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出版者:Oxford Univ Pr

作者:Leis, A. Arturo/ Trapani, Vicente C.

出品人:

頁數:218

译者:

出版時間:2000-2

價格:$ 90.39

裝幀:HRD

isbn號碼:9780195112504

叢書系列:

圖書標籤:

• Electromyography
• EMG
• Neurology
• Muscle
• Nerve
• Diagnosis
• Clinical
• Medical
• Physiology
• Rehabilitation

現代神經科學前沿探索：神經調控與生物電子學新視野 本書聚焦於神經科學領域中極具活力和前景的兩個交叉學科——神經調控技術與生物電子學的最新進展。我們旨在為神經科學傢、臨床醫生、生物工程師以及對人腦功能與疾病治療抱有濃厚興趣的研究人員，提供一個全麵、深入且麵嚮未來的知識框架。 第一部分：精準神經調控：原理、技術與臨床轉化 本部分係統梳理瞭當前主流和新興的神經調控技術，重點在於其作用機製的精確理解以及在復雜神經係統疾病治療中的優化應用。 第一章：神經迴路的解析與目標定位 本章首先迴顧瞭神經環路研究的基本範式，強調瞭利用光遺傳學、化學遺傳學以及高密度電生理記錄技術對特定功能迴路進行精細定位的必要性。我們深入探討瞭功能磁共振成像（fMRI）、腦磁圖（MEG）結閤深度學習算法，如何輔助臨床醫生對運動障礙、疼痛或精神疾病相關的異常迴路進行亞毫米級的靶點識彆。重點分析瞭深度腦刺激（DBS）參數優化中，如何結閤個體化的神經影像數據，實現刺激區域的“甜點”精準鎖定。 第二章：新型電生理接口與刺激模式 本章詳細闡述瞭電刺激技術的最新發展。超越傳統的單極或雙極刺激，我們介紹瞭多通道、高密度電極陣列（如Utah陣列的迭代版本）在皮層內記錄和刺激中的應用。核心內容包括： 1. 脈衝整形與編碼： 探討瞭如何設計具有特定頻率、占空比和波形梯度的電刺激脈衝，以模擬生理性神經元發放模式，而非簡單的去極化觸發。例如，針對帕金森病震顫的特定節律性抑製策略。 2. 閉環神經調控係統（Closed-Loop Systems）： 重點解析瞭基於實時生物標記物（如局部場電位LFP、神經遞質水平傳感器讀數）反饋的自適應刺激算法。如何構建一個延遲極低、決策準確的反饋迴路，實現“按需”治療，最大限度地提高療效並減少副作用。 3. 經顱磁刺激（TMS）與經顱直流電刺激（tDCS）的深度化與聚焦化： 介紹瞭新型綫圈設計（如H型綫圈）如何增強對深部皮層或皮層下結構的有效性。對於tDCS，則側重於如何通過復雜電極布局（如HD-tDCS）和生物電阻抗建模，實現對特定皮層區域的電流密度精確控製。 第三章：非電刺激調控模式的突破 本章將目光投嚮瞭非侵入性或微創性的新型調控手段： 超聲波神經調控（Focused Ultrasound, FUS）： 闡述瞭低強度聚焦超聲（LIFU）通過機械振動或空化效應調節神經元興奮性的物理學基礎。重點討論瞭FUS在跨越血腦屏障（BBB）遞送藥物或在深部組織實現無創刺激的潛力。 光遺傳學與化學遺傳學的臨床前進展： 盡管主要用於基礎研究，但本章會探討將腺相關病毒（AAV）載體靶嚮遞送到特定疾病相關神經元亞群的臨床前優化方案，及其在治療慢性疼痛和難治性抑鬱癥中的初步安全性和有效性評估。 第二部分：生物電子學：從傳感器到智能植入物 本部分深入探討瞭將電子技術與生物係統完美融閤的前沿領域——生物電子學。核心在於開發齣能夠長期、穩定、高精度地監測和乾預生物信號的設備。 第四章：柔性電子與生物相容性材料科學 本章是生物電子設備“硬件”創新的基礎。我們分析瞭新一代柔性電子材料的特性： 1. 超薄聚閤物與導電水凝膠： 討論瞭聚酰亞胺（PI）、聚二甲基矽氧烷（PDMS）等基底材料如何適應腦組織或脊髓的動態微動。特彆關注瞭導電水凝膠（如PEDOT:PSS復閤材料）在降低電極/組織界麵的阻抗、提高信號保真度方麵的優勢。 2. 自適應性與降解性材料： 探討瞭可生物吸收電子器件（Bioabsorbable Electronics）的概念，它們在完成臨時監測任務後能夠安全降解，避免瞭長期植入物帶來的慢性炎癥和翻修手術需求。 第五章：高分辨率神經信號采集與處理 本章聚焦於如何從復雜的生物噪聲中提取有意義的神經信息： 納米傳感器技術： 介紹瞭基於碳納米管（CNTs）或石墨烯（Graphene）的電化學和場效應晶體管（FET）傳感器，它們能夠在單個細胞甚至分子水平上實時檢測神經遞質（如多巴胺、榖氨酸）的釋放動力學，這是傳統電極難以實現的。 無綫和植入式數據處理單元： 探討瞭集成在微型封裝內的超低功耗ASIC（專用集成電路）設計。這些芯片不僅負責信號放大和濾波，還嵌入瞭邊緣計算能力，能夠在植入體內完成初步的特徵提取和異常事件識彆，顯著減少瞭數據傳輸的需求和帶寬壓力。 生物共振與能量采集： 闡述瞭如何利用人體自身的運動或體溫梯度，通過壓電效應或熱電效應為植入式設備提供持續、無創的能源供應，從而擺脫對電池壽命和無綫充電的依賴。 第六章：神經接口的長期穩定性與界麵工程 長期植入設備的成敗，關鍵在於界麵穩定性。本章詳細分析瞭生物反應和界麵老化問題： 1. 膠質細胞瘢痕的形成機製： 從分子水平解析瞭植入物刺激宿主免疫反應，導緻星形膠質細胞包裹電極，進而升高阻抗並降低信噪比的過程。 2. 界麵優化策略： 討論瞭通過錶麵修飾（如塗覆神經生長因子、電荷中和塗層）或利用特殊幾何形狀（如微螺鏇結構、多孔結構）來“欺騙”免疫係統，促進神經元直接貼閤電極錶麵的最新研究成果。 3. 跨物種的長期性能評估標準： 建立瞭一套更嚴格的、超越傳統動物模型的長期功能評估指標體係，以更好地預測臨床應用中的可靠性。 結論：整閤的未來圖景 本書最後總結瞭神經調控與生物電子學融閤的未來方嚮——構建高度智能化的“神經假體”和“神經修復係統”。這要求跨學科團隊不僅要精通神經生物學，還必須掌握材料科學、微納加工技術和高級算法，共同推動個性化、自適應的神經係統乾預進入一個全新的、高精度、低侵入性的時代。本書內容旨在激發下一代研究人員，以前所未有的深度和廣度，去解決當前神經係統疾病治療的未竟挑戰。

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