Учёные из KNTU разработали новый метод нейронной записи с помощью 3D-печатного устройства μECoG

Команда из Технологического университета Khajeh Nasir Toosi (KNTU) в Тегеране, Иран, разработала новое устройство регистрации импульсов нервной системы с помощью технологий 3D-печати. Устройство использует новый метод микроэлектрокортикографии (μECoG), заключающийся в электрической регистрации внеклеточной активности нейронов с поверхности мозга.

kntu-researchers-introduce-neural-recording-method-3d-printed-device-1.jpg

Электрокортикография (ECoG) - процесс, во время которого ученые контролируют электрическую активность в коре головного мозга, помещая электроды непосредственно на поверхность мозга. Этот метод был разработан в 1950-х годах и использовался для ряда различных процедур, в том числе для выявления эпилептогенных зон в предоперационном планировании, изучения локализации функций в коре головного мозга и т. д.

Исследователи из KNTU, взявшиеся за разработку третьего поколения системы μECoG, утверждают, что новый подход предлагает «более высокое временное и пространственное разрешение», чем электроэнцефалография (также известная как ЭЭГ), и менее инвазивен, чем другие процессы, такие как, например, интракортикальная нейронная запись.

Третье поколение системы μECoG состоит из двух отдельных модулей: внешнего устройства и полуимплантируемого записывающего механизма. Последний состоит из микроэлектродного массива (MEA), электронной схемы, радиочастотного (RF) передатчика и аккумулятора.

Внешнее устройство включает в себя радиочастотный приемник, преобразователь протоколов и блок сопряжения с компьютером, а также программу пост-обработки и графического интерфейса. ВЧ-компоненты обоих модулей позволяют передавать информацию о деятельности мозга с использованием телеметрии данных.

Стоит отметить, что компонент записи системы μECoG находится в 3D-печатном корпусе. Исследовательская группа разработала биосовместимую основу, в которой могут размещаться MEA, батареи и ряд печатных плат (PCB), содержащих электронные схемы.

kntu-researchers-introduce-neural-recording-method-3d-printed-device-2.jpg

Внутри небольшой 3D-печатной бикубической структуры (размером 2,5 х 2,5 х 2,2 см) все записывающие компоненты размещены друг над другом. При использовании устройство способно «регистрировать действия нейронов с поверхности мозга одновременно на восьми отдельных каналах».

Запись из всех восьми каналов отправляется на внешнее устройство через беспроводное соединение, где полученные данные обрабатываются и анализируются. Новый метод нейронной записи может найти применение в нейрокибернетике и изучении локализации функций в коре головного мозга.

Новая система μECoG уже прошла многочисленные функциональные тесты с предварительно записанными нейронными данными, а также ряд электрофизиологических экспериментов in vivo. Эти эксперименты включали тестирование MEA и электронных схем в лаборатории Seizure в Тегеранском университете Тарбиата Модаеса.

Инновационный проект финансируется за счет гранта от КНТУ и через Совет по когнитивным наукам и технологиям Ирана (CSTC).

Источник

Поделиться: