Регистрация активности больших популяций одиночных нейронов головного мозга в течение длительных периодов времени имеет решающее значение для дальнейшего понимания нейронных цепей, создания новых методов лечения на основе медицинских устройств и, в будущем, для интерфейсов мозг-компьютер, требующих высокого разрешения. электрофизиологическая информация.
Но сегодня существует компромисс между тем, сколько информации высокого разрешения может измерить имплантированное устройство, и как долго оно может поддерживать запись или стимуляцию. Твердые кремниевые имплантаты со множеством датчиков могут собирать много информации, но не могут оставаться в организме очень долго. Гибкие устройства меньшего размера менее навязчивы и могут дольше оставаться в мозгу, но предоставляют лишь часть доступной нейронной информации.
Недавно междисциплинарная группа исследователей из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) в сотрудничестве с Техасским университетом в Остине, Массачусетским технологическим институтом и компанией Axoft, Inc. разработала мягкое имплантируемое устройство с десятками датчиков. который может стабильно регистрировать активность одного нейрона в мозге в течение нескольких месяцев.
Исследование было опубликовано в Природные нанотехнологии.
Мы разработали интерфейсы мозг-электроника с разрешением одной клетки, которые более биологически совместимы, чем традиционные материалы. Эта работа может произвести революцию в разработке биоэлектроники для записи и стимуляции нейронов, а также в интерфейсах мозг-компьютер».
Пол Ле Флох, первый автор статьи и бывший аспирант лаборатории Цзя Лю, доцента кафедры биоинженерии SEAS.
Ле Флох в настоящее время является генеральным директором Axoft, Inc, компании, основанной в 2021 году Ле Флохом, Лю и Тяньян Е, бывшим аспирантом и научным сотрудником Park Group в Гарварде. Управление развития технологий Гарварда защитило интеллектуальную собственность, связанную с этим исследованием, и передало Axoft лицензию на технологию для дальнейшего развития.
Чтобы преодолеть компромисс между скоростью передачи данных высокого разрешения и долговечностью, исследователи обратились к группе материалов, известных как фторированные эластомеры. Фторированные материалы, такие как тефлон, эластичны, стабильны в биологических жидкостях, обладают превосходными диэлектрическими характеристиками в течение длительного времени и совместимы со стандартными методами микропроизводства.
Исследователи объединили эти фторированные диэлектрические эластомеры со стопками мягких микроэлектродов; Всего 64 датчика -; разработать долговечный зонд, который в 10,000 XNUMX раз мягче, чем обычные гибкие зонды, изготовленные из инженерных пластиков, таких как полиимид или парилен C.
Команда продемонстрировала устройство в естественных условиях, записывая нейронную информацию из головного и спинного мозга мышей в течение нескольких месяцев.
«Наше исследование показывает, что путем тщательного проектирования различных факторов можно разработать новые эластомеры для долговременно стабильных нейронных интерфейсов», — сказал Лю, который является автором статьи. «Это исследование может расширить диапазон возможностей проектирования нейронных интерфейсов».
В междисциплинарную исследовательскую группу также входили профессора SEAS Катя Бертольди, Борис Козинский и Жиган Суо.
«Проектирование новых нейронных зондов и интерфейсов — это очень междисциплинарная проблема, требующая знаний в области биологии, электротехники, материаловедения, машиностроения и химической инженерии», — сказал Ле Флох.
Соавторами исследования выступили Сиюань Чжао, Жэнь Лю, Никола Молинари, Эдер Медина, Хао Шен, Чэлян Ван, Джунсу Ким, Хао Шэн, Себастьян Партарье, Венбо Ван, Чанан Сесслер, Гогао Чжан, Хюнсу Пак, Сянь Гонг, Эндрю. Спенсер, Чонха Ли, Тяньян Е, Синь Тан, Сяо Ван и Наньшу Лу.
Работа была поддержана Национальным научным фондом через грант Центра исследований материалов и инженерии Гарвардского университета № DMR-2011754.
Ле Флох, П., и др.. (2023). Трехмерные пространственно-временные масштабируемые in vivo нейронные зонды на основе фторированных эластомеров. Природа Нанотехнология. doi.org/10.1038/s41565-023-01545-6.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://www.news-medical.net/news/20240127/New-brain-implant-records-neuron-activity-for-months.aspx
- :имеет
- :является
- ][п
- 000
- 10
- 2021
- 2023
- 3d
- a
- деятельность
- причислены
- an
- и
- Эндрю
- прикладной
- МЫ
- AS
- помощник
- связанный
- At
- Остин
- автор
- доступен
- основанный
- между
- биология
- тело
- борис
- Мозг
- но
- by
- CAN
- осторожно
- Центр
- Генеральный директор
- химический
- сотрудничество
- собирать
- Компания
- совместим
- уступчивый
- обычный
- соответствующий
- может
- курс
- решающее значение
- В настоящее время
- данным
- убивают
- Проект
- проектирование
- развивать
- развитый
- Развитие
- устройство
- Устройства
- множество
- электротехника
- включить
- конец
- Проект и
- Эфир (ETH)
- отлично
- Расширьте
- опыта
- факторы
- выполнимый
- человек
- Во-первых,
- гибкого
- Что касается
- Бывший
- Год основания
- Основана
- доля
- от
- далее
- Дальнейшее развитие
- будущее
- выпускник
- предоставлять
- группы
- Гарвардский
- Гарвардский университет
- Есть
- высокое разрешение
- основной момент
- Как
- HTTP
- HTTPS
- in
- Инк
- включены
- информация
- интегрированный
- интеллектуальный
- интеллектуальная собственность
- интерфейсы
- навязчивый
- IT
- John
- JPG
- Ким
- известный
- лаборатория
- большой
- Фамилия
- подветренный
- Меньше
- Лицензирована
- такое как
- Длинное
- долгосрочный
- дольше
- долговечность
- серия
- сделанный
- поддерживать
- многих
- материалы
- проводить измерение
- механический
- основным медицинским
- мышей
- средняя
- MIT
- Мобильный телефон
- месяцев
- БОЛЕЕ
- много
- имя
- нанотехнологии
- национальный
- Национальная наука
- нервный
- Нейроны
- Новые
- Новости
- нет
- роман
- of
- Офис
- on
- только
- or
- наши
- за
- Преодолеть
- бумага & картон
- Парк
- производительность
- выступления
- периодов
- пластики
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- популяции
- возможности,
- потенциал
- зонд
- Проблема
- Профессор
- собственность
- защищенный
- обеспечивать
- опубликованный
- ассортимент
- Обменный курс
- запись
- запись
- учет
- ссылка
- Ren
- требуется
- исследованиям
- исследователи
- упругий
- Постановления
- революционизировать
- жесткий
- s
- Сказал
- масштабируемые
- Школа
- Инженерная школа
- Наука
- НАУКА
- датчик
- несколько
- кремний
- одинарной
- меньше
- мягкая
- Источники
- стабильный
- Стеки
- стандарт
- оставаться
- "Студент"
- Кабинет
- такие
- Поддержанный
- T
- морские водоросли
- команда
- снижения вреда
- Технологии
- Развитие технологий
- Техас
- чем
- который
- Ассоциация
- Будущее
- лечения
- Там.
- Эти
- этой
- Через
- время
- раз
- в
- сегодня
- Всего
- традиционный
- Оказалось
- понимание
- Университет
- URL
- различный
- очень
- естественных условиях
- Ван
- законопроект
- КТО
- Работа
- сяо
- ye
- зефирнет
- Чжан
- Чжао