在清醒的小鼠中进行慢性神经记录的亚纳米毫米无光电子微系统
Sunwoo Lee1,2, Shahaboddin Ghajari3, Sanaz Sadeghi3
1School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University, Singapore, Singapore.
Nature electronics
|December 26, 2025
概括
研究人员开发了一种微小的无线光电子微系统,用于长期的神经记录. 这种植入式设备使用光来获取电力和数据,克服了神经监控技术的挑战.
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:
- 长期的神经记录对于理解复杂的行为和神经疾病至关重要.
- 现有的技术面临着诸如运动工件和庞大的植入物等挑战.
- 需要小型化的无线解决方案,用于慢性神经监测.
研究的目的:
- 开发一个亚纳米升体积的无光电微系统,用于神经记录.
- 为了克服当前神经植入技术的局限性.
- 为了使慢性 in vivo 神经活动监测.
主要方法:
- 使用单个AlGaAs二极管进行光伏发电和发光二极管 (LED) 数据传输.
- 采用补充金属氧化物半导体 (CMOS) 电路用于低噪声放大和信号编码 (脉冲位置调制).
- 集成的2D材料加工,真空化和原子层沉积,用于在生物介质中进行强大的封装.
主要成果:
- 成功展示了一个亚纳米升体积的无光电子微系统用于神经记录.
- 在清醒的小鼠中实现了长期 (365天) 的体内神经记录.
- 该设备有效地使用光线无线传输电力和数据.
结论:
- 开发的光电子微系统为长期,最小侵入性神经记录提供了一个有希望的解决方案.
- 这项技术克服了与可植入神经接口相关的关键挑战.
- 允许研究自由行为受试者的神经回路和障碍的新可能性.
