概括
研究人员使用碳纳米管开发了耐用,可拉伸的水凝纤维,用于长期的神经记录. 这些先进的神经接口显示出在体内监测大脑和肌肉活动的前景.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物电子学 生物电子学
背景情况:
- 开发持久,符合运动的神经接口对于体内研究和将神经活动与行为联系起来至关重要.
- 现有的神经接口往往缺乏长期动态组织监测所需的耐用性和灵活性.
研究的目的:
- 为先进的神经接口创建导电,异型的水凝纤维.
- 在循环张力下,研究碳纳米管在水凝矩阵中的自我调整.
- 评估这些水凝纤维作为神经记录生物电子设备的性能和长期稳定性.
主要方法:
- 在半晶体聚乙烯醇水凝中加入高面积比的碳纳米管.
- 通过循环拉伸创建电气异型透通道.
- 制造纤维状的水凝装置,并植入小鼠体内记录.
- 在光遗传刺激期间,脊髓神经元和肌肉活动的电生理记录.
主要成果:
- 不同类型的水凝纤维表现出耐疲劳性 (20%应变时20,000个循环) 和高伸展性 (64.5 ± 7.9%).
- 实现了低电化学阻抗 (900 ± 149 kΩ @ 1kHz) 与观察到的纳米填充器对齐以及沿拉伸方向降低阻抗.
- 成功记录了脊髓神经元和肌肉的电动图信号和同时的神经活动.
- 证明了设备的功能和可重复的记录在植入后的八个月内.
结论:
- 开发的异型凝纤维为神经接口提供了耐用且符合运动的解决方案.
- 这些生物电子设备显示出长期,体内神经生理学监测的巨大潜力.
- 这些发现突出了创建具有增强机械和电气性能的先进神经接口的新方法.
