自修磁电超材料用于远程神经刺激和运动功能的恢复
Joshua C Chen1, Gauri Bhave2, Fatima Alrashdan2
1Department of Bioengineering, Rice University, Houston, TX, USA.
Nature materials
|October 9, 2023
概括
研究人员开发了一种新型的自我校正的磁电超材料,用于精确的无线神经刺激. 这项技术可以在动物模型中恢复低延迟神经信号和感官反射恢复.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物技术是生物技术.
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 磁电材料将磁场转换为电场,用于无线应用.
- 当前磁电材料的共振频率太高,无法有效的神经刺激.
- 开发精确的低频神经刺激方法对于生物医学应用至关重要.
研究的目的:
- 设计和演示一种自我纠正的磁电超材料,用于精确定时的神经刺激.
- 克服神经应用现有磁电材料中高共振频率的局限性.
- 为了实现潜在的治疗干预,无线,有针对性的神经刺激.
主要方法:
- 使用半导体层制造非线性磁电超材料.
- 利用非线性电荷传输在交替磁场下产生稳定的偏向电压.
- 产生随意的脉冲序列,具有显著的时间平均电压偏差 (>2V).
主要成果:
- 这种超材料成功地从磁场中产生可控制的电脉冲.
- 在麻醉的老鼠模型中实现了无线外围神经刺激,恢复了感官反射.
- 切断的神经中的信号传播恢复了,延迟时间低于5毫秒.
结论:
- 开发的磁电非线性超材料为精确的无线神经刺激提供了可行的解决方案.
- 这项技术支持生物技术和电子领域的先进应用,特别是神经接口领域.
- 磁电超材料的合理设计为远程神经调制和治疗策略开辟了新的途径.
更多相关视频
08:09Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality
Published on: September 3, 2015
11.0K
07:47Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function
Published on: February 4, 2016
13.1K
