深腦刺激術,帕金森病,皮層刺激術,精準神經調控,精準醫療,微電極陣列,基底核神經節,視丘下核,光遺傳學,神經工程,無線神經記錄,時間干擾刺激,多巴胺傳感
大腦皮質-基底核神經迴路（Cortico-Basal Ganglia; CBG）是運動控制的主要迴路，而深腦刺激術（Deep Brain Stimulation; DBS）是治療巴金森病的重要方法。然而，DBS的治療機制尚未完全了解，本計畫旨在深入探討CBG迴路的神經調節機制，包括不同神經細胞類型、CBG神經迴路和運動皮質區域/分層的調控。我們開發了精準神經調節器NeuLive-T系統，具有高密度三維微電極陣列，可偵測神經傳導物質，實現智能雙向神經調節，提供新的CBG神經調節機制理解可能性。在計畫執行期間，完成了所有目標，建立了五個創新的實驗平台，包括基因剔除系統、電生理學和光遺傳學操作的活腦切片平台、動物活體硬膜外電刺激平台、光遺傳學刺激技術和雙光子監測平台。研究結果顯示，運動皮質能夠調節視丘下核神經元的放電特性，並且特定刺激能夠改善巴金森病病徵。我們也發現CBG迴路中的特定基因Foxp2對運動控制至關重要。此外，直流電刺激能有效改善運動症狀，並影響神經活動的異質性。所開發技術包括微電極陣列、轉接器、神經調節器NeuLive-128ch系統，以及其電路設計等。這些成果將有助於更理解CBG神經調節機制，實現精準醫療，幫助需要神經調節療法的病人。
1. 大腦皮質-基底節神經迴路及其在運動障礙中的機制與功能。
2. 從單細胞膜電鉗記錄到大規模活體細胞外記錄神經生理學。
3. 大腦皮質和深部腦區域進行活體內雙光子成像。
4. 神經動態系統信號處理和數據分析。
5. 神經解碼和腦-電腦接口。
