太赫兹波位于氢键和范德瓦耳斯力作用能级范围内,可以直接与蛋白质耦合激发蛋白质的非线性共振效应,从而影响蛋白质的构象、神经元的结构和功能.基于此机制,体外培养SD大鼠原代皮层神经元,利用宽带微量太赫兹(0.3—3.0 THz,最大辐射功率100μW)短时间累计辐射(3 min/d,共3 d)皮层神经元;记录皮层神经元的动态发育参数(胞体面积和突起总长度);并分析辐射结束后神经元受体相关蛋白(GluA1和GluN1)、突触素(SY-38)和突触后致密蛋白-95(PSD-95)的表达变化.太赫兹辐射1 d后,神经元胞体面积增长值提高了144.9％(P<0.05);太赫兹辐射的2 d和3 d后,神经元突起总长度增长值分别提高了65.1％(P<0.05)和109.4％(P<0.05);太赫兹辐射3 d后,GluA1和SY-38蛋白表达分别提高了38.1％(P<0.05)和19.2％(P<0.05).结果表明,宽带微量太赫兹短时累计辐射可以促进皮层神经元胞体和突起的生长,并且对神经元突起的促进作用存在累计效应;太赫兹辐射对神经元生长发育的促进作用可能与GluA1和SY-38蛋白表达相关.这些结果预示着特定频率和能量的太赫兹波可以发展为一种治疗或干预神经发育障碍等疾病的新型神经调控技术.

太赫兹;神经元;生长发育;累计效应

马少卿;龚士香;张微;路承彪;李小俚;李英伟

燕山大学信息科学与工程学院, 秦皇岛 066004;河北省信息传输与信号处理重点实验室, 秦皇岛 066004;新乡医学院河南省无创神经调控国际重点实验室, 新乡 453000;北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室, 北京 100875

物理学报

[1]马少卿;龚士香;张微;路承彪;李小俚;李英伟-.宽带微量太赫兹辐射促进神经元生长发育)[J].物理学报,2022(20):341-351

GluN1

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