Penyelidik telah merancang probe neural nipis, fleksibel, dan minimally invasif yang tidak dapat merekodkan aktiviti saraf tetapi juga menggunakan cahaya untuk merangsang kumpulan neuron tertentu.
Diterangkan dalam kajian baru dalam Komunikasi Alam, siasatan ini adalah kira -kira satu - kelima lebar rambut manusia dan baik - yang sesuai untuk mengkaji kawasan mudah alih sistem saraf, seperti saraf tunjang atau saraf periferal (saraf di luar.
Di sinilah anda memerlukan probe yang sangat kecil dan fleksibel yang boleh ditanam di antara vertebra untuk membuat sambungan dengan neuron dan boleh membengkokkan sebagai saraf tunjang bergerak, "kata pengarang kanan Axel Nimmerjahn, seorang profesor bersekutu di Pusat Biophotonik Waitt di Amerika Syarikat.
Probe saraf juga boleh ditanam untuk masa yang lebih lama kerana mereka lebih serasi dengan tisu biologi dan kurang berkemungkinan mencetuskan tindak balas imun.
Donald Sirkis, seorang profesor nanoengineering di Jacobs School of Engineering dan pengarang senior, "untuk antaramuka saraf kronik, anda memerlukan siasatan senyap - sesuatu yang tidak diketahui oleh tubuh tetapi masih dapat berkomunikasi dengan neuron." Di University of California, San Diego.
Apa yang membezakan siasatan ini selain daripada pemeriksaan ultra- yang nipis dan fleksibel yang sedia ada ialah ia terdiri daripada saluran elektrik dan saluran optik, membolehkannya merekodkan aktiviti elektrik neuron dan menggunakan cahaya untuk merangsang kumpulan neuron tertentu.
Mempunyai mod dwi ini - rakaman elektrik dan rangsangan optik - dalam jejak kecil seperti itu adalah gabungan yang unik, "kata Sirbuly.
Siasatan saraf baru adalah pencapaian kejuruteraan yang bijak.
Saluran elektrik mengandungi elektrod polimer ultrathin (yang boleh menjalankan elektrik), manakala saluran optik mengandungi serat optik ultrathin yang menghantar cahaya. Meletakkan kedua -duanya dalam siasatan saraf yang sama memerlukan beberapa kejuruteraan yang sangat bijak.
Saluran mesti terlindung untuk menghalang mereka daripada campur tangan antara satu sama lain semasa dipasang ke dalam mikrofon dengan diameter hanya 8 hingga 14 mikron. Penyelidik juga mesti memastikan bahawa probe adalah fleksibel, tahan lama, biokompatibel, dan mampu melaksanakan serta keadaan sedia ada - - - probe saraf seni.
Sebaik sahaja dibuat, probe saraf ditanam ke dalam otak tikus hidup sehingga sebulan, di mana mereka menyebabkan hampir tidak ada keradangan di tisu otak.
Probe ini boleh merekodkan aktiviti elektrik neuron dengan sensitiviti yang tinggi dan juga boleh digunakan untuk merangsang neuron dalam korteks tetikus untuk menggerakkan kumis mereka.
Pada masa ini, kita tahu sedikit tentang bagaimana saraf tunjang berfungsi, bagaimana ia memproses maklumat, dan bagaimana aktiviti sarafnya terganggu atau rosak di bawah keadaan penyakit tertentu, "kata Nimmerjahn.
Rakaman dari struktur dinamik dan kecil itu selalu menjadi cabaran teknikal. Kami percaya probe kami dan tatasusunan siasatan masa depan mempunyai potensi yang unik untuk membantu kami mengkaji saraf tunjang - bukan sahaja untuk memahaminya pada tahap asas, tetapi juga mempunyai keupayaan untuk mengawal selia aktivitinya.
Lebih -lebih lagi, kerana mikrofiber hampir semua panjang dapat dicapai, proses pembuatan dapat digunakan untuk membangunkan probe saraf yang dapat mencapai kawasan otak yang lebih dalam. Walau bagaimanapun, apabila kekukuhan siasatan berkurangan dengan peningkatan panjang, mungkin perlu mengubah reka bentuk - seperti salutan gula yang boleh dilarutkan atau lapisan polimer tegar - untuk mencegah lenturan.
