多功能微电子纤维使肠道和大脑神经回路的无线调制成为可能
Atharva Sahasrabudhe1,2,3, Laura E Rupprecht4,5, Sirma Orguc6,7
1Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA.
Nature biotechnology
|June 22, 2023
概括
研究人员开发了新的可植入的神经接口来研究大脑-肠道通信. 这些灵活的聚合物纤维使无线监测和控制神经生理学在大脑和肠道的行为.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物工程是生物工程.
- 胃肠病学 胃肠病学
背景情况:
- 了解大脑内脏互感信号是至关重要的,但由于缺乏合适的可植入装置而受到限制.
- 现有的技术在行为任务期间同时在大脑和外周器官中探索神经生理学.
研究的目的:
- 开发和验证用于同时进行大脑和肠道神经生理学的多功能神经接口.
- 为了克服在行为过程中研究大脑内脏通信的局限性.
主要方法:
- 使用热拉动的聚合物基纤维与微电子芯片,光源,电极,热传感器和微流体通道集成.
- 开发定制控制模块,用于无线光遗传刺激和生理数据记录.
- 在小鼠模型中验证了该技术用于大脑通路调制和肠道光线应用.
主要成果:
- 在小鼠大脑中成功调节了中边缘奖励通路.
- 在肠膜内应用纤维,以无线控制指导养行为的感觉上皮细胞.
- 显示,肠道阴道腺体的光遗传刺激可以在小鼠中唤起奖励表型.
结论:
- 基于聚合物纤维的多功能神经接口为探测脑肠神经生理学提供了可扩展和多功能解决方案.
- 这项技术使无线,体内实验室对感知信号及其行为后果的调查成为可能.
- 开发的系统推进了对大脑-肠轴和相关生理过程的研究.
