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科學(xué)家開發(fā)出可以記錄人類行走時(shí)單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)的可穿戴平臺(tái)

2023/5/24 11:00:29 來源：科技部生物中心評(píng)論：(0)

導(dǎo)言：研究人員首先構(gòu)建了便攜、可穿戴Neuro-stack平臺(tái)，核心硬件組件包括模擬、數(shù)字和通信三個(gè)印制電路板層，每層都嵌入了一個(gè)或多個(gè)專用集成電路芯片，大致相當(dāng)于一堆卡片的大小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的記錄單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)的設(shè)備。

　　隨著神經(jīng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，越來越多地通過植入式神經(jīng)設(shè)備來治療和評(píng)估腦部疾病患者的異常大腦活動(dòng)，然而，目前臨床的植入式設(shè)備還無法記錄人類自然運(yùn)動(dòng)期間的單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)。近期，加州大學(xué)洛杉磯分校和沙特國王大學(xué)等單位的研究人員，開發(fā)出一種小型可穿戴雙向閉環(huán)神經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)（Neuro-stack），可以用于記錄人類靜止和行走時(shí)單個(gè)神經(jīng)元和局部場(chǎng)電位的活動(dòng)。研究成果發(fā)表在《Nature Neuroscience》期刊，標(biāo)題為“A wearable platform for closed-loop stimulation and recording of single-neuron and local field potential activity in freely moving humans”。

　　研究人員首先構(gòu)建了便攜、可穿戴Neuro-stack平臺(tái)，核心硬件組件包括模擬、數(shù)字和通信三個(gè)印制電路板層，每層都嵌入了一個(gè)或多個(gè)專用集成電路芯片，大致相當(dāng)于一堆卡片的大小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的記錄單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)的設(shè)備。其次，研究人員在體外對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，研究結(jié)果顯示，該平臺(tái)可以成功進(jìn)行閉環(huán)信號(hào)檢測(cè)和刺激。接著，研究人員在12名癲癇患者身上進(jìn)行評(píng)估，研究結(jié)果表明，Neuro-stack能以高分辨率記錄患者在靜止和行走狀態(tài)期間的單個(gè)神經(jīng)元和局部場(chǎng)電位活動(dòng)，并能提供定制化的精準(zhǔn)電刺激。另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者完成一項(xiàng)簡單的記憶任務(wù)時(shí)，該平臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)解碼神經(jīng)活動(dòng)。

　　總之，這項(xiàng)研究有助于探索人類自然行為背后的神經(jīng)機(jī)制，也可能為大腦疾病提供更先進(jìn)的神經(jīng)調(diào)控療法。

　　注：此研究成果摘自《Nature Neuroscience》期刊原文章，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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[責(zé)任編輯：喬姍]