最新的神经像素探针可以追踪数周的神经元

新一代微型记录探针可以在数周甚至数月的时间里追踪小老鼠大脑中的相同神经元。

新的工具建立在原始Neuropixels探针2017年发布，目前在400多个实验室使用。Neuropixels 2.0要小得多——大约是其前身的三分之一。它们被设计用来记录电活动从更多的个人神经元并且有独特的能力在很长一段时间内跟踪这个活动。这使得它们在研究学习和记忆等长期现象时特别有用小动物比如老鼠，蒂姆·哈里斯说，他是HHMI Janelia研究园区的高级研究员，也是这个项目的负责人。哈里斯和他的同事们在4月15日在线发表于《journal》的一篇论文中描述了这一进展科学。

Harris说，Neuropixels 2.0的进步来自几个关键的创新。科学家和工程师们开发了处理数据的新方法。对探测器布局的战略性改变有助于它们更好地适应某些任务。制造这种探针的非营利性纳米电子中心imec的工程师们使用imec的专有技术来设计、开发和制造这种探针探针。

imec首席科学家Barun Dutta说:“这个独特的平台使我们能够设计一个具有高记录点密度和长期稳定性的小型探测器。”

随着时间的推移，追踪同一个神经元一直是一项持续的挑战，哈里斯说，因为动物移动时，大脑也会移动。每个神经像素探针包含多个记录点，这些点可以接收神经信号。最新版本有更多这样的网站，它们之间的距离更近。就像在一个拥挤的房间里放置许多麦克风一样，这种设计上的改变使得这样的可能性更大:如果一个神经元抖动到一个记录点够不到的地方，它仍然会被邻近的神经元捕捉到。安娜·列贝德娃(Anna Lebedeva)是伦敦大学学院马泰奥·卡兰迪尼(Matteo Carandini)实验室的一名学生，她收集的数据显示了这种效应。Janelia小组组长Marius Pachitariu开发了追踪神经元的软件。

最初的神经像素探针只有一个狭窄的金属块进入大脑，而新版本有四个。这意味着记录部位分布在一个更大的区域，使得在许多重要的大脑区域，特别是在大脑的薄层更有效的记录大脑。

该研究的第一作者、伦敦大学学院(UCL)和华盛顿大学(University of Washington)的研究人员尼克·斯坦梅茨(Nick Steinmetz)说，在小鼠实验中，研究小组发现，他们可以使用两种探针来收集6000多个不同部位的电子信号。

最新版本的原型目前正在世界各地的实验室中接受神经科学家的测试，并根据用户的体验进行调整和微调。哈里斯和他的同事们希望该产品能在2022年的某个时候广泛销售。

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