突破性技术：实时监测脑内抑制性神经信号，有望革新神经退行性疾病诊疗
实时监测脑组织中的抑制性神经信号，将为阿尔兹海默症和癫痫等神经退行性疾病的研究和治疗带来革命性进展。中国科学院过程工程研究所白硕团队与首都师范大学、北京大学、北京脑科学与类脑研究所等机构合作，成功研发出一种新型液/液界面超微离电器件（L/L UIs）。该器件能够在活体动物（阿尔兹海默模型小鼠和癫痫模型大鼠）脑内，对非电化学活性氯离子（Cl-）进行高灵敏、抗干扰、可逆、实时的动态追踪，从而实现对抑制性神经信号的动态监测。这项突破性成果已发表于《科学进展》（Science Advances），为脑组织内非电化学活性物质的追踪及抑制性神经信号监测提供了全新思路。
抑制性神经信号的动态监测对于理解大脑平衡机制至关重要，有助于揭示神经抑制在神经网络调节和神经退行性疾病中的作用。然而，由于抑制性神经信号微弱且与兴奋性信号交织复杂，其实时监测一直是技术难题。本研究通过追踪参与神经抑制过程的关键物质Cl-来实现这一目标。由于Cl-在生理环境下为非电化学活性物质，难以进行基于电子转移的氧化还原反应，因此其动态监测一直受到限制。
该研究团队巧妙地利用离子作为信号载体，在脑组织中构建超微液/液界面。他们将特制的双硫脲离子载体修饰在界面处，并用填充有机凝胶的超微玻璃电极尖端植入，成功构建出用于生理环境下监测Cl-的超微液/液界面离电器件。该器件实现了对非电化学活性Cl-的高灵敏、抗干扰、可逆、实时的动态追踪。 研究人员将L/L UIs精准植入阿尔兹海默模型小鼠和癫痫模型大鼠的海马体、纹状体和皮层等脑区，分析不同脑区Cl-浓度的差异。在阿尔兹海默模型小鼠的活体脑内动态追踪Cl-的过程中，L/L UIs证实了钾-氯-共转运体2对脑内Cl-浓度的调控作用。
这项研究成果有望揭示神经活动的调控机制，为神经疾病的早期诊断、个性化治疗和脑机接口技术提供关键的科学依据。
该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、北京市自然科学基金等项目的资助。
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L/L UIs用于啮齿动物活体脑内氯离子的动态追踪
