通过跨学科的合作与交流,我们能够突破传统思维的边界,开拓新的研究领域。

——院长致词

首页 > 科学研究 > 奇闻

用薄膜神经电极彻底改变大脑监测和刺激

本站发布时间:2023-11-21 14:39:00

东京理工大学的科学家最近证明,直接在脑组织中放置薄膜电极的柔性显示出对癫痫病的诊断和治疗的前景感谢创新的直接设计,这些耐用的电设计准确地匹配了脑组织的机械特性,从而在电皮质图记录和目标神经刺激过程中实现了卓越的性能

测量脑活动是诊断癫痫和其他神经精神疾病的有用技术在所采用的几种方法中,脑电图(EEG)是侵入性最小的在E记录期间,电极通常放置在电缆上然而,这限制了EG的分辨率,因为来自暴雨的电信号在到达阈值时会被衰减和失真

相反,皮层电描记术(ECoG)涉及神经电极直接在大脑表面的移位在与感兴趣的地区密切接触的情况下,ECoGelectrodisp提供了有关降雨活动的详细记录此外,通过刺激特定的一组神经系统来缓解癫痫发作,很可能会产生电脉冲然而,传统的ECoGel电子有一个主要的缺点它们完全不符合雨组织的力学性能和曲率,导致雨压力增加和负面影响尽管已经开发出了省略该系统的软神经电极,但它们的耐用性和强度低,需要复杂的制造工艺

为了解决这些问题,东京工业大学(TokyoTech)的副教授Toshinori Fujio研究开发了一种柔性神经电极最近发表在《先进材料技术》杂志上的研究结果和研究结果,可以彻底改变ECoGrecordings和直接神经模拟的执行方式

该方案的基础由一种称为苯乙烯-嵌段-聚丁二烯-嵌段-聚苯乙烯(SBS)的柔性材料制成使用喷墨打印机,用金纳米墨水在电极上制造导电布线最后,他们通过堆叠另一块SBSlayer作为绝缘层,用激光穿孔的微通道作为测量点或模拟点来覆盖电路

通过广泛的机械测试和模拟,研究人员发现,电子不准确地形成了包含许多规则脊的脑组织形状它的直接设计和制造工艺也是一大优势,因为它有助于在实际应用中广泛应用所提出的设计模式“据我们所知,这是第一项基于印刷电子的超适形ECoGel电子设计的研究,它与脑组织的机械特性非常匹配,”博士强调道Fujie

为了展示他们设计的可能性,该团队在癫痫模型上进行了一些实验使用新设计的ECoGel电极,他们可以准确地测量这些搅拌器在机械刺激下的排水时的实际响应此外,他们还可以在化学诱导的癫痫发作过程中观察解脲活性此外,通过触发老鼠的搅拌器和手臂通过特定通道产生的电脉冲,研究人员发现,所提出的电极可以刺激大脑的不同区域

总的来说,这些发现突出了柔性薄膜神经电极用于诊断和治疗癫痫和其他脑部疾病的潜力值得注意的是,在治疗过程后的七周内,电极并没有引起炎症,也没有对治疗产生明显的影响,这突出了它与生物问题的兼容性

研究人员进一步改进了他们的设计,使其适用于临床应用Dr解释道:“与植入式设备相比,提供四分之一的薄膜电极可以使其对大脑的正常电活动具有更小的侵袭性和更高的敏感性。”富杰“这将有助于改善可治疗癫痫的诊断和治疗策略。”


来源:

Materials provided by
Tokyo Institute of Technology.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Ayano Imai, Shunta Takahashi, Sho Furubayashi, Yosuke Mizuno, Masaki Sonoda, Tomoyuki Miyazaki, Eizo Miyashita, Toshinori Fujie.
    Flexible Thin‐Film Neural Electrodes with Improved Conformability for ECoG Measurements and Electrical Stimulation. Advanced Materials Technologies, 2023; DOI: 10.1002/admt.202300300

排行榜

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567