2022年6月9日

超薄，灵活的探头提供神经接口，是微创和持久的

通过加州大学圣地亚哥分校

加州大学圣地亚哥分校和索尔克生物研究所的研究人员开发了一种微型神经探针，可以植入更长的时间，以记录和刺激神经活动，同时最大限度地减少对周围组织的伤害。

6月7日发表的一篇论文详细介绍了这种新型神经探针自然通讯它非常薄，大约是人类头发丝宽度的五分之一，而且柔韧。研究小组表示，这种类型的神经探针非常适合研究神经系统的小而动态区域，如周围神经或脊髓。

索尔克研究所副教授、该研究的共同高级作者阿克塞尔·尼默尔贾恩说:“这就是你需要一个非常小、灵活的探针的地方，它可以放在椎骨之间，与神经元连接，并且可以随着脊髓的移动而弯曲。”

这些特征也使它更适合生物组织，更不容易引发免疫反应，这反过来又使它适合长期使用．

“对于慢性神经接口，你需要一种隐形的探针，一种身体甚至不知道存在但仍然可以与神经元通信的东西，”该研究的资深合著者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的纳米工程教授唐纳德·瑟布利说。

资料来源:加州大学圣地亚哥分校

虽然有其他超薄、灵活的探针，但这种小探针的独特之处在于，它既可以记录神经元的电活动，也可以利用光刺激特定的神经元。

“有了这种双重模式——电记录和光刺激-如此小的占地面积是一个独特的组合，”Sirbuly说。

探头由电通道和光通道组成。该电通道包含超薄聚合物电极。该光通道包含一根超薄光纤。把这两个通道连接在一起需要一些聪明的工程。研究人员需要弄清楚如何隔离通道，以防止它们相互干扰，并使它们都适合直径只有8到14微米的微型探针，同时确保该设备在机械上具有灵活性，坚固性，生物相容性，并能够与最先进的神经探针相媲美。这涉及到寻找合适的材料组合来构建探针和优化电子通道的制造。

研究小组将探针植入活老鼠的大脑长达一个月。在长时间植入后，探针几乎没有引起脑组织的炎症。当老鼠在一个控制环境在美国，探针能够以高灵敏度记录神经元的电活动。探针也被用来针对特定的神经元类型，以产生特定的物理反应。利用探针的光学通道，研究人员刺激老鼠皮层的神经元来移动它们的胡须。