越來越多的人認為大腦是一個機械敏感器官，這推動了對機械刺激并同時記錄神經元網絡中神經元電生理反應工具的需求。近日，蘇黎世聯邦理工學院Daniel J. Müller、Andreas Hierlemann介紹了原子力顯微鏡、高密度微電極陣列和熒光顯微鏡的同步組合，以監測神經元網絡，并以皮牛頓力靈敏度和納米精度機械表征和刺激單個神經元，同時以亞細胞空間和毫秒時間分辨率監測其電生理活動。
本文要點：
1) 作者發現機械剛度和神經元區室的電生理活動之間沒有相關性。此外，自發活動的神經元對其胞體的靜態機械壓縮具有獨特的功能彈性。然而，快速瞬態應用對神經元胞體的機械刺激可以引起動作電位，這取決于神經元膜和肌動蛋白細胞骨架的錨定。
2) 神經元對較慢的瞬態機械刺激表現出更高的反應性，包括動作電位的爆發。此外，短暫和重復應用相同的壓縮可以調節神經元的放電速率。因此，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。最終，作者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方法打開了大門。
Krishna Chaitanya Kasuba et.al Mechanical stimulation and electrophysiological monitoring at subcellular resolution reveals differential mechanosensation of neurons within networks Nature Nanotechnology 2024
DOI: 10.1038/s41565-024-01609-1
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01609-1
