本发明以急性分离的c57小鼠海马区schaffer-ca1通路为研究对象，采用电生理实验与药理学方法，提出了三种磁刺激频率对海马schaffer-ca1侧枝神经元离子通道电活动影响规律的分析方法，并揭示了磁场频率对神经元离子通道激活和失活特性的调控效果，对利用磁刺激频率治疗神经系统疾病具有一定的借鉴意义，本发明归属于生物医学工程等领域。
背景技术：
1、微磁刺激被广泛应用于神经元电生理实验中，研究发现建立在柔性材料上的可植入电极可以用于向神经组织输送自供电的刺激脉冲，并且该神经刺激对神经可塑性具有双向调节作用，研究人员利用微磁刺激器证明多通道系统可在大鼠模型中在体内用于记录皮层内刺激神经元微电路，微磁刺激能够在系统水平上激活活体动物的神经元回路，并且在呼吸、心率或死亡率等方面几乎没有不利影响，研究证明微磁刺激可以有效地用于探索神经元回路的电生理特性，在c57 bl/6小鼠中，微磁刺激降低了从ca 3区到ca 1区神经元的schaffer侧支的长时程增强作用。与传统的通过外部磁场暴露装置对小鼠进行磁场刺激的方法相比，微磁刺激具有控制灵活，靶向性强的特点，因此，本次实验设计了一款亚毫米尺寸的微磁刺激装置，可实现对离体脑片深部海马区神经元精准靶向磁刺激。
2、海马区参与调节认知功能，与大脑的认知、瞬时记忆和情绪反应等功能密切相关，海马ca1区细胞的时序性活动对构成小鼠联合式学习的时间记忆图具有重要作用，海马ca1锥体神经元的内在可塑性对复杂嗅觉学习能力的调节至关重要。海马区中schaffer-ca1通路一直以来都被认作是记忆和学习的关键通路，对海马schaffer侧支的双脉冲刺激导致海马中间部分的场兴奋性突触后电位斜率和长时程增强的幅度显著低于背侧区域，这与癫痫发作有关。由于ca3区在schaffer-ca1通路的上游位置，所以靶向磁刺激ca3区，记录海马ca1区能够更加准确研究磁场对海马区神经元的影响作用。
3、目前在磁场刺激对神经元的作用规律的研究中，频率多集中在1hz-100hz，频率变化的范围较小，不能全面地揭示磁场频率对神经元的作用规律，所以选取更宽的频率范围，阐明不同频率磁刺激对神经元电活动的作用规律，对磁场频率调节作用的未来应用具有重要意义。实验发现极低频磁刺激对海马ca1区场兴奋性突触后电位fepsps具有抑制效果，其中15hz磁刺激组的抑制作用效果最为显著，所以本发明低频选择15hz；研究表明1khz，3khz与100hz不同的磁刺激频率对海马ca1区fepsps作用效果是不同的，其中3khz与其它两种低频抑制效果不同，对fepsps有一定的增强效果，所以本发明中频选择3khz；已有研究采用亚毫米尺寸的商用电感器，证明了70khz磁刺激对神经元调控的可行性和有效性，所以本发明高频选择70khz。尽管更宽的磁刺激频率对神经元电活动有了一定的研究结果，但针对海马ca1区的锥体神经元离子通道的频率调节规律却未见报道。
技术实现思路
1、本发明提供了三种磁刺激频率对海马schaffer-ca1侧枝神经元离子通道电活动影响规律的分析方法，目的是寻找海马锥体神经元离子通道在磁场频率影响下的作用规律，本文提出的分析方法为找到影响神经元离子通道关键磁场频率提供了电生理实验基础，对磁刺激频率调节认知功能的作用机制具有重要意义。
2、本发明的技术方案：
3、本发明以小鼠海马ca1区神经元作为研究对象，采用一款亚毫米尺寸的微磁刺激装置，实现对海马区神经元电活动的靶向精准磁刺激，在1mt的磁场强度下，利用全细胞膜片钳技术并结合药理学方法，研究15hz，3khz，70khz三种不同频率磁刺激海马ca3区神经元锥体细胞2min，揭示三种不同频率磁刺激对海马ca1区锥体神经元钠离子通道电流ina和瞬时外向钾离子通道电流ia的影响规律。
4、本发明提出的三种磁刺激频率对海马schaffer-ca1侧枝神经元离子通道电活动影响规律的分析方法，具体步骤是：
5、第1步、在刺激装置上，采用亚毫米尺寸微磁刺激装置，其前端磁刺激微线圈选择的电感器型号为lqp02tn33nh02d，该电感器直流电阻值为6.5ω，电感值为33nh，长宽高尺寸为0.4mm×0.2mm×0.2mm；该装置采用柔性电路板工艺加工，将电感器焊接到柔性电路板的最前端，易于实现对神经元的靶向磁刺激，电路板后端设计了线对线的连接器，便于连接到外部驱动电路；该装置在实验过程中需要将磁刺激微线圈浸入到人工脑脊液中，因此，在微线圈上包裹了5μm厚的聚对二甲苯-c，防止微线圈在通电过程中短路，且降低了脑组织对微线圈的排异反应，每次实验前后都会进行防水测试，以验证微线圈是否存在电流泄漏；
6、第2步、在磁刺激参数选择上，磁刺激频率从低到高分别选择15hz、3khz和70khz三种，三种频率下的磁场强度都选择1mt，靶向磁刺激海马ca1区上游的ca3区神经元2min后，采用膜片钳技术记录了三种磁刺激频率对海马schaffer-ca1侧枝神经元钠离子通道电流ina和瞬时外向钾离子通道电流ia的电活动，整个实验分为对照组、假暴露组、15hz实验组、3khz实验组和70khz实验组，每组实验记录5个活性较好的锥体神经元；
7、第3步、钠离子通道电生理实验结果表明，15hz磁刺激抑制了ina百分比为6.98％，3khz提高ina百分比约为22.95％，70khz提高ina百分比约为43.10％；钠通道的半数激活电压v1/2，单位为mv：对照组为-33.636±2.271，假暴露组为-33.738±1.276，15hz实验组为-30.063±0.686，3khz实验组为-35.644±1.099，70khz实验组为-40.236±1.311；钠激活曲线的斜率因子k：对照组为6.810±1.237，假暴露组为6.805±1.306，15hz实验组为7.021±0.748，3khz实验组为7.711±0.706，70khz实验组为8.971±1.351；15hz磁刺激后，v1/2和k值升高，通道的转换速率降低，抑制了钠离子通道的激活，3khz和70khz磁刺激v1/2降低，k值升高，激活曲线左移，促进了钠离子通道的激活；
8、第4步、瞬时外向钾离子通道电生理实验结果表明，15hz磁刺激促进了ia百分比为36.14％，3khz抑制了ia百分比约为28.65％，70khz抑制了ia百分比约为40.53％，瞬时外向钾离子通道v1/2，单位为mv：对照组为-5.679±1.149，假暴露组为-5.322±1.389，15hz实验组为-31.584±1.681，3khz实验组为-0.474±2.446，70khz实验组为16.410±1.993；瞬时外向钾激活曲线的斜率因子k：对照组为10.719±0.627，假暴露组为10.869±0.979，15hz实验组为9.616±1.979，3khz实验组为11.770±1.240，70khz实验组为9.748±1.099；15h1z磁刺激后，v1/2和k值降低，激活曲线左移，通道的转换速率提高，促进了瞬时外向钾离子通道的激活，3khz和70khz磁刺激后，v1/2升高，k值无显著差异，激活曲线右移，降低了通道的转换速率，抑制了瞬时外向钾离子通道的激活。
9、本发明的优点和有益效果：
10、本发明提出了三种磁刺激频率对海马schaffer-ca1侧枝神经元离子通道电活动影响规律的分析方法，目的是寻找海马锥体神经元离子通道在磁场频率影响下的作用规律，本文提出的分析方法为找到影响神经元离子通道关键磁场频率提供了电生理实验基础，对磁刺激频率调节认知功能的作用机制具有重要意义。
1.三种磁刺激频率对海马schaffer-ca1侧枝神经元离子通道电活动影响规律的分析方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，记录ina时，在人工脑脊液中加入tea-cl2mmol，4-ap 30mmol，cdcl20.1mmol分别阻断延迟整流钾离子电流，瞬时外向钾离子电流和钙离子电流，记录ia时，在人工脑脊液中加入ttx 0.001mmol，tea-cl 30mmol，cdcl20.1mmol分别阻断钠离子电流，延迟整流钾离子电流和钙离子电流。
