柔性网状电子器件实现蟾蜍清醒状态下端脑多日神经电生理记录

为解决两栖类端脑长期电生理记录的技术难题，斯坦福大学团队采用柔性网状电子器件（flexible mesh electronics）在甘蔗蟾蜍（Rhinella marina）中实现清醒状态下长达5天的端脑细胞外记录，并在一例麻醉个体中持续15周。该研究突破传统麻痹动物的限制，为两栖类行为神经机制研究提供新工具。

　　

两栖动物作为水生到陆生过渡的关键类群，其相对简单的大脑却能产生复杂行为，但受限于技术瓶颈，其神经活动研究远落后于其他脊椎动物。传统电生理方法因两栖类端脑（telencephalon）低细胞密度、颅腔内脑组织移动等问题，多依赖麻痹动物进行短时记录，严重制约了对学习、空间认知等高级功能的研究。更棘手的是，历史文献显示自18世纪蛙类"动物电"发现以来，现代电生理技术在两栖类中的应用几乎停滞，尤其缺乏清醒动物的长期记录数据。

斯坦福大学团队尝试用革命性的柔性网状电子器件突破这一困境。这种与神经组织物理特性匹配的32通道设备，已在啮齿类中实现8个月稳定记录。研究者将其植入甘蔗蟾蜍端脑，通过3D打印头戴装置固定，结合Omnetics连接器构建记录系统。实验纳入12只个体，最终在5只清醒蟾蜍中获得连续5天数据，并在一例麻醉个体创下15周记录时长。

Implantation outcomes
手术成功率呈现明显学习曲线：前9例中3例实现多日记录，2例因植入物脱落仅获单日数据。值得注意的是，编号M01、F02、F03的个体表现出稳定的单单元（single-unit）和多单元活动（multi-unit），而麻醉个体记录时长突破性达15周，证实柔性器件在运动组织中的稳定性优势。

Discussion
该研究首次实现非麻痹两栖类的端脑长期记录，解决三大技术痛点：1）突破端脑记录禁区；2）将记录时长从小时级延至周级；3）保留动物自然行为状态。尽管当前信号质量仍需优化，但为研究鸣叫、捕食等行为的神经环路奠定基础。作者特别指出，柔性电子器件的组织整合特性可缓解两栖类脑组织移动问题，其生物相容性减少免疫排斥，这对小型脑容积动物至关重要。

Conclusion
这项发表于《Journal of Neuroscience Methods》的研究，不仅填补了脊椎动物神经进化研究中的分类学空白，更开创性地将现代神经技术应用于两栖类模型。未来通过优化器件植入策略和信号处理算法，该平台有望揭示两栖类独特行为背后的保守神经机制，为比较神经生物学提供新范式。研究获得美国国家科学基金会（IOS-1845651）和NIH BRAIN计划（R34NS127103）资助，技术细节已公开共享以促进领域发展。