通过可植入微型设备的无线网络进行有模式的电脑刺激

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
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 大脑-计算机接口 (BCI) 旨在通过电子方式将信息传输到神经回路.
• 目前神经刺激的方法在空间精度和无线控制方面面临挑战.
• 针对特定的皮质区域需要先进的技术来局部地传送电流.

研究的目的:

• 引入一种新的无线方法,用于多点图案电微刺激.
• 为了证明在皮层上植入微芯片网络的可行性,用于有针对性的皮层刺激.
• 为了研究电刺激对动物行为的影响.

主要方法:

• 开发了一个用于皮层植入的亚毫米无线微芯片网络.
• 每个微芯片收集无线电频率能量,并通过集成的微电线传输双相电流.
• 实现了一种无碰撞的比特图无线通信协议,用于精确控制刺激参数 (振幅,周期,速率) 以小于毫秒的延迟.
• 长期植入30个无线刺激器的网络在一个自由移动的老鼠三个月.

主要成果:

• 在动物模型中成功演示了慢性无线电微刺激模式.
• 实现了精确的,局部化的电流传输到目标皮质区域.
• 探索刺激对训练动物行为的影响.
• 在监管安全限值以下的平均射频功率下运行系统.

结论:

• 无线微芯片网络代表了先进的大脑与计算机接口的可行技术.
• 这种方法为神经刺激提供了精确的空间控制.
• 这项技术对未来神经科学和神经病学中的治疗应用具有前景.