利用电压阶跃诱导的电流尖峰进行神经细胞细胞外刺激

提出了一种新的刺激范式，用于通过细胞外电流刺激神经细胞。在新范式中，每当电压阶跃施加到活体生物组织时，由电压阶跃诱导的电流尖峰实现刺激。通过实验证据和理论论证，表明该尖峰非常适合刺激神经细胞。以人舌刺激作为原理验证。测量了各种电压下的电荷注入阈值。实验中使用的电流尖峰的时间轮廓半宽约为1微秒。尖峰的衰减是非指数的。该尖峰至少具有三个明显不同的阶段。麦克斯韦阶段之后是电荷重排阶段。细胞膜的充电在第三阶段完成。所有三个阶段都有助于细胞膜的去极化或超极化。由于尖峰持续时间短，电荷转移非常小。测量了导致动作电位的神经细胞膜的激活时间（不可返回时间），发现出乎意料的短。对于10 V或更高的电压阶跃，它可以短至3微秒。