"トーン・アーム"神経調節MEMSマイクロコイルをイン・ヴィヴォ・イマージング用に

科学分野:

• 神経科学は神経科学である.
• バイオメディカルエンジニアリング
• マテリアルサイエンス 材料科学

背景:

• 埋め込み可能なニューラルインターフェースは,神経調節に不可欠ですが,精度,侵入性,およびin vivoイメージングとの互換性において課題に直面しています.
• 既存の技術は,しばしば2光子顕微鏡などの高度な画像技術に障害を及ぼします.

研究 の 目的:

• 強化されたニューラルインタフェースのための新しいMEMSベースの"トーンアーム"マイクロコイル設計について報告する.
• 現在のニューラルインターフェースの限界,特に in vivo 画像処理中の光学阻害を克服するために.

主な方法:

• 電磁場,安全性,および機械的安定性に関する数値モデリングを使用して800μmのカンティレバーマイクロコイルを設計しました.
• 2フォトン顕微鏡と互換性のあるマイクロコイルのための有毒エチャントフリーな製造プロセスを開発しました.
• 垂直皮質挿入のためのマイクロコイルプローブを統合し,光学阻害を最小限に抑えました.

主要な成果:

• 横断面小 (70 × 86 μm2) のマイクロコイルと,脳挿入のための機械的強度を達成しました.
• in vivo試験で >95%のイメージングフィールド可視性を実証し,光学阻害を克服しました.
• 低探査抵抗 (2 Ω) と最小の組織加熱 (<0.2°C) との検証された安全なインプランテーション.

結論:

• MEMSマイクロコイルプラットフォームは,同時にマイクロ磁気神経調節とサブセルラー解像度のカルシウムイメージングを可能にします.
• この技術は,標的を絞った介入の際に神経回路のダイナミクスを解剖するための新しい道を開きます.
• 開発されたデバイスは,多動性駆動状態のような神経学的障害の潜在的な治療のための有望なツールを提供します.