神經(jīng)探針是一種用來(lái)記錄神經(jīng)活動(dòng)的針狀電傳感器，是腦科學(xué)研究和腦機(jī)接口中的核心技術(shù)。北京大學(xué)研究人員通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新成功研發(fā)一種高密度、高通道的神經(jīng)探針，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)獼猴大腦全深度、高通量神經(jīng)元活動(dòng)的記錄。其單根探針上集成了1024個(gè)可同時(shí)記錄的神經(jīng)信號(hào)通道，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。該成果6月24日在線發(fā)表於國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·神經(jīng)科學(xué)》。
北京大學(xué)未來(lái)技術(shù)學(xué)院段小潔研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)並製備了一種超薄柔性微電極陣列薄膜，通過(guò)如「捲軸」般特殊的繞卷組裝工藝，製造出名為「神經(jīng)捲軸」的神經(jīng)探針。該探針長(zhǎng)度可在1厘米到1分米範(fàn)圍內(nèi)靈活設(shè)計(jì)，從而匹配從嚙齒類到靈長(zhǎng)類動(dòng)物的大腦尺寸。
製備高通道神經(jīng)探針的一個(gè)主要瓶頸是神經(jīng)探針和後端電子器件之間的連接。良好的電學(xué)連接可實(shí)現(xiàn)神經(jīng)信號(hào)的精準(zhǔn)採(cǎi)集與傳輸。為此，研究團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了高密度柔性冷焊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了「神經(jīng)捲軸」探針與後端電子器件的集成化、高密度連接。
段小潔介紹，團(tuán)隊(duì)利用「神經(jīng)捲軸」探針，在獼猴大腦中實(shí)現(xiàn)了從腦表麵皮層至顱底全深度覆蓋的超700個(gè)單神經(jīng)元活動(dòng)的同時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，還在大鼠大腦中實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)兩年的穩(wěn)定神經(jīng)記錄，展現(xiàn)出該探針優(yōu)異的生物相容性和長(zhǎng)期記錄穩(wěn)定性。
中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)國(guó)家生物醫(yī)學(xué)成像科學(xué)中心主任程和平表示，這一突破性成果為多腦區(qū)活動(dòng)的高通量同步監(jiān)測(cè)、探究神經(jīng)活動(dòng)與行為學(xué)間的關(guān)係提供有力工具，未來(lái)通過(guò)多根探針的植入，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)從數(shù)千到上萬(wàn)個(gè)通道的神經(jīng)記錄，將對(duì)基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)和腦機(jī)接口等轉(zhuǎn)化神經(jīng)科學(xué)研究帶來(lái)變革性影響。
該項(xiàng)目已經(jīng)落戶無(wú)錫高新區(qū)無(wú)錫國(guó)際生命科學(xué)創(chuàng)新園北京大學(xué)長(zhǎng)三角未來(lái)技術(shù)生命健康研究院。研究院成立於2022年11月1日，以未來(lái)生命健康技術(shù)為主要方向，結(jié)合國(guó)家未來(lái)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，建立新型的運(yùn)行機(jī)制，力爭(zhēng)在未來(lái)生命健康領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)前沿技術(shù)突破。研究院在北京大學(xué)和無(wú)錫市人民政府的支持下，由北京大學(xué)未來(lái)技術(shù)學(xué)院和無(wú)錫高新區(qū)管委會(huì)參與共建，實(shí)行理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的院長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，圍繞精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)成像、分子醫(yī)學(xué)和智慧醫(yī)療等4個(gè)方向開展攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化在無(wú)錫落地，支持整個(gè)無(wú)錫乃至長(zhǎng)三角生命健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。（宋璟 錫高軒）
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