โพรบประสาทที่ยาวนาน

(ข่าวนาโนเวิร์ค) การบันทึกกิจกรรมของเซลล์ประสาทเดี่ยวจำนวนมากในสมองเป็นเวลานานเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจวงจรประสาทของเราให้มากขึ้น เพื่อให้เกิดการบำบัดโดยใช้อุปกรณ์ทางการแพทย์แบบใหม่ และในอนาคตสำหรับอินเทอร์เฟซของสมองและคอมพิวเตอร์ที่ต้องการ ความละเอียดของข้อมูลทางไฟฟ้าสรีรวิทยา แต่ในปัจจุบันนี้มีข้อแลกเปลี่ยนระหว่างข้อมูลความละเอียดสูงที่อุปกรณ์ฝังสามารถวัดได้ และระยะเวลาที่อุปกรณ์สามารถรักษาประสิทธิภาพการบันทึกหรือการกระตุ้นไว้ได้ การปลูกถ่ายซิลิโคนที่แข็งและมีเซ็นเซอร์จำนวนมาก สามารถรวบรวมข้อมูลได้มากมายแต่ไม่สามารถอยู่ในร่างกายได้นานนัก อุปกรณ์ขนาดเล็กและยืดหยุ่นจะรบกวนน้อยกว่าและสามารถอยู่ในสมองได้นานกว่า แต่ให้ข้อมูลระบบประสาทที่มีอยู่เพียงเศษเสี้ยวเท่านั้น เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมนักวิจัยสหวิทยาการจาก Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสติน MIT และ Axoft, Inc. พัฒนาอุปกรณ์ฝังแบบอ่อนที่มีเซ็นเซอร์หลายสิบตัว ที่สามารถบันทึกการทำงานของเซลล์ประสาทเดี่ยวในสมองได้อย่างเสถียรเป็นเวลาหลายเดือน ภาพถ่ายของโพรบประสาทที่หุ้มด้วยอีลาสโตเมอร์ซึ่งมีอาร์เรย์อิเล็กโทรดสี่ชั้น (ภาพ: Jia Liu Group/Harvard SEAS) งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ (“การตรวจวัดระบบประสาทในสิ่งมีชีวิตแบบ 3 มิติที่ปรับขนาดได้เชิงพื้นที่โดยอิงจากยางฟลูออริเนต”). “เราได้พัฒนาส่วนต่อประสานระหว่างสมองและอิเล็กทรอนิกส์ด้วยความละเอียดเซลล์เดียวที่เป็นไปตามข้อกำหนดทางชีวภาพมากกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม” Paul Le Floch ผู้เขียนรายงานฉบับแรกและอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องทดลองของ Jia Liu ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพที่ SEAS กล่าว . “งานนี้มีศักยภาพที่จะปฏิวัติการออกแบบไบโออิเล็กทรอนิกส์สำหรับการบันทึกและกระตุ้นประสาท และสำหรับอินเทอร์เฟซของสมองและคอมพิวเตอร์” ปัจจุบัน Le Floch เป็นซีอีโอของ Axoft, Inc ซึ่งเป็นบริษัทที่ก่อตั้งในปี 2021 โดย Le Floch, Liu และ Tianyang Ye ซึ่งเป็นอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและนักวิจัยหลังปริญญาเอกใน Park Group ที่ Harvard สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีของฮาร์วาร์ดได้ปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยนี้ และได้มอบใบอนุญาตเทคโนโลยีให้กับ Axoft เพื่อการพัฒนาต่อไป เพื่อเอาชนะการแลกเปลี่ยนระหว่างอัตราข้อมูลความละเอียดสูงและอายุการใช้งานที่ยืนยาว นักวิจัยจึงหันไปหากลุ่มวัสดุที่เรียกว่าอีลาสโตเมอร์ฟลูออริเนต วัสดุที่มีฟลูออริเนต เช่น เทฟล่อน มีความยืดหยุ่น มีความเสถียรในของไหลชีวภาพ มีประสิทธิภาพไดอิเล็กกติกในระยะยาวดีเยี่ยม และเข้ากันได้กับเทคนิคการผลิตไมโครแฟบริเคชันมาตรฐาน นักวิจัยได้รวมไดอิเล็กตริกอีลาสโตเมอร์ที่มีฟลูออริเนตเหล่านี้เข้ากับไมโครอิเล็กโทรดแบบอ่อนจำนวน 64 เซ็นเซอร์ เพื่อพัฒนาหัววัดที่มีอายุการใช้งานยาวนานซึ่งมีความนุ่มกว่าหัววัดแบบยืดหยุ่นทั่วไปถึง 10,000 เท่า ซึ่งทำจากวัสดุพลาสติกวิศวกรรม เช่น โพลิอิไมด์หรือพาริลีน C ทีมงานได้สาธิตให้เห็น อุปกรณ์ in vivo บันทึกข้อมูลระบบประสาทจากสมองและไขสันหลังของหนูตลอดระยะเวลาหลายเดือน “งานวิจัยของเราเน้นย้ำว่า ด้วยการออกแบบวิศวกรรมปัจจัยต่างๆ อย่างระมัดระวัง จึงเป็นไปได้ที่จะออกแบบอีลาสโตเมอร์ชนิดใหม่สำหรับอินเทอร์เฟซทางประสาทที่มีความเสถียรในระยะยาว” Liu ซึ่งเป็นผู้เขียนรายงานดังกล่าวกล่าว “การศึกษานี้สามารถขยายขอบเขตของความเป็นไปได้ในการออกแบบสำหรับอินเทอร์เฟซแบบนิวรัล” ทีมวิจัยสหวิทยาการยังรวมถึงศาสตราจารย์ SEAS Katia Bertoldi, Boris Kozinsky และ Zhigang Suo “การออกแบบโพรบประสาทและอินเทอร์เฟซใหม่เป็นปัญหาแบบสหวิทยาการที่ต้องอาศัยความเชี่ยวชาญในด้านชีววิทยา วิศวกรรมไฟฟ้า วัสดุศาสตร์ วิศวกรรมเครื่องกลและเคมี” Le Floch กล่าว

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64520.php