同时进行深部脑刺激(DBS)和功能磁共振成像(fMRI)，是阐明脑功能连接和探索DBS治疗的神经调节机制的有力工具。由于DBS电极的MRI兼容性较差，导致MRI扫描大面积脑区受阻，以往的DBS-fMRI研究无法提供完整的激活模式图。在这里，我们制备的石墨烯纤维(GF)电极在9.4T时具有高电荷注入容量和近乎没有的MRI伪影。在帕金森病大鼠的丘脑底下核(STN)上装有GF电极的DBS-fMRI，显示出沿基底神经节-丘脑皮层网络的稳健血液氧合水平依赖性反应，其频率依赖性，某些区域的反应是以前无法检测到的。此完整图谱表明，STN-DBS可能是通过正畸和反显信号传播来同时调制运动和非运动路径。使用GF电极的DBS-fMRI具有完整、无偏差的激活模式映射能力，可以为了解各种神经障碍的DBS治疗机制提供重要的见解。
 
Fig. 1 GF电极表征。
 
 
Fig. 2 带有GF双极电极的STN–DBS可减轻6-OHDA损伤大鼠的帕金森氏运动障碍。
 
 
Fig. 3 MRI伪影的体内评估。
 
 
Fig. 4 STN–DBS与GF电极在PD大鼠中诱发的BOLD激活图。
 
 
Fig. 5 用带GF电极的STN-DBS诱发PD大鼠选定的解剖定义的ROIs上的BOLD信号时间序列。
 
 
Fig. 6 BOLD响应与移动速度变化之间的相关性。
 
      相关研究成果于2020年由北京大学Xiaojie Duan课题组，发表在Nature Communications(https://doi.org/10.1038/s41467-020-15570-9)上。原文：Full activation pattern mapping by simultaneous deep brain stimulation and fMRI with graphene fiber electrodes。

本帖摘自《石墨烯杂志》公众号：