Uus ajuimplantaat registreerib neuronite aktiivsust kuude jooksul

Uus ajuimplantaat registreerib neuronite aktiivsust kuude jooksul

Ajatempel: 27. jaanuar 2024 11:51
Allikasõlm: 3088803

Suurte üksikute neuronite populatsioonide aktiivsuse registreerimine ajus pika aja jooksul on ülioluline, et paremini mõista närviahelaid, võimaldada uudseid meditsiiniseadmetel põhinevaid ravimeetodeid ja tulevikus kõrget eraldusvõimet nõudvate aju-arvuti liideste jaoks. elektrofüsioloogiline teave.

Kuid tänapäeval on kompromiss selle vahel, kui palju kõrge eraldusvõimega teavet saab siirdatud seade mõõta ja kui kaua see suudab salvestada või stimuleerida. Jäigad, paljude anduritega ränimplantaadid võivad koguda palju teavet, kuid ei püsi kehas kaua. Paindlikud, väiksemad seadmed on vähem pealetükkivad ja võivad ajus kauem vastu pidada, kuid annavad vaid murdosa olemasolevast närviteabest.

Hiljuti töötas Harvardi John A. Paulsoni tehnika- ja rakendusteaduste kooli (SEAS) teadlastest koosnev interdistsiplinaarne meeskond koostöös Austini Texase ülikooli, MIT ja Axoft, Inc.-ga välja pehme implanteeritava seadme, millel on kümned andurid. mis suudab registreerida ühe neuroni aktiivsust ajus stabiilselt kuude jooksul.

Uuring avaldati aastal Looduse nanotehnoloogia.

Oleme välja töötanud üherakulise eraldusvõimega aju-elektroonika liidesed, mis on bioloogiliselt ühilduvamad kui traditsioonilised materjalid. Sellel tööl on potentsiaal muuta neuronite salvestamise ja stimuleerimise ning aju-arvuti liideste bioelektroonika disaini.

Paul Le Floch, töö esimene autor ja endine magistrant Jia Liu laboris, SEASi bioinseneri abiprofessor

Le Floch on praegu ettevõtte Axoft, Inc tegevjuht. 2021. aastal asutasid Le Floch, Liu ja Tianyang Ye, endine magistrant ja Harvardi Park Groupi järeldoktor. Harvardi tehnoloogiaarenduse büroo on kaitsnud selle uurimistööga seotud intellektuaalomandit ja litsentsinud tehnoloogia Axoftile edasiseks arendamiseks.

Kõrge eraldusvõimega andmeedastuskiiruse ja pikaealisuse vahelise kompromissi ületamiseks pöördusid teadlased materjalide rühma, mida tuntakse fluoritud elastomeeridena. Fluoritud materjalid, nagu teflon, on elastsed, stabiilsed biovedelikes, neil on suurepärane pikaajaline dielektriline jõudlus ja need ühilduvad standardsete mikrotootmistehnikatega.

Teadlased integreerisid need fluoritud dielektrilised elastomeerid pehmete mikroelektroodide virnadega -; 64 andurit kokku -; töötada välja kauakestev sond, mis on 10,000 XNUMX korda pehmem kui tavalised painduvad sondid, mis on valmistatud materjalidest tehnilistest plastidest, nagu polüimiid või parüleen C.

seotud lood

Meeskond demonstreeris seadet in vivo, salvestades mitme kuu jooksul hiirte ajust ja seljaajudest pärinevat närviteavet.

"Meie uuringud rõhutavad, et erinevate tegurite hoolikalt kavandades on võimalik kavandada uudseid elastomeere pikaajaliselt stabiilsete närviliideste jaoks, " ütles Liu, kes on artikli vastav autor. "See uuring võib laiendada närviliideste disainivõimalusi."

Interdistsiplinaarsesse uurimisrühma kuulusid ka SEASi professorid Katia Bertoldi, Boris Kozinsky ja Zhigang Suo.

"Uute närvisondide ja liideste kavandamine on väga interdistsiplinaarne probleem, mis nõuab bioloogia, elektrotehnika, materjaliteaduse, mehaanika- ja keemiatehnoloogia teadmisi," ütles Le Floch.

Uuringu kaasautoriteks on 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 ja Nanshu Lu.

Tööd toetas Riiklik Teadusfond Harvardi ülikooli materjaliuuringute teadus- ja tehnikakeskuse grandi nr DMR-2011754 kaudu.

Harvardi John A. Paulsoni tehnikakõrgkool

Viide:

Le Floch, P., et al. (2023). Fluoritud elastomeeridel põhinevad 3D spatiotemporally skaleeritavad in vivo neuraalsed sondid. Loodus Nanotehnoloogia. doi.org/10.1038/s41565-023-01545-6.

Ajatempel:

Veel alates Medical.net