开发大脑友好接口

开发大脑友好接口
使用ECM电极植入大鼠桶皮层,记录须刺激引起的神经元信号。最初的长时间神经记录研究表明,电极在植入后的5周时间内保持了记录能力,并在4周内保持稳定。

最近的研究发表在杂志上微系统与纳米工程最终可以改变那些有假肢和脊髓损伤的人的生活方式。

神经假体设备遭受免疫系统排斥,被认为是由于材料和机械不匹配而失败,一个多机构团队,包括佐治亚大学再生生物科学中心的Lohitash Karumbaiah,已经开发出一种含有很少外来物质的神经元细胞的脑友好型细胞外基质环境。这些设计的电极被一层覆盖物所屏蔽,大脑将其识别为自身成分的一部分。

尽管人们曾经认为大脑缺乏免疫细胞,因此没有免疫反应,但现在人们认识到大脑有自己的免疫系统,可以保护它免受外来入侵者的侵害。

佐治亚大学农业与环境科学学院动物和乳制品科学助理教授Karumbaiah说:“这绝不是你要植入病人体内的设备。”“这证明了细胞外基质可以在不使用任何其他外来或合成材料的情况下用于覆盖功能电极的概念。”

大脑中的植入式神经假体设备已经存在了近20年,帮助肢体丧失和脊髓损伤的人变得更加独立。然而,不仅神经假体设备遭受免疫系统排斥,而且大多数被认为最终失败,因为软组织和刚性设备之间的不匹配。

宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的沈文(Wen Shen)和马克·艾伦(Mark Allen)领导的这项合作发现,细胞外基质衍生电极适应于脑组织的机械特性,并能够从大脑皮层获取神经记录。

Karumbaiah说:“神经接口技术确实令人难以置信,因为人们可能有一天会用自己的思想控制假肢。”

这项研究的联合合作者是Ravi Bellamkonda和Allen,前者是新方法的构想者,现任乔治亚理工学院和埃默里大学Wallace H. Coulter生物医学工程系主任,后者当时担任电子和纳米技术研究所所长。

“希望,一旦我们集中在纳米制造技术上,使这些技术能够在临床上转化,同样的方法就可以应用于获得这些技术衍生电极将成为下一波植入,”Karumbaiah说。

根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据,目前每190名美国人中就有一人患有肢体丧失。患有这种残疾的人在护理费用和生活质量方面负担沉重。

该研究团队是假肢行业众多团队中的一员,这些团队包括为假肢设计机器人的人,制造神经假肢设备的人,以及设计解码神经信号软件的开发人员。

“什么神经卡鲁巴亚说:“它能与外部假肢无缝连接,提供独立的功能,而不需要专门的人员或设施来护理。”

Karumbaiah希望进一步的合作将使他们能够在行业中做出积极的改变,他说:“现在需要进行的是研究人员与行业之间的对话,公司需要进来问:‘你学到了什么?这些设备存在哪些缺陷,我们如何改进它们?’”


进一步探索

通过人工神经连接桥接脊髓损伤恢复麻痹手功能

更多信息:“基于细胞外基质的皮质内微电极:基于天然材料的微加工神经界面。”微系统与纳米工程1、文章编号:15010 (2015)DOI: 10.1038 / micronano.2015.10
所提供的佐治亚大学
引用:开发脑友好接口(2015,8月6日)检索到2022年9月29日从//www.pyrotek-europe.com/news/2015-08-brain-friendly-interfaces.html
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