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植入式柔性神经微电极最新进展
∗ 基金项目 : 科技创新 2030“ 脑科学与类脑研究 ” 重大项目 (2022ZD0208601), 国家自然科学基金 (62076250,62204204), 陕西
用高密度碳纤维微电极
摘要 - 视网膜假体可以改善受感光者退行性疾病盲目的患者的视力。尽管人为视力受益，但这些假体的空间分辨率低限制了临床上可用设备的积极影响。视觉植入物中单电极产生的视觉感知可以重叠并导致不清楚的图像，这限制了视网膜假体使用者的形状和字母感知。然而，研究表明，在靶神经元近距离近端植入的较小的电极可能可以使用较小的分辨率。在这项研究中，我们使用穿透性亚细胞纤维微电极在离体小鼠视网膜中进行了视网膜刺激，并进行了钙成像以记录视网膜神经节细胞（RGC）的空间激活，以响应不同的刺激振幅和RGC-电极距离。我们观察到较小的RGC空间活性和较高的RGC - 电极距离较小的脱靶刺激，这可能是通过双极细胞间接RGC激活的指示。碳纤维电极的阻抗测量在整个插入和刺激过程中证明了它们的机械和电稳定性。我们的结果表明，脉冲振幅和电极深度的修饰会在活动电极周围产生小而焦点的响应。用碳纤维进行的视网膜刺激可能会增加临床应用中视网膜假体的刺激精度和图像分辨率。
用于片上锌离子微电极的先进 3D 微电极...
开发具有更安全、更具成本效益的系统的高性能平面微电池对于为医疗植入物、微型机器人、微型传感器和物联网 (IoT) 等智能设备供电至关重要。然而，由于难以有效地将高容量活性材料加载到微电极上，目前的片上微电池在有限的设备占用空间内能量密度有限。片上微电池需要先进微电极的创新设计。这项工作引入了先进的、高度多孔的 3D 金 (Au) 支架基叉指电极 (IDE) 作为集电器，这能够有效地加载活性材料 (Zn 和聚苯胺)，而不会影响整体导电性，并显著增加活性质量负载。这些基于 3D Au 支架的微电池（3D P-ZIMB）在材料加载到平面 Au IDE 上时，与传统微电池（C-ZIMB）相比，具有显著更高的能量存储性能（增强 135%）。此外，3D P-ZIMB 比大多数高性能片上微电池具有更高的面积容量（≈ 35 μ Ah cm − 2 ）和面积能量（≈ 31.05 μ Wh cm − 2 ），并且它提供比高性能片上微型超级电容器高得多的面积功率（≈ 3584.35 μ W cm − 2 ）。深入的事后调查显示，3D P-ZIMB 避免了材料剥落、电解质离子扩散缓慢和阳极上枝晶形成等问题，同时保持了相同的材料形貌和结构特征。因此，本研究提出了一种智能策略来提高平面微电池的电化学性能并推动片上微电池研究领域的发展。
微电极阵列（MEA）
使用微电极阵列进行细胞外记录 ...................................................................................................................................................... 7 电极、轨道和绝缘层 ................................................................................................................................................................ 9 电极类型和布局 ...................................................................................................................................................................... 9 标准 MEA ...................................................................................................................................................................... 12 高密度 MEA：60HDMEA ...................................................................................................................................................... 13 H EXA MEA：60H EXA MEA40/10 ............................................................................................................................................. 14 薄 MEA：60T HIN MEA ............................................................................................................................................................. 15 透明 MEA ............................................................................................................................................................................. 16 三维 MEA：60-3DMEA 和120-3DMEA ........................................................................................................... 17 E CO MEA：60E CO MEA ........................................................................................................................................... 18 穿孔 MEA：60 P MEA ................................................................................................................................................ 19 穿孔 MEA，用于 MEA2100-32-S 系统和 USB-MEA32-STIM4-S 系统 ............................................................................. 20 带 6 孔的 MEA：60-6 孔 MEA ............................................................................................................................................. 21 256MEA，用于 MEA2100-256- 和 USB-MEA256-S 系统 ............................................................................................. 23 带 9 个孔的 MEA，用于 MEA2100-256 和 USB-MEA256-S 系统 ............................................................................................. 24 120MEA，用于 MEA2100-120-S 系统 ......................................................................................................................... 25 120MEA1000-1500/30 I RT I，用于 MEA2100-120-S 系统 ........................................................................................................................ 26 四象限测量仪: 60-4QMEA1000 ...................................................................................................................................... 27 方形测量仪: 60S 方形测量仪 ......................................................................................................................................... 28 PEDOT-CNT 测量仪: 60PEDOT 测量仪......................................................................................................................................... 29 柔性测量仪 ............................................................................................................................................................................. 30 测量信号发生器: 60MEA-SG ......................................................................................................................................................... 34
通过使用高性能电离微电极阵列与光学成像相关的高性能电离微电极阵列
1个大学。Lille, CNRS, Centrale Lille, UMR 9189-Cristal-Center for Research in Computer Science, Signal and Automatic, F-59000 Lille, France 2 University Paris-Saclay, CNRS, CEA, Institut de Physique Th´Eorerique, 91191, Gif-sur-Yvette, France 3 Univ Lyon, Ens de Lyon, University Claude Bernard Lyon 1, CNRS De Physique（UMR 5672），F-69342 Lyon，法国4 Qube Research and Technologies，75008 Paris，France 5 Univ。Lille，CNRS，UMR 8523-Phlam-phlam-lasers，Atoms and Mol´écules，F-59000 Lille，法国6号ALTO大学应用物理系，00076 AALTO，AALTO，芬兰7 Sorbonne University 7 Sorbonne University 7 Sorbonne University，理论实验室和高级Enigh Enightoration and High Enigh Encorgies，cnres and High Enighs umr 7559999999999。 Jussieu，Tour 13，5eme’iTage，75252 Paris 05，法国8大学。巴黎 - 萨克莱，CNRS，Optique Institute研究生院
玻璃碳微电极阵列启用电压 -
作者的完整列表：Elisa Castagnola；匹兹堡大学生物工程；圣地亚哥州立大学工程学院Thongpang，Sanitta；华盛顿大学，电气与计算机工程系，康复医学，生理学与生物物理学Hirabayashi，Mieko；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，乔治机械工程系；加利福尼亚大学河滨大学，机械工程deparment，材料科学与工程计划Nimbalkar，Surabhi；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，机械工程系Nguyen，Tri；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，桑德拉机械工程系；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，Alexis机械工程系；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，詹姆斯机械工程部Bunnell；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，机械工程系Moritz，Chet；华盛顿大学电气与计算机工程系，康复医学以及生理学与生物物理学Kassegne，Sam；圣地亚哥州立大学，纳米牛布。SDSU实验室，机械工程系
机器人辅助植入微电极阵列...
脑机接口 (BCI) 是神经科学领域中一个发展迅速的领域，其基础是人类神经系统与计算机之间的直接通信。1,2 非侵入式 BCI，如脑电图 (EEG) 或基于近红外光谱的交互，已成功将信号转换为针对运动障碍的设备控制命令，此类系统已与增强现实相结合。3–6 植入式微电极阵列 (MEA) 的发展开启了脑机交互的新时代，揭示了其在中枢神经系统和周围神经系统中的潜在应用。初步研究重点是恢复四肢瘫痪患者的运动技能，并取得了令人鼓舞的结果。7,8 另一个具有挑战性的应用是视觉假体。虽然视网膜假体已经可用，9 通过皮质刺激恢复视觉通路仍在发展中。10–16 到目前为止，在评估
32 微电极低功耗 FPGA 设计集成...
摘要：许多实验都要求在检测和处理神经脑活动时具有较低的延迟，从动作到反应的时间约为几毫秒。本文介绍了一种亚毫秒级检测和通信尖峰活动的设计，该设计由 32 个皮层内微电极阵列检测，利用现场可编程门阵列 (FPGA) 提供的实时处理。该设计嵌入在 Intan Technologies 的商用 RHS 刺激/记录控制器中，该控制器允许记录皮层内信号并执行皮层内微刺激 (ICMS)。尖峰检测器 (SD) 基于平滑非线性能量算子 (SNEO)，并包括一种新方法来估计基于 RMS 的独立于放电率的阈值，可以对其进行调整以精细检测单个动作电位 (AP) 和多单位活动 (MUA)。低延迟 SD 与 ICMS 功能相结合，为依赖于神经元活动相关刺激的脑机接口 (BCI) 闭环实验创建了一个强大的工具。该设计还包括：三阶 Butterworth 高通 IIR 滤波器和 Savitzky-Golay 多项式拟合；特权快速 USB 连接，用于将检测到的尖峰传输到主机，以及亚毫秒延迟通用异步接收器-发射器 (UART) 协议通信，用于发送检测和接收 ICMS 触发器。该项目的源代码和说明可以在 GitHub 上找到。
慢性植入的，心脏内微电极的神经病理学作用
1美国凯克南加州大学医学院，美国加利福尼亚州洛杉矶2号病理学和实验室医学系，美国洛杉矶儿童医院，美国加利福尼亚州洛杉矶儿童医院，美国，美国，美国加利福尼亚州帕萨迪纳市，美国帕萨迪纳，美国帕萨迪纳，美国，美国，美国，美国，美国，美国，美国帕萨特州，美国，美国，美国帕萨特州帕萨特市，乔尼斯特州帕萨特市美国加利福尼亚州帕萨迪纳，美国加利福尼亚理工学院，美国5神经外科，凯克USC医学院，美国加利福尼亚州洛杉矶医学院，美国美国6 USC神经园林中心，凯克USC USC医学院，加利福尼亚州洛杉矶医学院，加利福尼亚州加利福尼亚州，美国7亨廷顿医学研究所，美国加利福尼亚州，美国加利福尼亚州，美国加利福尼亚州。