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莱斯大学新闻

温和的探针可以收集大量的大脑数据

美国国立卫生研究院资助了赖斯的谢冲来改进柔韧的纳米电子线

在美国国立卫生研究院的支持下,莱斯大学的工程师们将对大脑活动有更深入的了解。

The National Institutes of Health is backing a Rice University project to continue the development of flexible nanoelectronic thread to gather information from neurons. The miniaturized implants could ultimately help find therapies for neurological disorders. (Credit: Xie Laboratory/Rice University)

美国国立卫生研究院正在支持莱斯大学的一个项目,该项目将继续开发柔性纳米电子线,以便从神经元中收集信息。插图由谢实验室提供

该机构已经向布朗工程学院神经工程项目的谢冲提供了一笔为期四年的415万美元的赠款,以最大限度地利用他开发的柔性纳米电子线(网络)设备。他们收集到的信息可能对神经系统疾病的未来治疗至关重要。

生物相容探针具有稳定记录单个神经元电信息的独特能力。它们将被设计用来记录大脑不同部位的神经元活动,以帮助研究人员理解复杂的三维模式,这些模式在毫秒的时间范围内发生,但在数天、数月和数年的时间里演变。

谢说,目前的探头通常是刚性电极,缺乏收集长期动态信息的必要寿命,不适合用于成像技术。每一个微米厚的网状探头都有128个触点,通过使用水溶性粘合剂将它们连接到同样大小的硬质钨丝上,就可以将其植入大脑的不同区域。当胶水融化时,导线被撤下,留下探头。

Chong Xie. (Credit: Xie Laboratory/Rice University)

庄谢

在大规模“为了做到这一点我们可以分析神经动力学,我们需要接近,在某种程度上,神经系统,我们知道是巨大的,”谢说,副教授的电气和计算机工程和生物工程今年加入大米。

他说:“该项目旨在通过制造更小、更灵活的电极和更持久的记录能力,来扩展我们目前在神经科学研究中的时空尺度。”“我们还邀请了一名神经科学家参与这个项目
2,加利福尼亚大学旧金山分校的首席研究员罗兰·弗兰克(Loren Frank),因此我们对这些科学家的需求有了直接的了解。”

今年早些时候,他的合作者兰銮(Lan Luan)发表了一项研究,利用该技术发现,在显微中风中,血液流动恢复得比大脑更快。在这项研究中,网络探针与光线结合,用激光散斑模式测量血流长达八周。

Lan Luan. (Credit: Luan Laboratory/Rice University)

局域网的菜肴

“在那次研究中,我们的电极真的仅限于几十个,”Luan说,他是电子与计算机工程的助理教授,也是该项目的联合研究员。“但随着新技术的发展,我们希望能够用大脑不同区域的更大规模记录来测试这些双模型类型的测量。”

研究人员计划优化网络探针,在动物模型中收集不同大脑区域和物种的高密度信息。

谢表示,目前的技术只是一个开始。他说:“我们也在努力设计最终可能用于人体的电极。”

德克萨斯大学奥斯汀分校的Alex Huk和SpikeGadgets公司的Mattias Karlsson也是这个项目的合作调查者。这笔资金由国家神经疾病和中风研究所管理。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rice.edu/2020/09/14/gentle-probes-could-enable-massive-brain-data-collection-2/