利用数千通道 PtNRGrids 进行人脑映射揭示新颖的时空动力学
应用物理
2021-08-20 v3 材料科学
生物物理
医学物理
摘要
电生理装置对于临床环境中映射重要脑区和病变脑区以及治疗性神经调控至关重要，并广泛用于脑机接口研究。然而，现有装置常在空间分辨率或皮层覆盖面上受限，即便包括动物实验中使用的数千通道装置也是如此。在此，我们开发了可扩展制造工艺与高密度连接技术，利用铂纳米棒（PtNRGrids）实现可重构薄膜式数千通道神经生理记录栅格。借助 PtNRGrids，我们实现了具有低阻抗的小尺寸（30 {\mu}m）触点的数千通道阵列，在大皮层区域上提供了无与伦比的空间与时间分辨率。我们证明 PtNRGrids 能够解析麻醉大鼠桶状皮层的亚毫米功能组织，其捕获了组织化学所证实的结构。在临床环境中，PtNRGrids 从执行抓握任务的清醒人类患者皮层表面解析出精细、复杂的 temporal 动力学。此外，PtNRGrids 以 1 mm 空间分辨率识别了接受癫痫手术患者癫痫放电的空间扩散与动力学，包括直接电刺激诱发的活动。总之，这些发现证明了 PtNRGrids 在转变临床映射与脑机接口研究方面的能力，并凸显了通向新疗法的路径。
引用
@article{arxiv.2103.09206,
title = {Human Brain Mapping with Multi-Thousand Channel PtNRGrids Resolves Novel Spatiotemporal Dynamics},
author = {Youngbin Tchoe and Andrew M. Bourhis and Daniel R. Cleary and Brittany Stedelin and Jihwan Lee and Karen J. Tonsfeldt and Erik C. Brown and Dominic Siler and Angelique C. Paulk and Jimmy C. Yang and Hongseok Oh and Yun Goo Ro and Woojin Choi and Keundong Lee and Samantha Russman and Mehran Ganji and Ian Galton and Sharona Ben-Haim and Ahmed M. Raslan and Shadi A. Dayeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09206},
year = {2021}
}
备注
Main manuscript: 28 pages, 5 figures, Supporting information: 63 pages, 41 figures