Η καταγραφή της δραστηριότητας μεγάλων πληθυσμών μεμονωμένων νευρώνων στον εγκέφαλο για μεγάλες χρονικές περιόδους είναι ζωτικής σημασίας για την περαιτέρω κατανόηση των νευρωνικών κυκλωμάτων, για να επιτραπούν νέες θεραπείες βασισμένες σε ιατρικές συσκευές και, στο μέλλον, για διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή που απαιτούν υψηλή ανάλυση ηλεκτροφυσιολογικές πληροφορίες.
Αλλά σήμερα υπάρχει μια αντιστάθμιση μεταξύ του πόσες πληροφορίες υψηλής ανάλυσης μπορεί να μετρήσει μια εμφυτευμένη συσκευή και πόσο καιρό μπορεί να διατηρήσει τις επιδόσεις εγγραφής ή διέγερσης. Άκαμπτα, εμφυτεύματα πυριτίου με πολλούς αισθητήρες, μπορούν να συλλέξουν πολλές πληροφορίες αλλά δεν μπορούν να παραμείνουν στο σώμα για πολύ. Οι ευέλικτες, μικρότερες συσκευές είναι λιγότερο παρεμβατικές και μπορούν να διαρκέσουν περισσότερο στον εγκέφαλο, αλλά παρέχουν μόνο ένα κλάσμα των διαθέσιμων νευρωνικών πληροφοριών.
Πρόσφατα, μια διεπιστημονική ομάδα ερευνητών από το Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Austin, το MIT και την Axoft, Inc., ανέπτυξαν μια μαλακή εμφυτεύσιμη συσκευή με δεκάδες αισθητήρες που μπορεί να καταγράφει σταθερά τη δραστηριότητα ενός νευρώνα στον εγκέφαλο για μήνες.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Νανοτεχνολογία Φύσης.
Έχουμε αναπτύξει διεπαφές εγκεφάλου-ηλεκτρονικών με ανάλυση ενός κυττάρου που είναι πιο συμβατές βιολογικά από τα παραδοσιακά υλικά. Αυτή η εργασία έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στον σχεδιασμό της βιοηλεκτρονικής για νευρωνική καταγραφή και διέγερση, καθώς και για διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή».
Paul Le Floch, πρώτος συγγραφέας της εργασίας και πρώην μεταπτυχιακός φοιτητής στο εργαστήριο του Jia Liu, Επίκουρου Καθηγητή Βιομηχανικής στο SEAS
Ο Le Floch είναι επί του παρόντος ο Διευθύνων Σύμβουλος της Axoft, Inc, μιας εταιρείας που ιδρύθηκε το 2021 από τους Le Floch, Liu και Tianyang Ye, πρώην μεταπτυχιακό φοιτητή και μεταδιδακτορικό υπότροφο στο Park Group στο Χάρβαρντ. Το Γραφείο Ανάπτυξης Τεχνολογίας του Χάρβαρντ προστατεύει την πνευματική ιδιοκτησία που σχετίζεται με αυτήν την έρευνα και έχει παραχωρήσει άδεια χρήσης της τεχνολογίας στην Axoft για περαιτέρω ανάπτυξη.
Για να ξεπεραστεί η αντιστάθμιση μεταξύ του ρυθμού δεδομένων υψηλής ανάλυσης και της μακροζωίας, οι ερευνητές στράφηκαν σε μια ομάδα υλικών γνωστών ως φθοριούχα ελαστομερή. Τα φθοριούχα υλικά, όπως το τεφλόν, είναι ανθεκτικά, σταθερά στα βιορευστά, έχουν εξαιρετική μακροπρόθεσμη διλεκτική απόδοση και είναι συμβατά με τις τυπικές τεχνικές μικροκατασκευής.
Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν αυτά τα φθοριούχα διηλεκτρικά ελαστομερή με στοίβες από μαλακά μικροηλεκτρόδια -. 64 αισθητήρες συνολικά -; να αναπτύξει έναν ανιχνευτή μακράς διαρκείας που είναι 10,000 φορές πιο μαλακός από τους συμβατικούς εύκαμπτους ανιχνευτές κατασκευασμένους από πλαστικά μηχανικής υλικών, όπως πολυιμίδιο ή παρυλένιο C.
Η ομάδα παρουσίασε τη συσκευή ίη νίνο, καταγραφή νευρωνικών πληροφοριών από τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό ποντικών κατά τη διάρκεια αρκετών μηνών.
«Η έρευνά μας υπογραμμίζει ότι, μελετώντας προσεκτικά διάφορους παράγοντες, είναι εφικτός ο σχεδιασμός νέων ελαστομερών για μακροπρόθεσμα σταθερές νευρικές διεπαφές», δήλωσε ο Liu, ο οποίος είναι ο αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας. «Αυτή η μελέτη θα μπορούσε να επεκτείνει το εύρος των δυνατοτήτων σχεδιασμού για νευρωνικές διεπαφές».
Η διεπιστημονική ερευνητική ομάδα περιελάμβανε επίσης τους καθηγητές SEAS Katia Bertoldi, Boris Kozinsky και Zhigang Suo.
«Ο σχεδιασμός νέων νευρωνικών ανιχνευτών και διεπαφών είναι ένα πολύ διεπιστημονικό πρόβλημα που απαιτεί εξειδίκευση στη βιολογία, την ηλεκτρική μηχανική, την επιστήμη των υλικών, τη μηχανολογία και τη χημική μηχανική», δήλωσε ο Le Floch.
Η έρευνα συντάχθηκε από τους Siyuan Zhao, Ren Liu, Nicola Molinari, Eder Medina, Hao Shen, Zheliang Wang, Junsoo Kim, Hao Sheng, Sebastian Partarrieu, Wenbo Wang, Chanan Sessler, Guogao Zhang, Hyunsu Park, Xian Gong, Andrew Spencer, Jongha Lee, Tianyang Ye, Xin Tang, Xiao Wang και Nanshu Lu.
Η εργασία υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών μέσω του Κέντρου Επιστήμης και Μηχανικής Έρευνας Υλικών του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ Αρ. επιχορήγησης DMR-2011754.
Le Floch, P., et αϊ. (2023). 3D χωροχρονικά επεκτάσιμοι in vivo νευρικοί ανιχνευτές βασισμένοι σε φθοριούχα ελαστομερή. Φύση Νανοτεχνολογία. doi.org/10.1038/s41565-023-01545-6.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://www.news-medical.net/news/20240127/New-brain-implant-records-neuron-activity-for-months.aspx
- :έχει
- :είναι
- ][Π
- 000
- 10
- 2021
- 2023
- 3d
- a
- δραστηριότητα
- Επίσης
- an
- και
- Ανδρέας
- εφαρμοσμένος
- ΕΙΝΑΙ
- AS
- Βοηθός
- συσχετισμένη
- At
- austin
- συγγραφέας
- διαθέσιμος
- βασίζονται
- μεταξύ
- βιολογία
- σώμα
- Boris
- Εγκέφαλος
- αλλά
- by
- CAN
- προσεκτικά
- Κέντρο
- Διευθύνων Σύμβουλος
- χημική ουσία
- συνεργασία
- συλλέγουν
- εταίρα
- σύμφωνος
- υποχωρητικός
- συμβατικός
- Αντίστοιχος
- θα μπορούσε να
- πορεία
- κρίσιμος
- Τη στιγμή
- ημερομηνία
- κατέδειξε
- Υπηρεσίες
- σχέδιο
- ανάπτυξη
- αναπτύχθηκε
- Ανάπτυξη
- συσκευή
- Συσκευές
- δεκάδες
- Ηλεκτρολόγων Μηχανικών
- ενεργοποιήσετε
- τέλος
- Μηχανική
- Αιθέρας (ΕΤΗ)
- έξοχος
- Ανάπτυξη
- εξειδίκευση
- παράγοντες
- εφικτός
- σύντροφος
- Όνομα
- εύκαμπτος
- Για
- Πρώην
- Θεμέλιο
- Ίδρυση
- κλάσμα
- από
- περαιτέρω
- περαιτέρω ανάπτυξη
- μελλοντικός
- αποφοιτήσουν
- χορηγεί
- Group
- Harvard
- Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ
- Έχω
- υψηλής ανάλυσης
- ανταύγειες
- Πως
- http
- HTTPS
- in
- Α.Ε.
- περιλαμβάνονται
- πληροφορίες
- ενσωματωθεί
- διανοούμενος
- πνευματικής ιδιοκτησίας
- διεπαφές
- ενοχλητικό
- IT
- Γιάννης
- jpg
- Κιμ
- γνωστός
- εργαστήριο
- large
- Επίθετο
- Υπήνεμος
- μείον
- Άδεια
- Μου αρέσει
- Μακριά
- μακροπρόθεσμος
- πλέον
- μακροβιότητα
- Παρτίδα
- που
- διατηρήσουν
- πολοί
- υλικά
- μέτρο
- μηχανικός
- ιατρικών
- ποντίκια
- Μέσο
- MIT
- Κινητό
- μήνες
- περισσότερο
- πολύ
- όνομα
- νανοτεχνολογία
- εθνικός
- Εθνική Επιστήμη
- Νευρικός
- Νευρώνες
- Νέα
- νέα
- Όχι.
- μυθιστόρημα
- of
- Office
- on
- αποκλειστικά
- or
- δικός μας
- επί
- Ξεπεράστε
- Χαρτί
- Πάρκο
- επίδοση
- παραστάσεις
- έμμηνα
- πλαστικά
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- πληθυσμών
- δυνατότητες
- δυναμικού
- καθετήρας
- Πρόβλημα
- Δάσκαλος
- περιουσία
- προστατεύονται
- παρέχουν
- δημοσιεύθηκε
- σειρά
- Τιμή
- ρεκόρ
- εγγραφή
- αρχεία
- αναφορά
- ren
- Απαιτεί
- έρευνα
- ερευνητές
- ελαστικός
- Ανάλυση
- φέρνω επανάσταση
- άκαμπτος
- s
- Είπε
- επεκτάσιμη
- Σχολείο
- Πολυτεχνική Σχολή
- Επιστήμη
- ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ
- αισθητήρες
- διάφοροι
- Πυρίτιο
- ενιαίας
- μικρότερος
- Μαλακός
- Πηγές
- σταθερός
- Στοίβες
- πρότυπο
- παραμονή
- Φοιτητής
- Μελέτη
- τέτοιος
- υποστηριζόνται!
- T
- ισχυρή γεύση
- τεχνικές
- Τεχνολογία
- ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ
- Τέξας
- από
- ότι
- Η
- Το μέλλον
- Θεραπείες
- Εκεί.
- Αυτοί
- αυτό
- Μέσω
- ώρα
- φορές
- προς την
- σήμερα
- Σύνολο
- παραδοσιακός
- Γύρισε
- κατανόηση
- πανεπιστήμιο
- URL
- διάφορα
- πολύ
- vivo
- wang
- ήταν
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- με
- Εργασία
- Xiao
- ye
- zephyrnet
- Zhang
- Τζάο