解析大脑死守是人类明白人造与本身的最终指数。大脑经由过程神经元细胞的电勾当进行动态的传送、转换和整合,进而完成各种遵命,包含感知觉、学习、影像、决意与运动控制等。而宏观程度上神经元电活动的异常,与活跃症、帕金森病、精力破裂症及阿尔兹海默症等一系列神经琐屑疾病亲昵关联。要理解大脑的任务机制以及脑疾病的致病机理,必需粗略驾御神经元的电勾当信息,是以依托于活体神经静态解析技术手段的发展。然而,传统的刚性硅基或金属微电极在手术植入松软的脑布局后,由于尺寸和力学性能的巨大不合,使得电极与脑构造之间孕育发生相对微移动并惹起炎症反馈,导致刚性微电极难以对神经电信号进行临时刚烈读取。
不日,中国科学院国度纳米科学外围研讨员方英、中国科学院神经科学研究所钻研员李澄宇及其团队在高密度柔性神经流苏及活体神经信号坚决测量方面取得进展。干系论文“Elastocapillary self-as搜索引擎营销bled neurotassels for stable neural activity recordings”(《自组装柔性神经流苏对神经电勾当的波动测量》)揭橥在《科学搁浅》(Science Advances,2019,5,eaav2842)上。论文第一作者是国家纳米中心博士研讨生管寿梁、助理研讨员王晋芬与神经所博士钻研生顾晓炜,通讯作者是方英与李澄宇。
该工作报道的神经流苏由上千根超细的柔性神经纤维电极组成。每个柔性神经纤维电极的截面只要3×1.5μm2,抵达了神经元轴突的尺寸,比当前海外上报导的最小值还要小一个数量级。经由过程奥妙设计,将神经流苏吞没在熔融的聚乙二醇液体中,在液体皮相张力的感化下,上千根柔性神经纤维电极自拼装形成高密度神经电极/聚乙二醇复合细丝,从而极大地飞腾了手术植入过程当中电极对脑布局的损伤。聚乙二醇会在脑结构内降解代谢,截留后的超细柔性神经纤维电极可以原位、精准测量复苏大脑内侧前额叶皮层中多个神经元电活动。十分紧要的是,柔性神经流苏与脑构造的力学性能相结婚,是以组成了良好相容性的界面,并实现了对活体大脑神经元电勾当的长久不乱记载。
柔性神经流苏手艺在电极尺寸、集成密度和生物相容性方面均处于领先程度,将为我国脑科学与脑疾病研究供应新方式,并在脑机接口与神经修复等规模具有需求的使用蓝图。该项钻研失掉国度自然科学基金重大项目“帕金森综合症的神经剖析化学基本研究”与中科院先导B工程“脑认知与类脑前沿钻研”与上海市市级科技重大专项“全脑神经连接图谱与克隆猴模型希图”的支持。
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