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神经调控是一种用于调节脑功能和治疗神经系统疾病的快速发展策略，然而，光学神经刺激的机制仍未得到充分理解。一个核心挑战在于，光声（PA）和光热（PT）效应通常同时产生，并且在空间和时间尺度上呈现重叠演化，这使得难以区分它们对神经元激活的具体贡献。在此，我们通过将两种碳基发射体与空间偏移泵浦-探测成像平台相结合，利用对时空场演化的直接映射来区分光声与光热神经调控，从而克服了这一局限。这两种发射体产生几乎相同的热场，而其声学输出相差达26倍，从而能够对热学与声学贡献进行解耦比较。为直接表征相关物理场，我们建立了一种空间偏移泵浦-探测成像系统，能够同时可视化温度和压力的演化，并证实两种发射体之间的热分布特征相匹配。神经元刺激实验进一步表明，与PT刺激相比，神经元对PA刺激表现出显著更高的响应性。除了解答一个长期存在的机制性问题之外，本研究还展示了PA刺激的更高效率，并为高性能光学神经接口的设计提供了一般性指导。
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通过定量绘制时空场演化区分光声与光热神经刺激
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Deming Li， Andrew Cheng， Xinrui Gong， Haoxin Huang， Yueming Li， Yifan Zhu， Edward Nelson， Ji-Xin Cheng， Guo Chen， Chen Yang
doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.02.729635
Deming Li 1 波士顿大学； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议 发布。
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发表于 2026 年 6 月 5 日。
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Deming Li， Andrew Cheng， Xinrui Gong， Haoxin Huang， Yueming Li， Yifan Zhu， Edward Nelson， Ji-Xin Cheng， Guo Chen， Chen Yang
bioRxiv 2026.06.02.729635； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.02.729635
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Deming Li， Andrew Cheng， Xinrui Gong， Haoxin Huang， Yueming Li， Yifan Zhu， Edward Nelson， Ji-Xin Cheng， Guo Chen， Chen Yang
bioRxiv 2026.06.02.729635； doi： https://doi.org/10.64898/2026.06.02.729635
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729635v1?rss=1
🏷️ 神经刺激 光声效应 光热效应 时空场成像 神经调控 泵浦-探测成像