无线充电软大脑植入控制脑细胞

一群韩科院和合作者的研究人员设计了一个小的大脑植入物在体外可以无线充电的控制大脑回路长时间没有更换电池。超软的设备构造和bio-compliant聚合物提供长期的兼容性与组织。与微米大小的led(相当于大小的一粒盐)安装在超薄探针(人类头发的厚度),它可以无线操纵目标神经元在大脑深部的用光。

Jae-Woong Jeong教授领导的这项研究中,从无线头戴是向前迈出的一步植入物神经装置在2019年他发明了。以前版本可以无限期地提供多种药物和光线刺激治疗无线使用智能手机。

新升级版本,该研究小组提出了一个完全植入,软光电系统可以远程和选择性控制的智能手机。这项研究发表在2021年1月22日自然通讯。

新的无线充电技术解决了当前的局限性大脑植入物。无线植入式装置技术最近已经成为流行的替代传统的固定植入物,因为它们有助于减少压力和炎症在大脑中自由移动的动物研究,进而提高设备的生命周期。然而,这样的设备需要间歇性手术取代电池放电,或特殊和笨重的无线电源设置,限制选择以及实验动物实验的可伸缩性。

“这种强大的设备不需要额外的痛苦手术植入替换一个耗尽电池,允许无缝慢性神经调节,“宋教授说。“我们相信同样的基本技术可以应用于各种类型的植入物,包括脑深部刺激器、胃和心脏起搏器,减少患者长期使用体内的负担。”

启用无线充电和控制,研究人员开发出一种微型电路集成无线能量收割机环形天线和蓝牙低能耗的芯片。一个交流磁场里面可以无害地穿透组织,发电设备充电电池。那么电池蓝牙植入提供可编程模式的光脑细胞使用一个易于使用的智能手机应用程序实时大脑控制。

”这个设备可以操纵神经回路而随时随地操作,这使得它非常多才多艺的研究大脑功能的工具,”主要作者Choong说Yeon金姆,韩科院研究员。

神经科学家成功测试了这些植入老鼠和展示他们的抑制能力cocaine-induced行为后,老鼠注射可卡因。这是通过精确的光刺激相关的目标在他们的大脑神经元使用遥控led。此外,在植入物可以反复充电电池,老鼠的行为自由,从而最小化中断任何物理实验。

“无线电池充电使实验过程更复杂,”说,该研究最小Jeong Ku,延世大学医学院的研究员。

“事实上,我们可以控制一个特定行为的动物,通过提供光刺激到大脑只是用一个简单的操作的智能手机应用程序,看附近自由移动的动物,非常有趣,刺激更多的想象力,”桢勋Kim表示生理学教授延世大学的医学院。“这项技术会促进大脑研究的各种途径。”

研究人员相信这大脑植入技术可能导致新的机会研究和治疗疾病的治疗性干预大脑和其他器官。

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