Мягкая электроника переопределяет зонды мозга

Новое поколение зондов мозга может трансформировать нейробиологию, позволяя исследователям отображать нейронную активность в трех измерениях, а не вдоль плоских плоскостей.Ученые из Дартмутского колледжа, Университета Питтсбурга, Университет штата Оклахома, и соавторы разработали методику для переворачивания плоской мягкой электроники в цилиндрические формы, создав трехмерные нейронные зонды, которые преодолевают ограничения обычных 2D -макетов.Сообщается, что в природе электроника это инновация - называемая розой или прокатка мягкой электроники - по сравнению с способом записать более богатые данные с меньшим тканевым напряжением.

Традиционные нейронные зонды, построенные на жестких полупроводниковых процессах, ограничены плоскими электродами, ограничивая, сколько нейронов они могут отслеживать одновременно.Вместо этого подход розы создает плотные массивы электродных хвостовиков, встроенных в гибкие цилиндрические структуры, с настраиваемым интервалом, высотой и глубиной записи.Дизайн напоминает «швейцарский рулон», где каждый внешний хвостовик служит электродом.Эта гибкость позволяет сотням сайтов записи на одном зонде, захватывая нейронную активность на нескольких глубинах, в то же время сводя к минимуму воспаление.

Особенности выделяются: трехмерная цилиндрическая форма с настраиваемыми массивами, расположением многосайтовых электродов и механическим соответствием, которое уменьшает повреждение ткани мозга.По сравнению с массивом Юты-нынешним золотым стандартом-Rose Predings обеспечивают профилирование глубины вместо записей на уровне поверхности.Ранние демонстрации у бодрствующих грызунов показали, что зонды улучшают декодирование настройки ориентации, вызывая меньше стресса для окружающей ткани.

Преимущества простираются за пределы лаборатории.Создавая карты нейронных цепей с более высоким разрешением, эти зонды дают исследователям лучшие инструменты, чтобы понять, как координируют популяции нейронов.Клинически их потенциал достигает моторных протезирования следующего поколения, где сигналы мозга могут стимулировать роботизированные конечности с большей точностью или даже в бионические системы зрения, которые восстанавливают частичное зрение.Будущая работа будет сосредоточена на улучшении долгосрочной стабильности и биосовместимости, переходя от краткосрочных экспериментов к хронической имплантации.В случае успеха, прокатная мягкая электроника может оборудовать нейробиологию долгожданными инструментами, чтобы исследовать мозг в трехмерных деталях, проложив путь как для фундаментальных открытий, так и для преобразующей терапии.