חוקרים בפן סטייט תכננו אלקטרודה קופצת לניטור מוח ויישומים אחרים הדורשים ממשק עצבי. עיצוב המוקפץ מתחיל את החיים כמבנה דו מימדי מקופל עם ציפוי חיצוני קשיח המקל על הכנסתו למוח. ברגע שהציפוי הקשיח מונח במקומו, מתמוסס, וחושף חומר רך וגמיש יותר שסביר פחות לגרום נזק לרקמות. המכשיר יכול להתפתח, כמו המבנים בספרי פופ-אפ לילדים, כדי ליצור מערך אלקטרודות משטח וארבעה שוקיים חודרים שיכולים למדוד אותות מעומק הרקמה העצבית. החוקרים מקווים שהמכשיר יעזור להניע טכנולוגיות רפואיות מתקדמות, כמו ממשקי מחשב במוח.
"זה אתגר להבין את הקישוריות בין המספר הגדול של תאי נוירון בתוך המוח", אמר Huanyu Cheng, חוקר המעורב במחקר. "בעבר אנשים פיתחו מכשיר שמונח ישירות על הקורטקס כדי לזהות מידע על שכבת פני השטח, שהיא פחות פולשנית. אבל בלי להכניס את המכשיר למוח, זה מאתגר לזהות את המידע הבין קורטיקלי".
בעוד שהחדרת אלקטרודות לתוך המוח עצמו, במקום רק לסדר אותן על פני השטח שלו, יכולה להוביל ליותר מידע מרקמות עצביות עמוקות יותר, השגת פרספקטיבה תלת-ממדית על האופן שבו נוירונים מתחברים זה לזה תצריך הצבת בדיקות נוקשות מרובות באזורים שונים, מה שיכול להוסיף עולה במונחים של נזק לרקמות עצביות. מגבלה זו גרמה לחוקרים לפתח עיצוב מוקפץ בתקווה שיוכל לספק נתוני קישוריות תלת מימדיים ללא רמה דומה של נזק למוח.
"כדי לטפל בבעיה הזו, אנו משתמשים בעיצוב המוקפץ", אמר צ'נג. "אנו יכולים לייצר את אלקטרודות החיישנים ברזולוציה וביצועים הדומים לייצור הקיים. אבל באותו זמן, אנחנו יכולים לצוץ אותם לתוך הגיאומטריה התלת-ממדית לפני שהם מוכנסים למוח. הם דומים לספרי הפופ-אפ לילדים: יש לך את הצורה השטוחה, ואז אתה מפעיל את כוח הלחיצה. זה הופך את הדו-ממד לתלת-ממד. הוא מספק מכשיר תלת-ממד עם ביצועים דומים ל-2D."
החוקרים כיסו את המכשיר בציפוי פוליאתילן גליקול המעניק נוקשות אך מתפרק במוח, מה שמאפשר למכשיר להחזיר לעצמו גמישות מסוימת. החוקרים מקווים שהטכנולוגיה תסייע ביצירת טכנולוגיות יעילות ובטוחות יותר הנשענות על ממשק עצבי.
"בנוסף למחקרים בבעלי חיים, חלק מהיישומים של השימוש במכשיר יכולים להיות פעולות או טיפולים למחלות שבהן ייתכן שלא תצטרכו להוציא את המכשיר, אבל בהחלט תרצו לוודא שהמכשיר תואם ביולוגי לאורך תקופה ארוכה. "אמר צ'נג. "מועיל לעצב את המבנה כמה שיותר קטן, רך ונקבובי, כך שרקמת המוח תוכל לחדור לתוך המכשיר ולהיות מסוגלת להשתמש במכשיר כפיגום לגדול על גבי זה, מה שיוביל להתאוששות הרבה יותר טובה. אנחנו גם רוצים להשתמש בחומר מתכלה שניתן להמיס לאחר השימוש."
לימוד ביומן npj אלקטרוניקה גמישה: מערכי אלקטרודות עצביות תלת מימדיות מתקפלות עבור ממשק מוחי בו-זמני של משטח קליפת המוח ורב שכבות תוך קליפת המוח
באמצעות: פן סטייט
קישור לכתבת המקור – 2023-02-03 23:06:34
