超软的Fleuron探针的临床翻译用于稳定,高密度和双向的大脑接口

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:

• 目前植入式脑计算机接口 (iBCI) 缺乏训练大脑基础模型所需的长期稳定性和高密度神经记录能力.
• 现有iBCI中使用的刚性材料导致不稳定性和对神经动态的有限访问.

研究的目的:

• 开发一种新的材料和电极设计,用于高密度的神经记录,具有长期稳定性.
• 为了克服记录密度,大脑区域访问,单个神经元分辨率和植入物稳定性之间的权衡.

主要方法:

• 介绍Fleuron,一种超软,超低k介电材料的家族,与可扩展的微型制造相兼容.
• 在一个最小侵入性的Fleuron深度电极中集成多达1,024个记录点.
• 在动物和大型动物模型中评估长期稳定性,质封装和记录质量,包括手术内人类使用.

主要成果:

• 与聚胺对照组相比,Fleuron电极使动物模型中的减少质封装的单个单位水平记录能够持续18个月.
• 128个位置的Fleuron探测器覆盖了8倍大的组织体积,并在几个月内追踪了100多个单个单位.
• 弗莱伦探测器证明了安全的,最少的侵入性植入,与1000多通道ASIC集成,MRI兼容性,以及在人体内进行手术时的可用性.

结论:

• 弗莱伦技术提供了一个稳定,高密度的神经记录解决方案,用于推进大脑基础模型和iBCI应用.
• 超软材料和可扩展的制造方法克服了当前iBCI技术的局限性.
• 弗莱伦探针显示,在人类iBCI中临床转化具有显著的潜力.