用NeuroNexus的SmartBox Pro系統和Allego軟件進行數據記錄。這個系統可以非常精確地捕捉大腦的電信號，帶寬從1 Hz到8 kHz，采樣率高達30 kHz。然后，他們用低強度脈沖超聲波對這些植入了電極的區域進行刺激。

簡單來說，低強度脈沖超聲波刺激不僅減少了微電極周圍的炎癥反應，還提高了腦機接口的性能。未來，我們或許能更好地利用這些技術，讓腦機接口成為現實！

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