Logo Zephyrnet

Trí thông minh dữ liệu tạo

Công nghệ Nano

Một đầu dò thần kinh lâu dài

Được xuất bản lại bởi Plato
Được xuất bản lại bởi Plato

Ngày:

Lượt xem: 69
Jan 26, 2024

(Tin tức Nanowerk) Việc ghi lại hoạt động của số lượng lớn các tế bào thần kinh đơn lẻ trong não trong thời gian dài là rất quan trọng để nâng cao hiểu biết của chúng ta về các mạch thần kinh, để cho phép các liệu pháp dựa trên thiết bị y tế mới và, trong tương lai, cho các giao diện não-máy tính đòi hỏi độ chính xác cao. độ phân giải thông tin điện sinh lý. Nhưng ngày nay có sự cân bằng giữa lượng thông tin có độ phân giải cao mà một thiết bị cấy ghép có thể đo được và thời gian nó có thể duy trì hiệu suất ghi hoặc kích thích. Bộ cấy silicon cứng, có nhiều cảm biến, có thể thu thập nhiều thông tin nhưng không thể lưu lại trong cơ thể quá lâu. Các thiết bị linh hoạt, nhỏ hơn ít xâm nhập hơn và có thể tồn tại lâu hơn trong não nhưng chỉ cung cấp một phần thông tin thần kinh có sẵn. Gần đây, một nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS) thuộc Đại học Harvard, phối hợp với Đại học Texas ở Austin, MIT và Axoft, Inc., đã phát triển một thiết bị cấy ghép mềm với hàng chục cảm biến. có thể ghi lại hoạt động của từng tế bào thần kinh trong não một cách ổn định trong nhiều tháng. Hình ảnh các đầu dò thần kinh được bọc bằng chất đàn hồi với bốn lớp dãy điện cực Hình ảnh các đầu dò thần kinh được bọc bằng chất đàn hồi với bốn lớp dãy điện cực. (Ảnh: Jia Liu Group/Harvard SEAS) Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Công nghệ nano tự nhiên (“Đầu dò thần kinh in vivo có khả năng mở rộng theo không gian 3D dựa trên chất đàn hồi fluoride”). Paul Le Floch, tác giả đầu tiên của bài báo và là cựu nghiên cứu sinh trong phòng thí nghiệm của Jia Liu, Trợ lý Giáo sư Kỹ thuật Sinh học tại SEAS, cho biết: “Chúng tôi đã phát triển các giao diện não-điện tử với độ phân giải đơn bào phù hợp về mặt sinh học hơn so với các vật liệu truyền thống”. . “Công trình này có tiềm năng cách mạng hóa việc thiết kế điện tử sinh học để ghi và kích thích thần kinh cũng như cho giao diện não-máy tính.” Le Floch hiện là Giám đốc điều hành của Axoft, Inc, một công ty được thành lập vào năm 2021 bởi Le Floch, Liu và Tianyang Ye, một cựu sinh viên tốt nghiệp và nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Park Group tại Harvard. Văn phòng Phát triển Công nghệ của Harvard đã bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ liên quan đến nghiên cứu này và cấp phép công nghệ cho Axoft để phát triển hơn nữa. Để khắc phục sự cân bằng giữa tốc độ dữ liệu có độ phân giải cao và tuổi thọ, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang sử dụng một nhóm vật liệu được gọi là chất đàn hồi fluoride. Các vật liệu fluoride, như Teflon, có tính đàn hồi, ổn định trong chất lỏng sinh học, có hiệu suất điện môi lâu dài tuyệt vời và tương thích với các kỹ thuật chế tạo vi mô tiêu chuẩn. Các nhà nghiên cứu đã tích hợp các chất đàn hồi điện môi fluoride này với các vi điện cực mềm – tổng cộng 64 cảm biến – để phát triển một đầu dò bền lâu, mềm hơn 10,000 lần so với các đầu dò linh hoạt thông thường làm bằng nhựa kỹ thuật vật liệu, chẳng hạn như polyimide hoặc parylene C. Nhóm đã chứng minh thiết bị in vivo, ghi lại thông tin thần kinh từ não và tủy sống của chuột trong vài tháng. Liu, tác giả tương ứng của bài báo, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi nhấn mạnh rằng, bằng cách thiết kế cẩn thận các yếu tố khác nhau, việc thiết kế các chất đàn hồi mới cho các giao diện thần kinh ổn định lâu dài là khả thi”. “Nghiên cứu này có thể mở rộng phạm vi khả năng thiết kế cho các giao diện thần kinh.” Nhóm nghiên cứu liên ngành còn có các Giáo sư SEAS Katia Bertoldi, Boris Kozinsky và Zhigang Suo. Le Floch cho biết: “Thiết kế các đầu dò và giao diện thần kinh mới là một vấn đề rất liên ngành, đòi hỏi chuyên môn về sinh học, kỹ thuật điện, khoa học vật liệu, kỹ thuật cơ khí và hóa học”.

tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img

Bản quyền @ 2024 Plato Technologies Inc.