超薄,最小侵入性的表面电极阵列NeuroWeb用于探测神经活动
Jung Min Lee1, Young-Woo Pyo1,2, Yeon Jun Kim2
1Department of Physics and Astronomy, and Institute of Applied Physics, Seoul National University, Seoul, 08826, Republic of Korea.
Nature communications
|November 5, 2023
概括
我们开发了NeuroWeb,这是一种超薄的神经探针,用于最小入侵的大脑记录. 这种灵活的探测器实现了稳定,高质量的神经信号检测,并使大脑网络的映射成为可能.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 电生理学记录技术对于理解神经系统功能至关重要.
- 现有的神经探测器,如表面电极阵列和可植入的多电极阵列,在同时实现最小侵入性和强大的信号检测方面存在局限性.
- 需要先进的神经探测器来克服这些局限性,以便全面分析大脑网络.
研究的目的:
- 为推出一种名为NeuroWeb的新,超薄,微创的神经探针.
- 在体内评估NeuroWeb在灵活性,粘附和神经信号检测能力方面的性能.
- 用双重神经网络和光学刺激研究大脑区域之间的神经相互作用.
主要方法:
- 使用六角化和石墨烯制造NeuroWeb探针,从而产生超薄 (100nm) 开放晶格结构.
- 在小鼠体内电生理学记录以评估信号噪声比和单个单元活动的稳定性.
- 同时进行光学刺激和电生理记录,使用透明的双重神经网络来研究体感皮质和小脑之间的神经通路传输时间.
主要成果:
- 神经网络探针显示出高灵活性和强的粘附性,形成与老鼠大脑表面的合规接口.
- 稳定的单单元神经活动被检测到,信号与噪声比高.
- 在体感皮层和小脑之间成功测量了神经信号传输时间,揭示了路径依赖的动态.
结论:
- 神经网络探测器为强大的电生理学记录提供了一种最少的侵入性方法.
- 它的独特特性使神经活动的稳定检测和大脑功能连接的调查.
- 通过集成的光学和电生理学映射,NeuroWeb技术有望促进对复杂的大脑网络的理解.
