东北大学的研究人员已经开发出了第一款多合一微型pH探针，用于实时研究大脑深部结构中固有的细胞外pH动力学。在我们的大脑中，数十亿名专门的工作人员-神经元和神经胶质细胞-形成复杂而有效的网络，这些网络通过微妙的化学信号不断相互交流，以控制我们的行为输出。

脑化学是脑细胞中的基本语言。在我们健康的大脑中，化学物质保持相对中性，必须不断调节酸碱波动。否则会导致慢性脑部疾病，例如精神疾病，神经胶质瘤和癫痫发作。因此，大脑的pH波动与大脑的信号传导和功能相关，从而可以更清楚地了解pH值对我们大脑的运作方式以及在患病状态下大脑的功能失常的影响。

然而，尽管最近在大脑的电记录和化学监测技术方面有技术进步，但是在测量化学信号，特别是活生物体(即体内)的pH值方面仍然存在局限性。

研究团队通过开创一种融合了两种不同技术的混合设备来解决这些局限性：一束细纤维与电和光功能的无缝集成，以及化学传感器与光定义的测量位置。这种组合可以在体内对大脑内，尤其是较深区域内的固有化学信号进行空间分辨检测，并具有较高的空间，时间和化学分辨率。

与生物医学工程研究生院的Tatsuo Yoshinobu教授合作，将活性成分-具有光寻址能力的化学传感器-耦合到光纤上，从而实现了一种多合一的混合化学传感探针，可用于体内检测大脑中的细微化学变化。第一个原型专注于pH检测。

多亏了医学研究生院的Hajime Mushiake教授对探针进行了体内测试。它能够检测到对大鼠癫痫发作的轻微pH波动。

郭说：“我们团队的下一步是将空间，时间和化学分辨率提高到与内在神经元动力学的尺度有关的水平。” “我们的技术突破将促进我们对脑化学及其与脑功能的相关性的基本理解。”