研究人员设计了新的神经电子系统来读取和改变大脑回路

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根据一项研究计划,哥伦比亚大学的一个工程师团队提出了一种植入反应性神经刺激装置的新方法。与此同时,对大脑的持续研究表明,反应性神经刺激在探索神经回路功能和治疗帕金森病、癫痫等神经精神疾病方面取得了巨大成功。然而,目前的方法设计的设备是完全可植入和生物相容性的这类手术有重大的局限性:分辨率不够高,大多数需要大,笨重的设备,使植入困难,有并发症的风险。

在早期工作的基础上,研究人员精心设计了设备,以创建高性能的植入电路,使阅读和操纵大脑电路成为可能。目标是开发更小、更高效的生物电子晶体管和材料。重要的是,研究人员开发的多路复用再放大系统只需要一个倍增器,而目前的方法需要相同数量的放大器和通道。

与此同时,能够实时诊断和干预治疗癫痫发作等脑相关疾病也非常重要。新设计的系统比现有的设备更小、更灵活,而且能够在多个独立通道上同时刺激任意波形,因此更加通用。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

目前,在临床应用中,为了记录、诊断和定位癫痫放电,需要用高时间分辨率记录多个位置的大脑活动。这就需要高采样率、多通道采集、电路和刺激装置。除此之外,传统电路需要相同数量的放大电路作为通道,然后才能使用多路复用将信号组合成数据流。

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