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目前越來越多的研究者認為大腦是一個對機械作用非常敏感的器官（mechanosensitive organ），因此人們希望通過機械刺激方式研究大腦，并且記錄神經元網絡神經元的電生理反應。

有鑒于此，蘇黎世聯邦理工學院Daniel J. Müller、Andreas Hierlemann等將原子力顯微鏡、高密度的微電極陣列和熒光顯微鏡進行結合監測神經元網絡，靈敏度達到皮牛頓(pF)，能夠實現納米精確度進行機械表征、對單個神經元機械刺激，使用亞細胞的空間分辨率和毫秒時間分辨率監測神經元的電生理活動。

本文要點

（1）

研究發現機械力和神經元的電生理活動之間不存在相關性。此外，研究發現自發神經元對細胞的靜態機械壓縮表現出優異的彈性。

雖然機械力和神經元的電生理活動之間不存在相關性，但是非常快速的瞬態（～500?ms）機械刺激能夠導致神經元胞體產生運動電位，這與神經元的膜和肌動蛋白細胞骨架的錨定情況有關。神經元對緩慢的機械刺激（60 s）的響應更差。短暫且重復的相同機械作用能夠調節神經元的放電速率。

（2）

神經元網絡可以區分機械刺激的特定特征并對其做出反應。開發的多參數工具為探索神經元系統的多種納米機械生物學反應和機械控制的新方法打開了大門。

參考文獻

Kasuba, K.C., Buccino, A.P., Bartram, J. et al. Mechanical stimulation and electrophysiological monitoring at subcellular resolution reveals differential mechanosensation of neurons within networks. Nat. Nanotechnol. (2024)

DOI: 10.1038/s41565-024-01609-1

https://www.nature.com/articles/s41565-024-01609-1