一种灵活的传感器有望在癫痫发作期间提供前所未有的大脑活动视图 - 电流水平高达400倍 - 接线最少。

一种灵活的传感器有望在癫痫发作期间提供前所未有的大脑活动视图 - 电流水平高达400倍 - 接线最少。

在新技术出现之前,利用人类大脑来了解其在日常生活中的功能以及疾病的故障 - 是因为笨拙的侵入式电极和传感器阵列可能会损坏组织而只能在有限的情况下阅读活动区域。需要在电极 - 组织界面处连接每个单独的传感器导致大量繁琐的引线,从而使得大区域的高分辨率图谱在逻辑上不可能。

纽约大学理工学院(NYU-Poly)助理教授Jonathan Viventi 及其同事设计了一种流线型植入式电极阵列,集成了超薄柔性硅晶体管,能够对有限使用电线的大脑区域进行采样。

这种新方法允许数千个多路复用传感器密集阵列,提供前所未有的微创空间分辨率。

在实验中,360个电极只需要39根电线。该设计可以容易地扩展到数千个电极,同时保持少量电线。阵列也是非穿透性的,与现有技术不同,对脆弱的脑组织几乎不造成伤害。柔性硅的使用还允许在脑表面上建立有源电路。

“我们熟悉的电路是建立在坚硬的硅片上,不符合身体,”Viventi说。“超薄硅在保持柔韧性的同时保持其性能,并且更适合植入式设备。这是一张纸与一块2×4木材相同材料之间的区别,它们的性质截然不同。“

在实验中,研究人员使用他们的系统记录动物的各种类型的大脑活动,包括睡眠和视觉反应以及在癫痫发作期间观察大脑。这些技术可以提高对癫痫原因的理解,并导致植入技术阻止或预防患者的癫痫发作。

科学家认为这是首次报道在大脑接口设备中使用超薄柔性硅,并表示该研究有望用于其他医疗应用,包括现有植入设备的改进,包括心脏起搏器和除颤器,耳蜗和视网膜植入物以及运动假肢系统。

长期目标是将这些植入式阵列配置为在身体的任何地方使用,配备无线控制的传感器,能够实现多种功能,如记录,刺激和消融。