直接打印三维电极用于大规模,高密度和可定制的神经接口
Pingyu Wang1, Eric G Wu2, Hasan Uluşan3
1Department of Materials Science and Engineering, Stanford University.
bioRxiv : the preprint server for biology
|July 3, 2023
概括
研究人员开发了3D打印的微电极,用于精确的神经记录. 这项新技术可以在三维中从特定的神经元群体中进行有针对性的刺激和记录,从而提高神经接口的能力.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 基于的平面微电子提供可扩展的神经记录和调制,但在3D定位方面存在困难.
- 在三维 (3D) 中精确准神经结构仍然是当前技术面临的重大挑战.
研究的目的:
- 介绍一种新的方法,用于直接在微电子上制造穿透组织的3D微电极阵列.
- 为了实现可定制的电极设计,精确地准3D分布的神经元群体.
主要方法:
- 使用高分辨率的2光子聚合3D打印与可扩展的微型制造相结合.
- 在微电极阵列上制造了6600个微电极阵列 (10-130微米高,35微米) .
- 针对视网膜质细胞 (RGC) 索马向的定制阵列,避免了轴突层.
主要成果:
- 展示了可定制的电极形状,高度和定位,用于3D神经准.
- 在细胞分辨率上成功记录了高分辨率的自发RGC活动,显示出强大的体质/树突成分.
- 使用共聚焦显微镜验证了微电极位置.
结论:
- 开发的技术为将微电子与3D神经结构接口提供了一种多功能解决方案.
- 允许大规模的神经活动调制和记录,具有单细胞分辨率.
- 与平面数组相比,为针对神经群体提供了更好的特异性.
