研究目的
开发并测试一种采用锥形光纤与多电极阵列相结合的光极设计，用于在小鼠内侧前额叶皮质中实现更均匀且受限的光传递，从而更好地对神经活动进行光学控制和电信号读取。
研究成果
与商用基于光纤飞行器（FF）的光极相比，这种工程化基于转录因子（TF）的光极在小鼠内侧前额叶皮质（mPFC）的背腹轴上能提供更均匀的光分布和更好的照明空间限制。它能在减少侵入性的同时实现光刺激与电记录同步进行，并增强对神经活动的控制，适用于研究发育中大脑的前额叶细分区域。未来的工作可将此设计拓展至其他实验场景并改进制造技术。
研究不足
该研究仅限于新生小鼠和内侧前额叶皮质（mPFC）区域；未测试其对其他脑区或成年动物的适用性。TF的制备与组装需要精确对齐，这可能具有挑战性。需注意探针插入可能造成的组织损伤，尤其在幼鼠中更为明显。显微操作器和激光器等专业设备的商业可获得性及成本可能会限制其广泛应用。
1：实验设计与方法选择：
研究设计了一种锥形光纤（TF）一侧镀金属的视蛋白电极，与16通道硅基神经探针结合使用。通过蒙特卡洛模拟建模光分布并优化TF-探针定位。在小鼠内侧前额叶皮质（mPFC）表达光敏感通道蛋白2（ChR2）的新生小鼠中，比较了基于TF的视蛋白电极与商用平切光纤（FF）视蛋白电极的效果。
2：样本选择与数据来源：
使用出生后第8-10天的新生小鼠，通过子宫内电穿孔使mPFC第2/3层锥体神经元表达ChR2。从mPFC采集细胞外电生理数据。
3：实验设备与材料清单：
锥形光纤（数值孔径NA=0.22，纤芯/包层直径105/125微米，锥角约4°）、带16个IrOx电极的硅基神经探针、印刷电路板（PCB）、紫外固化环氧胶、激光器（473纳米和594纳米）、微操纵器、多通道细胞外放大器及数据采集分析软件。
4：22，纤芯/包层直径105/125微米，锥角约4°）、带16个IrOx电极的硅基神经探针、印刷电路板（PCB）、紫外固化环氧胶、激光器（473纳米和594纳米）、微操纵器、多通道细胞外放大器及数据采集分析软件。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：采用热拉伸技术制备TF并镀铬金涂层。神经探针通过微机电系统（MEMS）技术制造。使用微操纵器和环氧胶将TF与探针柄对齐固定。在体记录时将视蛋白电极插入mPFC，施加光脉冲并记录局部场电位与多单元活动，通过滤波分析光诱导反应及伪迹。
5：数据分析方法：
对LFP（1-100赫兹）和MUA（500-9000赫兹）进行带通滤波，计算调制指数量化诱发反应。利用MATLAB蒙特卡洛模拟估算功率密度分布。
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In utero electroporation for gene expression
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Light delivery for optogenetic stimulation
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