研究人员揭示了肠道来源的微生物如何在微电极手术后扰乱大脑，影响设备性能。这一具有颠覆性的发现强调了对脑机接口及其长期可靠性进行新方法研究的必要性。
皮质内微电极因其有助于研究脑功能和治疗神经疾病而备受期待。然而，随着时间的推移，其功能显著下降，主要原因是微电极植入引发的神经炎症反应。最新研究表明，这些植入物造成的血脑屏障（BBB）损伤大大增加了来自肠道的微生物入侵风险。
当前的研究表明，在接受植入后的老鼠脑组织中检测到了通常存在于肠道中的细菌序列。“这些序列随时间发生了变化，”作者指出，这表明植入后微生物存在的时间动态性。有趣的是，抗生素治疗被发现可以暂时减少这些细菌的存在并改变炎症反应，从而最初改善了微电极的性能。
先前的研究已经表明，创伤性脑损伤会导致肠通透性增加，使肠道驻留微生物进入大脑。目前的研究推测，微电极植入过程中脑组织的压缩可能会加剧这种情况，为细菌创造入侵路径。
为了验证这一假设，研究人员使用16S rRNA基因测序来识别和分析植入老鼠的脑部和粪便样本中的细菌DNA。测序数据结合抗生素治疗确认了肠道微生物群在微电极插入后迁移到大脑的可能性。接受抗生素治疗的老鼠相比未经治疗的对照组，其脑内的细菌数量明显减少，这表明肠道微生物群对与微电极性能相关的炎症反应有影响。
尽管抗生素治疗最初取得了成功，但后期分析显示，长期治疗实践中与微电极性能相关的显著下降。作者指出，“接受抗生素治疗的老鼠表现出不同的炎症反应，暂时改善了微电极记录性能。”这种减少表明微生物存在、炎症和设备功能之间复杂的相互作用。
基于这些发现，研究团队强调了探索肠道微生物群、炎症过程和设备有效性之间联系的重要性。他们建议未来的研究应评估如何操纵肠道微生物群或炎症反应，以影响微电极的整合和功能。
通过揭示植入后微生物入侵的潜在风险，这项研究强调了在考虑未来皮质内微电极应用时严格管理肠道健康和细菌种群的必要性，预示着神经科学领域的进步和应用。如果这些问题得到成功解决，可能会为更有效的治疗和研究方法铺平道路，利用脑机接口实现突破。
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