ChroMOS: una sonda neural CMOS "similar a un micro alambre" para grabaciones neuronales crónicas en ratones

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• Ingeniería biomédica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• El monitoreo de señales neuronales requiere altos recuentos de electrodos, pero se enfrenta a desafíos con el daño del tejido y la calidad de la señal debido al tamaño de la sonda.
• Las sondas pasivas existentes aumentan el tamaño del vástago con el número de electrodos, mientras que las sondas CMOS activas tienen anchos de vástago grandes (70-100 μm).

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una sonda multielectródica crónicamente estable y mínimamente invasiva que utilice tecnología CMOS con dimensiones reducidas del tallo.
• Para superar la compensación entre el número de electrodos y el tamaño del vástago para mejorar la grabación neural.

Principales métodos:

• Diseñó una sonda ChroMOS utilizando circuitos de píxeles de electrodos SiNAPS optimizados para un vástago compacto.
• Fabricado un tallo de 4 mm de largo con 64 electrodos-píxeles de 26 × 26 μm2.
• Se realizó la caracterización eléctrica en estudios de implantación crónica de seis meses en ratones de comportamiento libre.

Principales resultados:

• Se logra un nivel de ruido de 8,74 ± 1,11 μVRMS (banda AP) con electrodos de 15 μm.
• Se han demostrado grabaciones crónicas con una relación señal-ruido (SNR) de ~4 dB y una velocidad media de disparo (MFR) de 3 picos/s.
• Se observó una respuesta tisular mínima (tamaño de la lesión comparable a la huella de la pierna, cicatrices gliales confinadas y neuronas cercanas).

Conclusiones:

• Se estableció una nueva clase de sondas CMOS mínimamente invasivas y crónicamente estables con dimensiones similares a las de los microcables.
• La tecnología de sonda ChroMOS permite recuentos escalables de electrodos para un monitoreo neuronal avanzado.
• Este avance facilita el registro estable y a largo plazo de múltiples señales neuronales de una sola unidad con una respuesta reducida de cuerpo extraño.