sondas de silicio totalmente integradas para el registro de alta densidad de la actividad neuronal

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La bioingeniería
• Electrofisiología

Sus antecedentes:

• Las funciones cerebrales complejas requieren una actividad coordinada en poblaciones neuronales generalizadas.
• Las tecnologías actuales de grabación neuronal tienen limitaciones en la resolución espacio-temporal, la cobertura o la compatibilidad con sujetos que se mueven libremente.
• Los métodos existentes, como las sondas extracelulares y las imágenes ópticas, no ofrecen simultáneamente alta resolución y cobertura a gran escala.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva tecnología de sonda neural que supere las limitaciones de los métodos existentes.
• Para lograr alta resolución espacial y temporal grabaciones neuronales a través de grandes volúmenes de cerebro en animales sin restricciones.
• Para permitir la grabación simultánea de cientos de neuronas de múltiples regiones del cerebro.

Principales métodos:

• Diseño y fabricación de sondas de silicio Neuropixels con 384 canales de registro y 960 puntos de TiN.
• Integración del procesamiento en chip compatible con el óxido metálico-semiconductor complementario (CMOS) para la transmisión de datos digitales.
• Implantación de sondas en ratones y ratas para registrar la actividad neuronal durante el comportamiento.

Principales resultados:

• Las sondas de Neuropixels registraron con éxito la actividad de picos bien aislados de cientos de neuronas por sonda.
• Grabación simultánea de más de 700 neuronas individuales de cinco estructuras cerebrales en un ratón despierto usando dos sondas.
• Demostró la capacidad de grabar de grandes poblaciones neuronales en múltiples estructuras cerebrales en animales que se mueven libremente.

Conclusiones:

• Las sondas de Neuropixels proporcionan un gran avance en la grabación neuronal, combinando una alta resolución espacial y temporal con una cobertura a gran escala.
• Esta tecnología facilita el estudio de la dinámica de la población neural a través de regiones cerebrales en animales que se comportan.
• Los Neuropixels abren nuevas vías para el registro de la actividad neuronal en todo el cerebro durante comportamientos complejos.