薄,柔性聚合物记录大脑中更深的“谈话”,伤势较少风险
科学尚未完全了解大脑和所有复杂的工作。这不是缺乏努力。
多十年来,多次研究研究试图了解令人耳目敬的“谈话”或互连,在数千个微观实体之间脑,特别是神经元。目标:到有一天到达一个完整的大脑“映射” - 可以解锁巨大的治疗潜力。
南加州南部大学的研究人员在工程学院开发了薄,柔性的基于聚合物的材料,用于微电极阵列,这些材料在大脑中更深入地记录活性,比以往更具体的放置。更重要的是,每个微电极阵列由八个“叉子”构成,每个微电极具有八个微电极,其可以立即从大脑的总64个子区域记录。
另外,叫聚对聚丙烯C的基于聚合物的材料对周围的细胞和组织的侵入性和损害,而不是由硅或微射线组成的先前的微电极阵列。然而,长而薄的探针可以在插入时容易地扣,使得必须添加由缩短阵列的聚乙二醇(PEG)构成的自溶解支撑并防止其弯曲。
USC Viterbi Bietbi of BioMeDical Engineeric系的埃利斯猛教授和米歇尔州收敛生物科中心表示,新的聚合物基材料的性能在记录保真度和敏感性方面与微线相提并论。“我们可以出去的信息是相同的,但损害较少,”孟说。“聚合物在大脑上是温和的,因为这一点,这些装置在长时间内获得了神经元通信的记录。”
与任何假体植入一样,必须在身体对外国元素的自然免疫应答方面进行谨慎行事。除炎症之外,之前的微电极脑植入物由硅或微线制成,导致神经元死亡和胶质瘢痕,这导致神经系统中的结缔组织损坏。然而,对二甲苯C是生物相容性的并且可以以极薄的形式进行微生物,其模具良好地与大脑的特定子区域进行良好,允许用最小的组织位移和细胞损伤探索。
到目前为止,这些阵列已被用于记录海马内单个神经元的电生理学反应,该脑中的脑中区域负责记忆形成的脑。如果受伤,海马可能会受到损害,导致患者无法形成新的记忆。孟说,聚合物基材料可以符合海马的特定位置,并“听到神经元之间的谈话”,因为有许多这样的“窃听者”(微电极),可以收集有关神经互连性的更多信息。
“我可以选择我想要我的电极的地方,所以我可以匹配大脑的解剖学,”孟说。“沿着叉条的长度,我可以在这里放一组电极和一组电极,所以如果我们植入一定的深度,它会靠近我想要记录的神经元。”
未来的研究将确定聚合物基阵列的记录寿命及其长期“信号 - 噪声”(SNR)稳定性。此外,该团队计划创建具有较高密度的设备,包括每尖64个电极的双面微电极阵列,而不是八个制造,总共约为约4,000个电极。立即放置在大脑中。
除了孟,共同作者还包括USC教师教授TED Berger和Research教授Dong Song;博士学生汇景徐和Ahuva Weltman Hirschberg;和博士后学者Kee Scharten为题为“急性化合物的体内测试中的研究”微电极大批对于多区域海马录音“现在发表在神经工程学报。
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