基于蓝宝石的Octrode用于低噪音的神经记录和光遗传学操纵

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:

• 光遗传刺激和电生理学记录对于理解行为和认知的神经活动至关重要.
• 植入式 optrodes 的进步是必要的,以改善空间时间分辨率的研究和临床应用.
• 缺乏结合记录阵列和高强度发光二极管 (LED) 的强大,集成的神经 optrodes 存在.

研究的目的:

• 在蓝宝石技术上提出和验证基于化 (GaN) 的新型神经 optrode.
• 将高强度蓝色LED与5x2记录阵列单体集成,用于同时进行神经记录和光遗传学操纵.
• 为了证明 optrode 的精确深度大脑区域访问和神经活动操纵的能力.

主要方法:

• 在蓝宝石技术上使用化 (GaN) 开发了一种单质神经 optrode.
• 集成了一个高强度蓝色LED与5x2记录阵列.
• 嵌入了三个金属接地间层,以减轻LED和记录电极之间的噪音干扰.
• 通过使用电磁模拟和实验演示验证的降噪.
• 在小鼠嗅觉球和 gerbil 中间上层橄 (MSO) 神经元中进行了体内电生理学记录.

主要成果:

• 通过使用GaN optrode成功证明了同时进行神经记录和光遗传刺激.
• 证实了由于接地间层而导致神经记录中的LED诱导人工物显著减少.
• 记录了小鼠嗅觉球中的 mitra/tuft 细胞的动作潜力.
• 在光遗传学刺激时观察到 gerbil MSO 神经元中活动的活性升高,证实了深层大脑区域的访问.

结论:

• 蓝宝石 optrode 上的拟议的化 (GaN) 为同时进行神经记录和光遗传学操纵提供了一个强大的解决方案.
• 综合设计和降噪技术能够准确地访问深层大脑区域的神经活动.
• 这项技术有望推动神经科学研究和未来需要高时空分辨率的临床应用.