नया मस्तिष्क प्रत्यारोपण महीनों तक न्यूरॉन गतिविधि को रिकॉर्ड करता है

नया मस्तिष्क प्रत्यारोपण महीनों तक न्यूरॉन गतिविधि को रिकॉर्ड करता है

समय टिकट: 27 जनवरी, 2024 शाम 11:51 बजे
स्रोत नोड: 3088803

लंबे समय तक मस्तिष्क में एकल न्यूरॉन्स की बड़ी आबादी की गतिविधि को रिकॉर्ड करना तंत्रिका सर्किट की हमारी समझ को आगे बढ़ाने, नवीन चिकित्सा उपकरण-आधारित उपचारों को सक्षम करने और भविष्य में, उच्च-रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता वाले मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस के लिए महत्वपूर्ण है। इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल जानकारी.

लेकिन आज एक प्रत्यारोपित उपकरण कितनी उच्च-रिज़ॉल्यूशन जानकारी माप सकता है और यह कितनी देर तक रिकॉर्डिंग या उत्तेजना प्रदर्शन को बनाए रख सकता है, इसके बीच एक समझौता है। कई सेंसरों के साथ कठोर, सिलिकॉन प्रत्यारोपण, बहुत सारी जानकारी एकत्र कर सकते हैं लेकिन बहुत लंबे समय तक शरीर में नहीं रह सकते। लचीले, छोटे उपकरण कम घुसपैठ करते हैं और मस्तिष्क में लंबे समय तक रह सकते हैं लेकिन उपलब्ध तंत्रिका संबंधी जानकारी का केवल एक अंश ही प्रदान करते हैं।

हाल ही में, हार्वर्ड जॉन ए. पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज (एसईएएस) के शोधकर्ताओं की एक अंतःविषय टीम ने ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय, एमआईटी और एक्सोफ्ट, इंक. के सहयोग से दर्जनों सेंसर के साथ एक नरम प्रत्यारोपण योग्य उपकरण विकसित किया है। जो महीनों तक मस्तिष्क में एकल-न्यूरॉन गतिविधि को स्थिर रूप से रिकॉर्ड कर सकता है।

में शोध प्रकाशित हुआ था प्रकृति नैनो प्रौद्योगिकी।

हमने एकल-कोशिका रिज़ॉल्यूशन वाले मस्तिष्क-इलेक्ट्रॉनिक्स इंटरफेस विकसित किए हैं जो पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में अधिक जैविक रूप से अनुकूल हैं। इस कार्य में तंत्रिका रिकॉर्डिंग और उत्तेजना और मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस के लिए बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के डिजाइन में क्रांति लाने की क्षमता है।

पॉल ले फ्लोच, पेपर के पहले लेखक और जिया लियू की प्रयोगशाला में पूर्व स्नातक छात्र, एसईएएस में बायोइंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर

ले फ्लोच वर्तमान में एक्सोफ्ट, इंक. के सीईओ हैं, एक कंपनी जिसकी स्थापना 2021 में ले फ्लोच, लियू और तियानयांग ये, एक पूर्व स्नातक छात्र और हार्वर्ड में पार्क ग्रुप में पोस्टडॉक्टरल फेलो द्वारा की गई थी। हार्वर्ड के प्रौद्योगिकी विकास कार्यालय ने इस शोध से जुड़ी बौद्धिक संपदा की रक्षा की है और आगे के विकास के लिए प्रौद्योगिकी को एक्सॉफ्ट को लाइसेंस दिया है।

उच्च-रिज़ॉल्यूशन डेटा दर और दीर्घायु के बीच व्यापार को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने फ्लोरिनेटेड इलास्टोमर्स के रूप में ज्ञात सामग्रियों के एक समूह की ओर रुख किया। टेफ्लॉन जैसी फ्लोराइड युक्त सामग्री लचीली होती है, बायोफ्लुइड्स में स्थिर होती है, इसमें उत्कृष्ट दीर्घकालिक डाइलेक्टिक प्रदर्शन होता है, और मानक माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीकों के साथ संगत होती है।

शोधकर्ताओं ने इन फ्लोरिनेटेड ढांकता हुआ इलास्टोमर्स को नरम माइक्रोइलेक्ट्रोड के ढेर के साथ एकीकृत किया -; कुल 64 सेंसर -; एक लंबे समय तक चलने वाली जांच विकसित करने के लिए जो पॉलीमाइड या पैरिलीन सी जैसी सामग्री इंजीनियरिंग प्लास्टिक से बनी पारंपरिक लचीली जांच की तुलना में 10,000 गुना नरम है।

संबंधित कहानियां

टीम ने डिवाइस का प्रदर्शन किया vivo में, कई महीनों के दौरान चूहों के मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी से तंत्रिका संबंधी जानकारी रिकॉर्ड करना।

"हमारा शोध इस बात पर प्रकाश डालता है कि, विभिन्न कारकों की सावधानीपूर्वक इंजीनियरिंग करके, दीर्घकालिक-स्थिर तंत्रिका इंटरफेस के लिए उपन्यास इलास्टोमर्स को डिजाइन करना संभव है," लियू ने कहा, जो पेपर के संबंधित लेखक हैं। "यह अध्ययन तंत्रिका इंटरफेस के लिए डिज़ाइन संभावनाओं की सीमा का विस्तार कर सकता है।"

अंतःविषय अनुसंधान टीम में एसईएएस प्रोफेसर कटिया बर्टोल्डी, बोरिस कोज़िंस्की और झीगांग सुओ भी शामिल थे।

"नए तंत्रिका जांच और इंटरफेस को डिजाइन करना एक बहुत ही अंतःविषय समस्या है जिसके लिए जीव विज्ञान, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, सामग्री विज्ञान, मैकेनिकल और रासायनिक इंजीनियरिंग में विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है," ले फ्लोच ने कहा।

शोध के सह-लेखक सियुआन झाओ, रेन लियू, निकोला मोलिनारी, एडर मदीना, हाओ शेन, झेलियांग वांग, जुनसू किम, हाओ शेंग, सेबेस्टियन पार्टरियू, वेनबो वांग, चानन सेसलर, गुओगाओ झांग, ह्यूनसु पार्क, जियान गोंग, एंड्रयू थे। स्पेंसर, जोंघा ली, तियान्यांग ये, शिन तांग, जिओ वांग और नानशु लू।

इस कार्य को नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा हार्वर्ड यूनिवर्सिटी मैटेरियल्स रिसर्च साइंस एंड इंजीनियरिंग सेंटर ग्रांट नंबर DMR-2011754 के माध्यम से समर्थित किया गया था।

हार्वर्ड जॉन ए। पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंसेज

जर्नल संदर्भ:

ले फ़्लोच, पी., एट अल. (2023)। फ्लोरिनेटेड इलास्टोमर्स पर आधारित विवो न्यूरल जांच में 3डी स्पेटियोटेम्पोरली स्केलेबल। प्रकृति नैनो प्रौद्योगिकी. doi.org/10.1038/s41565-023-01545-6.

समय टिकट:

से अधिक मेडिकल.नेट