柔性纳米电极对神经元非常温和,可以提供精确的脑刺激


研究团队。柔性图片来源:莱斯大学。纳米脑刺

科技日报记者 张梦然。电极对神

为刺激大脑而设计的经元激传统植入式医疗设备通常对身体最柔软、最脆弱的非常组织过于坚硬和笨重。为了解决这个问题,温和莱斯大学工程师开发了微创和超灵活的可提纳米电极,可以作为长期和高分辨率刺激治疗的供精植入平台。在最新一期的柔性《细胞报告》杂志上发表了研究。

这种微型植入式设备在啮齿动物中形成了稳定、纳米脑刺持久、电极对神无缝的经元激组织电极界面,疤痕最小。非常与传统皮质内电极的温和刺激相比,这些设备传递的可提电脉冲更接近神经元信号模式和振幅。

该设备的高生物相容性和精确的时空刺激控制可以促进新的脑刺激疗法的发展,如感觉或运动功能受损的神经假体。

新研究利用成像、行为和组织技术来展示这些组织集成电极如何提高刺激效果。新电极发出微小的电脉冲,以非常可控的方式刺激神经活动,并将引起神经元激活所需的电流减少到一个数量级以上。脉冲的持续时间只有几百微秒,只有一两微安。

研究人员表示,新电极设计代表了传统植入式电极治疗帕金森病、癫痫和强迫症的重大改善,可能导致不良组织反应和神经活动的意外变化。调整信号频率、持续时间和强度的能力可以促进新型感官假肢设备的发展。

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传统电极的刺激可以说是强烈而破坏性的。例如,它相当于用扬声器向一个房间里的人播放刺耳的声音。但现在新电极的出现,相当于让每个人都有一个耳机。它和传统方法一样安全、可逆、有效,但可以大大降低电流,使神经元激活更加集中。它不仅可以改善大多数脑神经系统疾病患者的健康和生活质量,而且在此基础上,科学家将在未来转化为更高分辨率的脑刺激设备。