超微电极支持皮层内微刺激中的低电流幅度辨别

恢复躯体感觉反馈对于实现自然、具身化的假肢控制至关重要。躯体感觉皮层的皮层内微刺激（ICMS）可通过直接激活皮层神经元来提供人工触觉。在此，我们系统性地研究了电极接触尺寸如何影响ICMS期间的幅度辨别表现。六只大鼠在躯体感觉皮层长期植入定制的多电极柄。在十二周内，使用自适应辨别范式在八种电极直径（5–50 µm）上量化了行为的最小可觉差（JND）。5 µm和10 µm位点的辨别阈值显著低于较大接触点，因为这些电极在其既定的电荷注入安全限值内以较低的参考刺激幅度工作。韦伯分数在不同电极尺寸间保持稳定，表明知觉敏感度随刺激强度成比例缩放。我们使用生物物理逼真的建模框架来识别ICMS诱导的幅度辨别所对应的潜在神经相关物。神经反应的幅度（被激活神经元数量的变化和总群体尖峰计数）以及群体平均尖峰计数均对知觉辨别有贡献。总之，这些发现表明，超微电极通过能够在较低电流下工作而产生更小的绝对JND，而非通过在匹配电流下改善辨别敏感度。其在安全电荷注入限值内保持类韦伯缩放可能对高密度感觉神经假体具有优势。

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