Długotrwała sonda neuronowa

(Wiadomości Nanowerk) Rejestrowanie aktywności dużych populacji pojedynczych neuronów w mózgu przez długie okresy czasu ma kluczowe znaczenie dla pogłębienia naszej wiedzy o obwodach neuronowych, umożliwienia nowatorskich terapii opartych na urządzeniach medycznych, a w przyszłości interfejsów mózg-komputer wymagających wysokich rozdzielczość informacji elektrofizjologicznych. Jednak obecnie istnieje kompromis pomiędzy ilością informacji o wysokiej rozdzielczości, jakie może zmierzyć wszczepione urządzenie, a czasem, w jakim może ono utrzymywać parametry rejestrowania lub stymulacji. Sztywne, silikonowe implanty z wieloma czujnikami mogą zebrać wiele informacji, ale nie mogą pozostać w organizmie zbyt długo. Elastyczne, mniejsze urządzenia są mniej inwazyjne i mogą dłużej działać w mózgu, ale dostarczają tylko ułamek dostępnej informacji neuronowej. Niedawno interdyscyplinarny zespół naukowców z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), we współpracy z Uniwersytetem Teksasu w Austin, MIT i Axoft, Inc., opracował miękkie wszczepialne urządzenie z dziesiątkami czujników które mogą rejestrować aktywność pojedynczego neuronu w mózgu stabilnie przez miesiące. Zdjęcie sond neuronowych w kapsułkach elastomerowych z czterema warstwami układów elektrod. (Zdj.: Jia Liu Group/Harvard SEAS) Wyniki badania opublikowano w: Natura Nanotechnologia („3D skalowalne czasoprzestrzennie sondy neuronowe in vivo oparte na fluorowanych elastomerach”). „Opracowaliśmy interfejsy mózg-elektronika o rozdzielczości pojedynczej komórki, które są bardziej zgodne biologicznie niż tradycyjne materiały” – powiedział Paul Le Floch, pierwszy autor artykułu i były absolwent w laboratorium Jia Liu, adiunkt bioinżynierii w SEAS . „Ta praca może zrewolucjonizować projektowanie bioelektroniki do rejestracji i stymulacji neuronów oraz interfejsów mózg-komputer”. Le Floch jest obecnie dyrektorem generalnym Axoft, Inc, firmy założonej w 2021 roku przez Le Flocha, Liu i Tianyang Ye, byłego studenta i stażystę podoktorskiego w Park Group na Harvardzie. Biuro ds. Rozwoju Technologii Harvardu chroniło własność intelektualną związaną z tymi badaniami i udzieliło firmie Axoft licencji na dalszy rozwój technologii. Aby przezwyciężyć kompromis między szybkością transmisji danych w wysokiej rozdzielczości a trwałością, badacze sięgnęli po grupę materiałów zwanych fluorowanymi elastomerami. Materiały fluorowane, takie jak teflon, są sprężyste, stabilne w płynach biologicznych, mają doskonałe długoterminowe właściwości dielektryczne i są kompatybilne ze standardowymi technikami mikrofabrykacji. Naukowcy połączyli te fluorowane elastomery dielektryczne ze stosami miękkich mikroelektrod – w sumie 64 czujniki – aby opracować długotrwałą sondę, która jest 10,000 XNUMX razy bardziej miękka niż konwencjonalne elastyczne sondy wykonane z tworzyw sztucznych służących do inżynierii materiałowej, takich jak poliimid czy parylen C. Zespół wykazał urządzenie in vivo, rejestrujące informacje neuronowe z mózgu i rdzenia kręgowego myszy w ciągu kilku miesięcy. „Nasze badania podkreślają, że dzięki starannemu projektowaniu różnych czynników możliwe jest zaprojektowanie nowatorskich elastomerów dla długoterminowo stabilnych interfejsów neuronowych” – powiedział Liu, który jest autorem korespondencyjnym artykułu. „To badanie mogłoby poszerzyć zakres możliwości projektowania interfejsów neuronowych”. W interdyscyplinarnym zespole badawczym znaleźli się także profesorowie SEAS Katia Bertoldi, Boris Kozinsky i Zhigang Suo. „Projektowanie nowych sond i interfejsów neuronowych to problem bardzo interdyscyplinarny, wymagający wiedzy specjalistycznej z biologii, elektrotechniki, inżynierii materiałowej, inżynierii mechanicznej i chemicznej” – powiedział Le Floch.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64520.php