Az új agyimplantátum hónapokig rögzíti az idegsejtek aktivitását

Az új agyimplantátum hónapokig rögzíti az idegsejtek aktivitását

Időbélyeg: 27. január 2024. 11:51
Forrás csomópont: 3088803

Az agyban lévő egyetlen neuron nagy populációinak aktivitásának hosszú időn át történő rögzítése kulcsfontosságú az idegi áramkörök jobb megértéséhez, az új, orvosi eszköz alapú terápiák lehetővé tételéhez, valamint a jövőben a nagy felbontást igénylő agy-számítógép interfészekhez. elektrofiziológiai információk.

Ma azonban kompromisszum van aközött, hogy egy beültetett eszköz mennyi nagy felbontású információt képes mérni, és mennyi ideig képes fenntartani a rögzítési vagy stimulációs teljesítményt. A merev, sok érzékelővel rendelkező szilícium implantátumok sok információt tudnak gyűjteni, de nem maradhatnak sokáig a testben. A rugalmas, kisebb eszközök kevésbé tolakodóak, és tovább tartanak az agyban, de a rendelkezésre álló idegi információnak csak egy töredékét biztosítják.

A közelmúltban a Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) interdiszciplináris kutatócsoportja az austini Texasi Egyetemmel, az MIT-vel és az Axofttal együttműködve kifejlesztett egy puha beültethető eszközt tucatnyi érzékelővel. amely hónapokig stabilan rögzítheti az egyneuron aktivitását az agyban.

A kutatást a Természet Nanotechnológia.

Egysejt felbontású agy-elektronikai interfészeket fejlesztettünk ki, amelyek biológiailag jobban megfelelnek a hagyományos anyagoknál. Ez a munka képes forradalmasítani a bioelektronika tervezését az idegi rögzítéshez és stimulációhoz, valamint az agy-számítógép interfészekhez.”

Paul Le Floch, a tanulmány első szerzője és Jia Liu, a SEAS biomérnöki adjunktusa laborjában végzett korábbi hallgató

Le Floch jelenleg az Axoft, Inc. vezérigazgatója. A céget 2021-ben alapította Le Floch, Liu és Tianyang Ye, aki a Harvard Park Group egykori végzős hallgatója és posztdoktori ösztöndíjasa volt. A Harvard Technológiai Fejlesztési Hivatala megvédte az ehhez a kutatáshoz kapcsolódó szellemi tulajdont, és licencelte a technológiát az Axoft számára további fejlesztés céljából.

A nagyfelbontású adatátviteli sebesség és a hosszú élettartam közötti kompromisszum leküzdése érdekében a kutatók a fluorozott elasztomerekként ismert anyagok csoportjához fordultak. A fluorozott anyagok, mint például a teflon, rugalmasak, stabilak a biofluidokban, kiváló hosszú távú dielektrikum-teljesítményük van, és kompatibilisek a szabványos mikrogyártási technikákkal.

A kutatók ezeket a fluorozott dielektromos elasztomereket lágy mikroelektródák kötegeivel integrálták -; 64 érzékelő összesen -; olyan hosszú élettartamú szondát fejleszteni, amely 10,000 XNUMX-szer lágyabb, mint a hagyományos, mérnöki műanyagokból, például poliimidből vagy parilén C-ből készült rugalmas szondák.

Kapcsolódó történetek

A csapat bemutatta a készüléket in vivo, amely több hónapon keresztül rögzíti az egerek agyából és gerincvelőiből származó idegi információkat.

"Kutatásunk rávilágít arra, hogy különféle tényezők gondos tervezésével megvalósítható új elasztomerek tervezése hosszú távú stabil idegi interfészek számára" - mondta Liu, a cikk megfelelő szerzője. "Ez a tanulmány kiterjesztheti a neurális interfészek tervezési lehetőségeinek körét."

Az interdiszciplináris kutatócsoportba Katia Bertoldi, Boris Kozinsky és Zhigang Suo SEAS professzorok is tartoztak.

"Az új neurális szondák és interfészek tervezése nagyon interdiszciplináris probléma, amely szakértelmet igényel a biológia, az elektrotechnika, az anyagtudomány, a gépészeti és vegyészmérnöki területen" - mondta Le Floch.

A kutatás társszerzői: 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 és Nanshu Lu.

A munkát a National Science Foundation támogatta a Harvard Egyetem Anyagkutatási Tudományos és Mérnöki Központjának DMR-2011754 számú pályázatán keresztül.

Harvard John A. Paulson Műszaki és Alkalmazott Tudományok Iskola

Napló száma:

Le Floch, P., et al. (2023). Fluorozott elasztomereken alapuló 3D térben és időben skálázható in vivo idegszondák. Természet Nanotechnológia. doi.org/10.1038/s41565-023-01545-6.

Időbélyeg:

Még több Medical.net