Implan otak baru mencatat aktivitas neuron selama berbulan-bulan

Merekam aktivitas populasi besar neuron tunggal di otak dalam jangka waktu yang lama sangat penting untuk meningkatkan pemahaman kita tentang sirkuit saraf, untuk memungkinkan terapi baru berbasis perangkat medis dan, di masa depan, untuk antarmuka otak-komputer yang memerlukan resolusi tinggi. informasi elektrofisiologi.

Namun saat ini terdapat perbedaan antara seberapa banyak informasi resolusi tinggi yang dapat diukur oleh perangkat yang ditanamkan dan berapa lama perangkat tersebut dapat mempertahankan kinerja perekaman atau stimulasi. Implan silikon yang kaku dengan banyak sensor, dapat mengumpulkan banyak informasi tetapi tidak dapat bertahan lama di dalam tubuh. Perangkat yang fleksibel dan lebih kecil tidak terlalu mengganggu dan dapat bertahan lebih lama di otak tetapi hanya memberikan sebagian kecil dari informasi saraf yang tersedia.

Baru-baru ini, tim peneliti interdisipliner dari Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), bekerja sama dengan The University of Texas di Austin, MIT dan Axoft, Inc., mengembangkan perangkat implan lunak dengan lusinan sensor. yang dapat merekam aktivitas neuron tunggal di otak secara stabil selama berbulan-bulan.

Penelitian ini dipublikasikan di Nanoteknologi Alam.

Kami telah mengembangkan antarmuka otak-elektronik dengan resolusi sel tunggal yang lebih sesuai secara biologis dibandingkan bahan tradisional. Pekerjaan ini berpotensi merevolusi desain bioelektronik untuk perekaman dan stimulasi saraf, dan untuk antarmuka otak-komputer.”

Paul Le Floch, penulis pertama makalah ini dan mantan mahasiswa pascasarjana di laboratorium Jia Liu, Asisten Profesor Bioteknologi di SEAS

Le Floch saat ini menjabat sebagai CEO Axoft, Inc, sebuah perusahaan yang didirikan pada tahun 2021 oleh Le Floch, Liu dan Tianyang Ye, mantan mahasiswa pascasarjana dan rekan pascadoktoral di Park Group di Harvard. Kantor Pengembangan Teknologi Harvard telah melindungi kekayaan intelektual yang terkait dengan penelitian ini dan melisensikan teknologi tersebut kepada Axoft untuk pengembangan lebih lanjut.

Untuk mengatasi trade-off antara kecepatan data resolusi tinggi dan umur panjang, para peneliti beralih ke sekelompok bahan yang dikenal sebagai elastomer terfluorinasi. Bahan berfluorinasi, seperti Teflon, bersifat tangguh, stabil dalam biofluida, memiliki kinerja dielektrik jangka panjang yang sangat baik, dan kompatibel dengan teknik mikrofabrikasi standar.

Para peneliti mengintegrasikan elastomer dielektrik terfluorinasi ini dengan tumpukan mikroelektroda lunak -; total 64 sensor -; untuk mengembangkan probe tahan lama yang 10,000 kali lebih lembut dibandingkan probe fleksibel konvensional yang terbuat dari bahan plastik rekayasa, seperti polimida atau parylene C.

Tim mendemonstrasikan perangkat tersebut in vivo, merekam informasi saraf dari otak dan sumsum tulang belakang tikus selama beberapa bulan.

“Penelitian kami menyoroti bahwa, dengan merekayasa berbagai faktor secara cermat, adalah mungkin untuk merancang elastomer baru untuk antarmuka saraf yang stabil dalam jangka panjang,” kata Liu, yang merupakan penulis makalah tersebut. “Studi ini dapat memperluas kemungkinan desain untuk antarmuka saraf.”

Tim peneliti interdisipliner juga termasuk Profesor SEAS Katia Bertoldi, Boris Kozinsky dan Zhigang Suo.

“Merancang probe dan antarmuka saraf baru merupakan masalah interdisipliner yang memerlukan keahlian di bidang biologi, teknik elektro, ilmu material, teknik mesin dan kimia,” kata Le Floch.

Penelitian ini ditulis bersama oleh 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 dan Nanshu Lu.

Pekerjaan ini didukung oleh National Science Foundation melalui Hibah Pusat Sains dan Teknik Penelitian Material Universitas Harvard No. DMR-2011754.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.news-medical.net/news/20240127/New-brain-implant-records-neuron-activity-for-months.aspx