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我国学者在高通道植入式神经电极研制方面取得进展

2025/06/02

我国学者在高通道植入式神经电极研制方面取得进展


图 “神经卷轴”探针

  在国家自然科学基金项目(批准号:T2188101、21972005)等资助下,北京大学段小洁研究员团队发挥脑科学、生物医学工程以及物质科学交叉背景的优势,在高通道植入式神经电极研制方面取得进展。研究成果以“高密度1024通道神经探针用于非人灵长动物全脑尺度的神经活动记录(A high-density 1,024-channel probe for brain-wide recordings in non-human primates)”为题,于2024年6月24日在《自然•神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上发表。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41593-024-01692-6。

  神经探针可以深入大脑组织内部记录单神经元活动时产生的电信号,是脑科学研究和脑机接口中的核心技术,在基础科学研究和临床疾病诊疗中都有着广泛的应用。非人灵长类动物(如猕猴等)常用于侵入式脑科学研究,但目前用于非人灵长类动物的神经探针存在记录通道数少、记录范围小等各种局限,难以进行全脑尺度的高通量神经活动记录。

  段小洁研究员团队开发出一种单根集成1024个通道的高密度神经探针,称为“神经卷轴”探针。探针长度可在1厘米到1分米范围内灵活设计,从而匹配从啮齿类到灵长类动物的大脑尺寸。利用该探针,团队实现了猕猴大脑全深度覆盖、共9个脑区、超700个单神经元信号的同步记录。将该探针用于猕猴执行视觉任务脑活动的监测,成功记录到了对人脸有选择性响应的神经元。此外,还在大鼠大脑中实现了长达两年的稳定神经记录,展现出该探针优异的生物相容性和长期记录稳定性。

  该“神经卷轴”探针的研制为多脑区活动的高通量同步监测、探究神经活动与行为学间的关系提供了有力工具,对基础神经科学和脑机接口等转化神经科学研究有重要的意义。


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