超微电极神经刺激可能会让更安全

神经刺激是一个发展中技术在神经系统疾病有益的治疗效果,如帕金森氏症。虽然许多进步,植入设备恶化随着时间的推移,导致神经组织疤痕。在最近发表的一篇论文中,匹兹堡大学的隆d . y . Kozai详细微创方法使用一个脱缰的超微电极的刺激激活光,一种技术,它可以通过当前的方法减轻伤害。

“通常与神经刺激,为了保持思维和机器之间的连接,有一个皮电缆内植入电极的大脑一个控制器以外的身体,“Kozai说,助理教授皮特Swanson工程学院的生物工程。”运动的大脑或者这个范围会导致炎症、瘢痕,和其他负面影响。我们希望减少一些伤害代替这个大电缆长波长光和一个超小,脱缰的电极。”

Kaylene袜、高级生物工程和计算机工程的学生,第一作者的论文题为“皮层神经刺激与天马行空,超微碳纤维电极由光电效应”(DOI: 10.1109 / TBME.2018.2889832)。她与Kozai集团-仿生实验室调查研究者如何可以改善神经植入技术的寿命。这项工作与阿尔贝托Vasquez合作完成的,研究放射学和生物工程副教授皮特。

光电效应是当一个粒子的光,或一个光子,一个对象并导致当地电势的变化。Kozai集团发现其优势在执行其他成像研究。基于爱因斯坦1905年出版这种效果,他们只希望看到电气光电流在紫外波段(高能光子),但他们经历了不同的东西。

“当污染我们的电生理记录光电效应与近红外激光成像时(低能量光子),我们有点惊讶,“Kozai解释道。“原来原方程必须被修改来解释这一结果。我们尝试很多策略来消除这种光电工件,但是每个尝试未果,所以我们把‘错误’变成‘功能’。”

“我们的团队决定使用此功能的光电效应在神经刺激我们的优势,“说袜子。“我们使用了电势的变化与近红外激光激活一个脱缰的电极的大脑。”

实验室里创造了一种碳纤维直径7 - 8微米的植入,约一个神经元(17-27微米)的大小,和袜子模拟方法使用双光子显微镜幻影的大脑。她测量的属性,分析了影响电势的光电效应是否刺激了细胞在某种程度上类似于传统神经刺激。

说:“我们发现光刺激是有效的袜子里。“温度升高不显著,降低热损失的可能性,并激活细胞靠近电极相比,电刺激在类似的情况下,这表明增加空间精度。”

“我们不希望看到的是,这种光电刺激的方法使我们能够刺激不同的神经元和离散人口比可以实现电刺激。”Kozai说,“这让研究人员在他们的另一个工具来探索神经系统的神经回路。

“我们有很多批评人士不相信数学修改原始了爱因斯坦光电方程,但我们相信,甚至提起专利申请”的方法(专利未决:US20170326381A1) Kozai说。“这是一个证明Kaylene的勤奋和刻苦的工作,并将其转化为控制理论的验证技术”。

Kozai集团目前正在进一步观察其他机会推进这一技术,包括达到更深的组织和无线药物输送。

袜子预计2019年4月毕业,计划攻读博士学位。匹兹堡大学的她说:“神奇的资源让我获得有意义的研究经验作为一个本科生,我感激Kozai博士和生物工程部门给我这个机会做有效的工作”。

这篇文章被转载材料提供的匹兹堡大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:袜,k . C。巴斯克斯,a . L。& Kozai, t (2019)。皮层神经刺激与天马行空、超微碳纤维电极的光电效应。IEEE生物医学工程,1 - 1。https://doi.org/10.1109/TBME.2018.2889832