《近紅外脈衝刺激初級運動皮層的神經功能性回響》是依託重慶大學，由侯文生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：近紅外脈衝刺激初級運動皮層的神經功能性回響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：侯文生
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
利用近紅外脈衝調節神經活動是近年來備受關注的神經工程新方法，並在聽覺神經和外周運動神經方面得到深入研究，但近紅外脈衝對大腦中樞神經的作用機制還知之甚少。本課題將以短波近紅外脈衝為刺激源，通過檢測分析近紅外刺激下初級運動皮層神經電信號的時頻、時相特徵及空間分布，研究近紅外脈衝對中樞神經活動的調節機制及作用範圍；通過記錄分析近紅外脈衝刺激初級運動皮層時骨骼肌收縮力量和肌電信號，研究近紅外脈衝對初級運動皮層神經活動的功能性影響；通過分析測試近紅外能量在神經組織中的吸收特性及其對組織形態、神經-肌肉電活動的影響，評價短波近紅外神經刺激的安全性。通過項目實施，將從功能上認識短波近紅外脈衝對中樞神經的調節機制，為其套用於中樞神刺激提供理論基礎和實驗依據。
結題摘要
本項目在基金委的資助下，在國內率先開展了短波近紅外脈衝刺激皮層中樞神經的探索研究工作，主要研究工作及成效包括： （1）初步闡明了短波近紅外脈衝參數對初級運動皮層神經活動的作用規律，通過檢測分析近紅外脈衝對實驗大鼠運動皮層神經元自發放和誘發神經元動作電位發放的影響，證實了近紅外雷射脈衝可抑制當前的神經興奮性，但刺激後引起神經元活動顯著增強，近紅外脈衝能量增加將強化上述抑制或興奮水平。 （2）通過記錄分析近紅外脈衝刺激後的神經元電活動時間過程，發現由近紅外脈衝誘發的神經活動增強將持續一定時長，近紅外能量越強將延長刺激後效持續時間；同時，近紅外脈衝刺激將影響初級運動皮層神經活動動力學特性，增加神經元動作電位的無序性。 （3）藉助近紅外聽覺刺激的研究方法，通過實驗測試和數學建模，分析研究了近紅外脈衝形成的溫度梯度空間分布及其隨時間變化過程，為實現近紅外脈衝對神經組織的定向刺激提供了重要證據；同時，測試分析了近紅外脈衝的光機械效應，進一步驗證了近紅外脈衝能量的光熱效應和光機械效應並存的事實。 （4）針對短波近紅外存在的穿透性強、組織吸收係數低這一難以調和的矛盾，課題組通過外周坐骨神經和耳蝸核實驗研究，初步證實了利用碳納米顆粒對近紅外能量的介導和增強，可顯著降低短波近紅外脈衝調控神經活動的閾值，為進一步推進短波近紅外用於刺激深層神經組織提供了新的思路。 （5）從細胞層面研究了紅光能量對細胞活性的影響，以新生缺氧缺血腦損傷（HIBD）大鼠為動物模型研究了紅光刺激促進幹細胞定植及其對中樞神經的治療作用，同時研究了紅光能量刺激對外周神經損傷的康復治療作用，為紅光、近紅外用於臨床康復提供了基礎實驗數據。 （6）在動物實驗、自願者實驗基礎上，課題組設計開發了大功率紅光、近紅外LED光源驅動電路、溫度控制電路、人機互動及控制軟體，研製了紅光+近紅外的雙波長康復治療設備，並實現了技術轉讓和醫療器械產品註冊。
