超微电极 IEEE Trans Biomed Eng：科学家们发明超微电极用于刺激神经元

神经电刺激是一项正在发展的技术，对帕金森病等神经系统疾病具有有益的治疗效果。虽然已经取得了许多进展，但植入的装置会随着时间的推移而退化，并导致神经组织中的疤痕形成。在最近发表的一篇论文中，匹兹堡大学的Takashi D. Y. Kozai详细描述了一种侵入性更小的刺激方法，这种方法将使用由光激活的无光束超小型电极。这项技术可以减轻目前方法造成的损害。

“通常使用神经刺激。为了保持大脑和机器之间的联系，从大脑内部的植入电极到身体外部的控制器之间有经皮电缆，”Kozai说。“大脑活动会导致炎症、疤痕和其他负面影响。我们希望通过用长波长光和超小型无电极电极替换这种大电缆来减少一些损坏。”

光电效应是指光子撞击物体，引起局部电位变化。Kozai的团队在做其他成像研究时发现了它的优势。

“我们小组决定将这种光电效应应用于我们在神经刺激方面的优势，”袜子说。"我们利用近红外激光的电位变化来激活大脑中的无光束电极。"

实验室制作了一个直径为7-8微米或大约神经元大小的碳纤维植入物，并使用双光子显微镜在模拟大脑上模拟了他们的方法。她测量了这些特性，并分析了这些效应，以确定光电效应的电位是否以类似于传统神经刺激的方式刺激了细胞。

“我们发现光刺激是有效的，”袜子说。“温度升高不明显，这降低了热损伤的可能性，在类似条件下，激活的细胞更靠近电极，而不是电刺激，这表明空之间的精度增加。”

“我们没有想到的是，这种光电刺激方法使我们能够刺激不同的、更离散的神经元组，而不是电刺激。”Kozai说:“这为研究人员提供了另一个工具箱工具来探索神经系统中的神经回路。

Kozai的团队目前正在研究推进这项技术的其他机会，包括更深入的组织和无线药物输送。

信息来源:生物工程师为神经刺激创造超小型光激活电极

原始资料来源:kaylene C. stocking等，用光电效应介导的无缆超小碳纤维电极刺激固有皮质神经，IEEE生物医学工程学报。DOI:10.1109/TBME 2018.2889832