“弹出”电极可以帮助大脑在3 d地图

理解大脑内的神经接口理解衰老至关重要,学习,疾病进展等等。现有的方法为研究动物的大脑更好地理解人类大脑中的神经元,然而,所有携带的局限性,从过于侵略性不够检测信息。弹出一个新开发的,电极装置可以收集更深入的单个神经元的信息和彼此交互,同时限制潜在的脑组织损伤。

研究人员共同环宇“拉里”程副教授詹姆斯·l·亨德森Jr .纪念馆工程科学和力学的工程学院,在杂志上发表了他们的结果npj柔性电子元件。

“这是一个挑战,了解大量的神经元之间的连接在细胞内的大脑,”Cheng说。“过去,人们研制出一种设备,它是直接放置于大脑皮层表面检测信息层,这是侵入性较小。但是没有将设备插入大脑,它是具有挑战性的检测intercortical信息。”

为了应对这种限制,研究人员开发出probe-based电极植入大脑。这种方法的问题是不可能得到一个三维布局的神经元和大脑不做多个探测器,这是很难在一个灵活的表面也会损害大脑组织。

“为了解决这个问题,我们使用弹出式设计,”Cheng说。“我们可以制造传感器电极与决议与现有制造和性能比较。但与此同时,我们可以到3 d几何之前插入到大脑。他们类似于儿童立体书:你有平面形状,然后应用压缩力。它将2 d到3 d转换。它提供了一个3 d设备性能与2 d可比。”

研究人员说,除了弹出的独特设计中分为三个维度被插入到脑后,他们的设备也使用的材料,之前没有在这个特定的方式使用。具体地说,他们使用聚乙二醇,使用一种材料,可以使涂层的生物相容性创建刚度,这并不是一个目标之前使用。

“大脑中插入设备,它需要僵硬,但大脑中的设备后,需要灵活的、“共同通讯作者Ki君Yu说韩国延世大学的。“所以我们使用可降解涂层,它提供了一个僵硬的外层在设备上。一旦大脑中的设备,硬涂层溶解、恢复最初的灵活性。结合材料的几何结构和设备,我们就能得到输入从大脑研究3 d神经元连接。”

下一步的研究包括迭代设计,使其不仅有利于获得更好的理解大脑也为手术和疾病治疗。

“除了动物研究,一些设备的使用应用程序可以操作或治疗疾病,你可能不需要这个设备,但是你一定要确保设备是生物相容性在很长一段时间,”Cheng说。“这是有益的设计结构小,柔软和多孔,这样大脑组织可以渗透并能够使用设备作为脚手架成长最重要的是,导致一个更好的经济复苏。我们也想使用可降解材料,可以溶解后使用。”

参考:李司法院,公园SH,金正日Y, et al。可折叠的三维神经电极阵列同时大脑皮层表面的接口和皮层多层膜。npj Flex电子。2022;6 (1):1 - 14。doi:10.1038 / s41528 - 022 - 00219 - y

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