Beyindeki tek nöronlardan oluşan büyük popülasyonların uzun süreler boyunca aktivitesinin kaydedilmesi, sinir devrelerine ilişkin anlayışımızı ilerletmek, yeni tıbbi cihaz tabanlı tedavileri mümkün kılmak ve gelecekte yüksek çözünürlük gerektiren beyin-bilgisayar arayüzleri için çok önemlidir. elektrofizyolojik bilgiler.

Ancak bugün, implante edilen bir cihazın ne kadar yüksek çözünürlüklü bilgiyi ölçebileceği ile kayıt veya stimülasyon performanslarını ne kadar süre koruyabileceği arasında bir denge vardır. Birçok sensöre sahip sert silikon implantlar çok fazla bilgi toplayabilir ancak vücutta çok uzun süre kalamaz. Esnek, daha küçük cihazlar daha az müdahalecidir ve beyinde daha uzun süre kalabilir, ancak mevcut sinirsel bilginin yalnızca bir kısmını sağlar.

Yakın zamanda, Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu'ndan (SEAS) disiplinler arası bir araştırmacı ekibi, Austin'deki Texas Üniversitesi, MIT ve Axoft, Inc. ile işbirliği içinde, düzinelerce sensöre sahip yumuşak, implante edilebilir bir cihaz geliştirdi. beyindeki tek nöron aktivitesini aylarca istikrarlı bir şekilde kaydedebilen bir cihaz.

Araştırma yayınlandı Doğa Nanoteknolojisi.

Geleneksel materyallerden biyolojik olarak daha uyumlu, tek hücreli çözünürlüğe sahip beyin-elektronik arayüzleri geliştirdik. Bu çalışma, sinirsel kayıt ve uyarım ile beyin-bilgisayar arayüzleri için biyoelektronik tasarımında devrim yaratma potansiyeline sahip.”

Paul Le Floch, makalenin ilk yazarı ve SEAS Biyomühendislik Yardımcı Doçenti Jia Liu'nun laboratuvarındaki eski yüksek lisans öğrencisi

Le Floch şu anda, Harvard'daki Park Group'ta eski bir yüksek lisans öğrencisi ve doktora sonrası araştırmacı olan Le Floch, Liu ve Tianyang Ye tarafından 2021 yılında kurulan bir şirket olan Axoft, Inc'in CEO'sudur. Harvard'ın Teknoloji Geliştirme Ofisi, bu araştırmayla ilgili fikri mülkiyeti korudu ve teknolojinin daha fazla geliştirilmesi için Axoft'a lisans verdi.

Yüksek çözünürlüklü veri hızı ile uzun ömür arasındaki dengenin üstesinden gelmek için araştırmacılar, florlu elastomerler olarak bilinen bir grup malzemeye yöneldiler. Teflon gibi florlu malzemeler dirençlidir, biyoakışkanlarda stabildir, uzun vadeli mükemmel dielektrik performansa sahiptir ve standart mikrofabrikasyon teknikleriyle uyumludur.

Araştırmacılar bu florlu dielektrik elastomerleri yumuşak mikroelektrot yığınlarıyla birleştirdi; Toplamda 64 sensör -; Poliimid veya parilen C gibi malzeme mühendisliği plastiklerinden yapılmış geleneksel esnek problardan 10,000 kat daha yumuşak, uzun ömürlü bir prob geliştirmek.

Ekip cihazı gösterdi in vivoBirkaç ay boyunca farelerin beyin ve omuriliklerinden gelen sinirsel bilgilerin kaydedilmesi.

Makalenin ilgili yazarı Liu, "Araştırmamız, çeşitli faktörlerin dikkatli bir şekilde tasarlanmasıyla, uzun vadeli kararlı sinirsel arayüzler için yeni elastomerler tasarlamanın mümkün olduğunu vurguluyor" dedi. "Bu çalışma, sinirsel arayüzler için tasarım olanakları yelpazesini genişletebilir."

Disiplinlerarası araştırma ekibinde ayrıca SEAS Profesörleri Katia Bertoldi, Boris Kozinsky ve Zhigang Suo da vardı.

Le Floch, "Yeni sinir sondaları ve arayüzler tasarlamak, biyoloji, elektrik mühendisliği, malzeme bilimi, makine ve kimya mühendisliği alanlarında uzmanlık gerektiren çok disiplinler arası bir sorundur" dedi.

Araştırmanın ortak yazarı Siyuan Zhao, Ren Liu, Nicola Molinari, Eder Medina, Hao Shen, Zheliang Wang, Junsoo Kim, Hao Sheng, Sebastian Partarrieu, Wenbo Wang, Chanan Sessler, Guogao Zhang, Hyunsu Park, Xian Gong, Andrew Spencer, Jongha Lee, Tianyang Ye, Xin Tang, Xiao Wang ve Nanshu Lu.

Çalışma, Harvard Üniversitesi Malzeme Araştırma Bilimi ve Mühendislik Merkezi Hibe No. DMR-2011754 aracılığıyla Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.news-medical.net/news/20240127/New-brain-implant-records-neuron-activity-for-months.aspx