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透明植入物可读取大脑深层神经活动
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/515883.shtm
科技日报北京1月11日电 （记者张佳欣）美国加州大学圣迭戈分校的研究人员开发出一种神经植入物。将其放置在大脑表面时，它可以读取大脑内部深处的活动信息。该技术在转基因小鼠身上进行的测试表明，研究人员离建立微创脑机接口又近了一步。这一研究发表在11日的《自然·纳米技术》杂志上。
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透明植入物可以从大脑表面读取深层神经活动。图片来源：加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院
新开发的神经植入物克服了目前技术的局限性。它由一条薄而透明的柔性聚合物条组成，并贴合于大脑表面。其中嵌入了由微小的圆形石墨烯电极组成的高密度阵列。每个电极的直径为20微米，由一根微米细的石墨烯导线连接到电路板上。
在转基因小鼠的测试中，这种植入物使研究人员能够同时捕捉到两种类型的神经活动，即电活动和钙活动的高分辨率信息。将植入物放置在大脑表面时，植入物记录了外层神经元的电信号。
与此同时，研究人员使用双光子显微镜向植入物发射激光，以成像位于大脑表面下250微米深处的神经元钙荧光信号尖峰。他们发现，表面电信号与更深层的钙荧光信号尖峰之间存在相关性。这种相关性使研究人员能够使用表面电信号来训练神经网络，以预测不同深度的钙活动，包括多个和单个神经元的活动。
此前，对钙荧光信号尖峰进行成像时，受试者的头部必须在显微镜下固定。且这些实验一次只能持续一两个小时。现在能够根据电信号预测钙活动，克服了这种局限性，从而可以进行更长时间的实验。
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