HemNyheterMjuk elektronik omdefinierar hjärnprober

Mjuk elektronik omdefinierar hjärnprober

En ny "schweizisk-roll" neural sonddesign lovar 3D-hjärnkartläggning med flexibel elektronik, som erbjuder rikare neurala data, minskad vävnadsstress och potentiella genombrott i proteser och bionisk syn.



En ny generation av hjärnprober kan förvandla neurovetenskap genom att göra det möjligt för forskare att kartlägga neural aktivitet i tre dimensioner snarare än längs platta plan.Forskare från Dartmouth College, University of Pittsburgh, Oklahoma State University och kollaboratörer har utvecklat en teknik för att rulla platt mjuk elektronik till cylindriska former, vilket skapar 3D -neurala prober som övervinner begränsningarna av konventionella 2D -layouter.Rapporterad i naturelektronik, denna innovation - kallad ros eller rullning av mjuk elektronik - dolda ett sätt att spela in rikare data med mindre vävnadsstress.

Traditionella neurala sonder, byggda på styva halvledarprocesser, är begränsade till plana elektrodarrangemang, vilket begränsar hur många neuroner de kan spåra samtidigt.Rose -metoden producerar istället täta matriser av elektrodskankar inbäddade i flexibla cylindriska strukturer, med inställbart avstånd, tonhöjd och inspelningsdjup.Designen liknar en "schweizisk roll", där varje utåt pekande skaft fungerar som en elektrod.Denna flexibilitet tillåter hundratals inspelningsplatser på en enda sond, och fångar neuralaktivitet på flera djup samtidigt som du minimerar inflammation.

Funktionerna sticker ut: en 3D-cylindrisk form med anpassningsbara matriser, elektrodpositionering med flera platser och mekanisk efterlevnad som minskar skador på hjärnvävnad.Jämfört med Utah-arrayen-den nuvarande guldstandarden-levererar rosprober djupprofilering istället för bara ytnivåinspelningar.Tidiga demonstrationer i vakna gnagare visade att sonderna förbättrade avkodningen av orienteringsinställning, samtidigt som de orsakade mindre stress på omgivande vävnad.

Fördelarna sträcker sig utöver labbet.Genom att generera kartor med högre upplösning över neurala kretsar ger dessa sonder forskare bättre verktyg för att förstå hur populationer av neuroner samordnar beteende.Kliniskt når deras potential in i nästa generations motorproteser, där hjärnsignaler kan driva robotben med större precision, eller till och med i bioniska synsystem som återställer partiell syn.Framtida arbete kommer att fokusera på att förbättra långsiktig stabilitet och biokompatibilitet och flytta från kortvariga experiment till kronisk implantation.Om det lyckas, kan rullande mjuk elektronik utrusta neurovetenskap med de efterlängtade verktygen för att undersöka hjärnan i 3D-detalj, vilket banar vägen för både grundläggande upptäckter och transformativa behandlingar.