低强度经颅超声刺激技术是近几年发展起来的一种新的脑刺激方法,具有无损伤、高空间分辨率、高刺激深度的优点。但其对神经元的影响目前还不确定,因此研究超声刺激对神经元的影响机制具有重要意义。神经血管耦合是颅神经代谢的基础,对于维持大脑活性具有重要的意义,卒中、小血管病变、神经变性病等神经系统疾病都与它相关。本文研究经颅超声刺激对皮层的神经血管耦合机制,主要工作概括如下:首先,实验平台设计与搭建。本文对内源光学成像平台进行重新设计与改进,用于采集皮层内源信号;搭建并调试脑电采集系统,调试软件参数,用于采集脑电信号;编写超声刺激控制程序,用LabVIEW软件控制信号源在需要的时间发出脉冲信号,通过信号调制最终发出超声信号;搭建水听器声场扫描系统,将声信号转变为电压信号,编写LabVIEW控制程序,控制电机在XYZ轴逐点扫描,测量超声换能器声场分布,为实验做准备。然后,进行超声刺激下麻醉小鼠的神经血管耦合研究。采集小鼠皮层内源信号与脑神经电信号,分析超声刺激对小鼠皮层脱氧血红蛋白(HbR)浓度影响以及对脑神经活动的影响。实验结果显示超声刺激会对皮层的神经活动造成影响。分析不同超声刺激参数下神经与血管的耦合关系,发现超声刺激参数对神经血管的耦合系数喊声影响。本文认为刺激会引起大脑中大量细胞层面的变化,进而改变神经血管耦合关系。这包括细胞体的扩张,细胞膜外离子浓度增加和局部代谢产物浓度的变化等。最后,针对于麻醉可能对小鼠的脑血氧代谢造成影响的问题,研究超声刺激对清醒鼠皮层HbR的影响。本文进行清醒状态下小鼠超声刺激的实验,采集视觉皮层、感觉皮层、运动皮层的内源信号图片。通过数据处理对比超声刺激前后不同皮层HbR变化,发现超声刺激会对不同皮层造成相似的影响,都可以使神经元兴奋。同时发现麻醉会对神经元的兴奋性产生抑制作用,导致超声刺激之后缺氧血红蛋白的恢复时间变慢。