研究目的
建立一个闭环功能性光遗传学刺激（CL-FOS）系统，并与闭环功能性电刺激（CL-FES）进行比较，以控制小鼠模型的踝关节位置，重点关注准确性、疲劳及潜在机制。
研究成果
与CL-FES相比，CL-FOS在控制踝关节位置时具有更高的精确度、更快的响应速度和更低的疲劳感。三相光动力学模型解释了时间动态特性，为未来的光遗传疗法提供了见解。这项工作支持CL-FOS在神经假体应用中的潜力，但将其转化应用于人类并进一步优化仍需更多研究。
研究不足
该研究仅限于小鼠模型；由于神经深度和组织特性的差异，转化到人类可能面临挑战。需注意经皮光穿透的限制以及光学刺激可能引发的加热问题。三相模型可能无法完全捕捉所有动力学变化，且表达水平会影响系统响应。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用闭环PI控制器系统对小鼠和大鼠的外周神经进行光遗传学和电刺激以控制踝关节位置。反馈信号包括关节角度或肌束长度。建立了一个三相光电动力学模型来解释时间动态特性。
2：样本选择与数据来源：
使用表达ChR2的转基因小鼠（n=10）和通过病毒转导ChR2的大鼠（n=12）。在11只大鼠上进行了CL-FES实验。采集组织用于免疫荧光和组织学分析。
3：实验设备与材料清单：
LED（470 nm，欧司朗光电半导体）、T立方LED电流驱动器（ThorLabs）、myRio实时?？椋拦乙瞧鳎?、光学距离传感器（OADM 12U6460/S35A，堡盟）、声学微测量晶体（Sonometrics）、FES用钩状电极、EMG针（Natus）、LabVIEW软件、异氟烷麻醉剂、AAV6-hSyn-ChR2病毒、染色用抗体。
4：实验流程与操作步骤：
动物麻醉后暴露神经进行FES或经皮刺激进行FOS。传感器反馈信号输入PI控制器调节刺激参数。实验包括方波和正弦波形、疲劳测试及EMG记录。实验后固定组织并进行分析。
5：数据分析方法：
使用MATLAB和LabVIEW分析数据。指标包括稳态均方根误差、上升时间、超调量及统计检验（非配对t检验）。免疫荧光和组织学数据通过ImageJ量化。
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PM100D
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Sonomicrometry crystals
0.7 mm uncoated
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30G monopolar
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