XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System微电极
测量人类多能干细胞衍生的神经器官的神经元活性，用于疾病建模和药物发现
神经器官是建模发育过程和疾病机制的宝贵工具。但是，器官结构的变异性和缺乏标准化协议可能会使它们用于功能分析的使用复杂化。此外，诸如不足的神经胶质支持和神经元发育所需的较长成熟时间之类的挑战使得衡量一致的器官活动和功能特征很难。在这里，我们提供了标准化的工作流，用于使用三个STEMDIFF™类器官分化试剂盒生成中脑，大脑和脊髓器官，然后在StemDiff™神经器官维护套件或Brainphys™Neuronal培养基中成熟。诱导与疾病相关的表型，并使用微电极阵列（MES）测量功能输出。我们的数据表明，使用STEMDIFF™器官分化试剂盒生成的神经器官在长期培养后在STEMDIFF™神经器官维持试剂盒或Brainphys™神经元介质中长期培养后表现出强大的神经活动，为神经元疾病建模和药物发现提供了可靠的平台。
2024 年 NIH 研究亮点
脑机接口帮助瘫痪男子说话 研究人员开发了一种高精度脑机接口，使一名因肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 失去说话能力的男子能够与人交流。该系统使用大脑中的一系列微电极来解码神经信号。使用 16 小时内，系统可以正确解码大约 98% 的单词。这样的设备最终可以让瘫痪患者与家人和朋友交谈。 快速测试有助于减少痴呆症护理差距 美国有超过 600 万老年人患有痴呆症。但在繁忙的初级保健环境中，医疗保健提供者往往会忽视认知障碍的迹象。这在老年黑人和西班牙裔美国人中尤其如此。一项为时五分钟、文化中立的认知问题测试改善了老年人的痴呆症检测和管理。这个简单的工具可以帮助增加获得痴呆症护理的机会，包括在贫困地区。 有希望的医学发现结果具有增进人类健康的潜力
生物引导的生物电接口工程
生物电界面连接各种长度尺度上的材料和生物系统，从亚细胞尺寸到组织和器官水平。近几十年来，界面的发展取得了显著增长。自 21 世纪初以来，该领域已从膜片钳、微电极阵列 (MEA) 和场效应晶体管 (FET) 发展到基于微创、超小型和生物相容性纳米材料的传感和调制技术 1–3 。到目前为止，研究一直在利用具有合理设备结构和高效制造方法的纳米级导电材料来开发神经科学、心血管疾病研究、微生物相关能源系统和许多其他不断扩展的领域的新应用 4–9 。半导体、碳、金属及其复合材料和氧化物是用于界面的材料，可催化深部脑刺激器、视网膜假体、植入式人工起搏器和微生物燃料电池的开发以及个性化医疗的探索取得重大进展 10–14 。这些发展增强了更好地理解细胞、组织和器官系统内和之间复杂的电生理生物过程的能力。
e-Flower：用于脑球体电生理学的水凝胶驱动 3D MEA
传统微电极阵列 (MEA) 仅限于测量二维电生理活动，无法捕捉三维 (3D) 组织（如神经类器官和球体）的复杂性。在这里，我们介绍了一种花形 MEA（e-Flower），它只需添加细胞培养基即可驱动，包裹亚毫米级的脑球体。受软微夹钳的启发，它的驱动机制利用了嫁接到承载电互连的聚酰亚胺基板上的聚丙烯酸水凝胶的溶胀特性。e-Flower 与标准电生理记录系统兼容，不需要额外的设备或溶剂，可与预先形成的 3D 组织一起使用。我们设计了一种 e-Flower，可在几分钟内实现低至 300 微米的曲率，该值可通过选择溶胀介质和水凝胶交联剂浓度进行调整。此外，我们展示了 e-Flower 检测整个球体表面自发神经活动的能力，证明了其全面记录神经信号的潜力。
OBM 神经生物学神经旁路
损伤或中风。其他神经旁路位置也已被描述或可能很快将进入开发阶段，包括皮质脊髓旁路、皮质皮质旁路、自主神经旁路、外周中枢旁路和受试者间旁路。最常见的记录设备包括 EEG、ECoG 和微电极阵列，而刺激设备包括侵入式和非侵入式电极。正在开发几种设备，以提高神经元记录和刺激的时间和空间分辨率以及生物相容性。进入的主要障碍包括神经可塑性和经常需要重新训练的当前解码机制。神经旁路是一类独特的神经调节。持续改进具有高空间和时间分辨率的神经记录和刺激设备，结合不受神经可塑性抑制的解码机制，可以扩大神经旁路的治疗能力。总体而言，神经旁路是一种有希望的治疗方式，可以改善常见神经系统疾病的治疗，包括中风、脊髓损伤、外周神经损伤、脑损伤等。
无标记的非电源癌细胞...
基于CMOS的微电极阵列（CMOS MEAS）包含数千个密集的传感器位点，并且通常用于生物技术应用中，以记录高空间（几乎没有……几十µm）和高时间分辨率的神经元活性和高度分辨率（高达20 kHz带翼）。CMOS MEAs能够以几毫秒数的时间精度和数十微米的空间精度刺激活性[1-3]。未开发的CMOS MEA的应用是它们通过记录和分析由电阻粘附裂隙引起的电压噪声来检测粘附细胞的能力[4-6]。这可能归因于该方法，该方法需要考虑传感器位点的规模，粘附单元的大小，连接电容和相应的采样频率。在这里，我们采用两种不同类型的CMOS MEA和相应的记录系统来评估其可靠的无标签检测能力检测粘附细胞培养的能力（癌细胞系HT-29）。细胞粘附电压噪声通过光谱功率密度（S V）分析。
CMU 阵列：3D 纳米打印、完全可定制的高...
微电极阵列提供了记录对大脑研究至关重要的电生理活动的方法。尽管它起着根本性的作用，但没有办法定制电极布局以满足特定的实验或临床需求。此外，目前的电极在覆盖范围、易碎性和成本方面存在很大局限性。使用克服这些局限性的 3D 纳米粒子打印方法，我们展示了利用 3D 打印过程灵活性的电极的首次体内记录。可定制且物理上坚固的 3D 多电极设备具有高电极密度（2600 个通道/cm 2 面积），组织损伤最小，信噪比极佳。这种制造方法还允许灵活的重新配置，包括不同的单个柄长度和布局，具有较低的总通道阻抗。这在一定程度上是通过定制的 3D 打印多层电路板实现的，这本身就是一项制造进步，可以支持多种生物医学设备的可能性。这种有效的设备设计可以实现整个大脑的有针对性和大规模电信号的记录。
与 CMOS 芯片集成的大规模并行微线阵列用于神经记录
对大脑神经活动进行多通道电记录是一种越来越有效的方法，它揭示了神经通信、计算和假肢的新方面。然而，虽然传统电子产品中平面硅基 CMOS 器件的规模迅速扩大，但神经接口器件却未能跟上步伐。在这里，我们提出了一种将硅基芯片与三维微线阵列连接起来的新策略，为快速发展的电子产品和高密度神经接口提供连接。该系统由一束微线组成，这些微线与大规模微电极阵列（如相机芯片）配对。该系统具有出色的记录性能，通过在清醒运动小鼠的孤立视网膜和运动皮层或纹状体中进行的单个单元和局部场电位记录得到了证明。模块化设计使各种类型和尺寸的微线能够与不同类型的像素阵列集成，将商业多路复用、数字化和数据采集硬件的快速发展与三维神经接口连接在一起。
l-sort：用于实时多渠道尖峰与本地化的高效硬件
摘要 - Spike分选对于从神经信号中提取神经元信息并了解脑功能至关重要。随着高密度微电极阵列（HDMEAS）的出现，多通道尖峰分类的挑战和机遇已经加剧。实时尖峰排序特别对于闭环大脑计算机界面（BCI）介绍至关重要，要求有效的硬件实现。本文介绍了L-Sort，这是一种用于实时多通道尖峰排序的硬件设计。利用尖峰定位技术，L-SORT可实现有效的尖峰检测和聚类，而无需在检测过程中存储原始信号。通过合并中值阈值和几何特征，L-SORT在准确性和硬件效率方面展示了有希望的结果。我们使用使用高密度神经探针（Neuropixel）记录的公开数据集评估了设计的检测和聚类精度。我们在FPGA上实施了设计，并将结果与最先进的状态进行了比较。结果表明，与其他基于FPGA的Spike分类硬件相比，我们的设计消耗了更少的硬件资源。索引术语 - Spike Anting，Spike Netization，Hardware
用于有针对性刺激电极放置的体感手指表征的新型术中在线功能映射：技术说明
术中定义功能皮质（传统上由神经外科医生执行以保护患者功能）现在可以帮助植入目标电极以恢复功能。脑机接口 (BMI) 有可能恢复瘫痪患者的上肢运动控制，但需要准确放置记录和刺激电极才能实现对假肢的功能控制。除了从记录阵列进行运动解码外，在与手指和指尖感觉相关的皮质区域精确放置刺激电极还可以提供感官反馈，从而改善对假肢的灵巧控制。在这项研究中，作者展示了使用一种新颖的术中在线功能映射 (OFM) 技术与高密度皮层脑电图来定位人类初级体感皮质中的手指表征。结合传统的术前和术中定位方法，该技术能够准确植入刺激微电极，这通过植入后对手指和指尖感觉的皮质内刺激得到证实。这项工作证明了术中 OFM 的实用性，并将为未来人类闭环 BMI 的研究提供参考。