神经元动作电位对自旋力矩纳米振荡器中微波场的激活
应用物理
2017-10-17 v1
摘要
动作电位是神经系统中信息的基本单位，其可靠检测与解码是理解大脑如何产生复杂思想与行为的关键。将这些信号转换为微波场振荡，能够实现通过磁感应报告大脑活动的无线传感器。在本工作中，我们证明了来自小龙虾侧巨神经元的动作电位可以触发自旋力矩纳米振荡器中的微波振荡。这些纳米级器件以小电流作为输入并将其转换为微波电流振荡，从而可以无线广播神经活动，为紧凑型神经传感器开辟了可能性。我们表明，动作电位激活了自旋力矩纳米振荡器中的微波振荡，其振幅跟随动作电位信号，证明该器件具有响应单个神经元动作电位所需的灵敏度和时间分辨率。动作电位对磁振荡的激活，加上其小占位面积和高频率可调性，使这些器件成为神经组织生物电信号高分辨率传感的有力候选者。这些器件属性可能对设计高通量双向脑机接口有所助益。
引用
@article{arxiv.1710.05630,
title = {Activation of Microwave Fields in a Spin-Torque Nano-Oscillator by Neuronal Action Potentials},
author = {J. M. Algarin and B. Ramaswamy and L. Venuti and M. E. Swierzbinski and J. Baker-McKee and I. N. Weinberg and Y. J. Chen and I. N. Krivorotov and J. A. Katine and J. Herberholz and R. C. Araneda and B. Shapiro and E. Waks},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05630},
year = {2017}
}