瞄准柔性微电极阵列!深圳先进院牵头建设脑科学大设施

2020-10-19 09:56作者:张秀娟来源:南方+编辑:蒋清君
“颜值”背后的大脑神经计算机制是什么

“我们实验室目前正开发柔性微电极阵列,力图提升脑细胞电活动记录的长期稳定性和组织相容性。”10月18日,中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“中科院深圳先进院”)邓春山博士在南山书城举办的“创新知行荟”上透露。

邓春山在题为《面孔识别的大脑机制》的演讲中提出,面孔能够传达丰富的个人信息,对称面孔对人们更有吸引力。“颜值”背后的大脑神经计算机制是什么?邓春山介绍,人类和灵长类动物大脑中有专门的区域,负责面孔信息处理,而大脑中专门区域的微电流刺激,改变了面孔知觉。

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据悉,能够长期稳定、高通量记录大脑神经细胞电活动的微电极阵列,是脑科学基础研究和包括脑机接口在内的临床诊疗技术的重要工具。目前,在脑科学实验室和神经内科外科使用的电极,多是质地较硬的硅和金属电极阵列。以美国FDA批准的、唯一被用于病人脑机接口试验的犹他硅金属电极为例,其尺寸较大,一般在几十微米直径,而且硬度较高,高出神经组织几个数量级,导致其组织相容性不佳,一般在植入大脑中几周到几个月后,大部分电极都无法再记录到神经元的电信号,使得长期的脑机通讯和交互无法实现。高组织相容性、长期稳定性电极阵列,是脑机接口技术面临的巨大挑战。

过去几年,国际上多个实验室采用微纳加工技术,即用于芯片和微电子电路加工的技术,用于制作在尺寸上与神经细胞相似(微米或者亚微米)的电极阵列。这类电极阵列使用传统的金属导电材料和光刻胶绝缘材料,达到了与脑组织相似的刚度,极大地提高了组织相容性和记录稳定性。

受深港脑科学创新研究院和其他资助,依托中科院深圳先进院微纳加工平台,邓春山博士团队与先进院其他多个团队共同设计和开发高密度柔性电极阵列,期望对未来脑科学基础研究和临床诊疗技术有推动作用。

据介绍,“创新知行荟”是由南山区科协、中科创客学院、深圳市慈善会社会影响力公益基金主办,深圳市中科钜弘文化有限公司和深圳市创新企业社会责任促进中心承办,市科协、深圳先进院和建行深圳市分行支持的高端科普活动,主要邀请国际科技前沿领域的专家学者围绕合成生物、脑科学、新材料新能源、人工智能、生物医药、机器人等战略性新兴产业,做专题演讲、圆桌对话以及进行科技成果与产业界对接等。

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