机械适应性和可部署的皮质内探针能够长期进行神经电生理学记录

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物材料科学 生物材料科学
• 医疗器械 医疗器械

背景情况:

• 灵活的皮层内探针对于神经接口至关重要,旨在最大限度地减少免疫反应.
• 挑战包括难以植入和有限的记录时间.
• 探针和大脑组织之间的机械不匹配可能会阻碍长期稳定性.

研究的目的:

• 开发一种机械适应和可部署的皮质内探头,以改善神经接口.
• 为了克服与现有灵活探针的植入和记录跨度相关的挑战.
• 为了提高神经记录的长期稳定性和可靠性.

主要方法:

• 设计了一个可折叠的,类似鱼骨的探头,在温度响应形状记忆聚合物 (SMP) 基板上放置电极.
• 利用SMP的温度触发相位过渡进行探头插入和部署.
• 对材料软化和结构动力学进行实验和数值研究.
• 在老鼠皮层进行慢性植入,以进行长期性能评估.

主要成果:

• 探测器证明了在折叠配置和在生理条件下部署的成功插入.
• 实现了稳定的阻抗和信号幅度,可以在几个月内检测和跟踪单个神经单元.
• 尽量减少探头和大脑组织之间的机械不匹配.
• 提供了关于这些探测器的设计,制造和操作的见解.

结论:

• 开发的探头提供了一个稳定,长期的神经活动记录的工具.
• 机械适应性设计提高了生物相容性和记录性能.
• 提供了基础神经科学研究和临床应用的工程机会.