记录大脑低频活动的石墨烯基植入物将改变我们对大脑的理解

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来自ICN2,IMB-CNM,CSIC,IDIBAPS和ICFO的研究人员设计了一种基于石墨烯的植入物,能够以极低频率和大面积记录大脑中的电活动。


Graphene-based implant that records brain activity at low frequencies may change our understanding of the brain image


该团队解释说,目前用于记录大脑电活动的电极阵列只能检测特定频率阈值以上的活动。这项工作中提出的基于石墨烯的新技术克服了这一技术限制,允许访问低于0.1 Hz的信息,同时为未来的脑机接口铺平了道路。


由巴塞罗那微电子研究所(IMB-CNM,CSIC)和加泰罗尼亚纳米科学与纳米技术研究所(ICN2,BIST和CSIC中心)和生物工程,生物材料和纳米医学(CIBER-BBN)中的CIBER开发,并适用于与August Pi i Sunyer生物医学研究所(IDIBAPS)合作进行大脑记录,该技术远离电极,采用创新的基于晶体管的架构,在将大脑信号传输到接收器之前就地放大大脑信号。


在这种新结构中使用石墨烯意味着所得到的植入物可以支持比标准电极阵列更多的记录位点,并且足够纤细且足够灵活,可以在皮质的大面积上使用而不会被拒绝或干扰正常的大脑功能。结果是前所未有的低频脑活动的映射,已知这种活动带有关于大脑中不同事件的关键信息,例如癫痫发作和中风的发作和进展。


伦敦大学学院的Matthew Walker教授和临床癫痫世界专家称,这项技术是一项突破性的技术,有可能改变我们记录和观察大脑电活动的方式。未来的应用可能会提供前所未有的癫痫发作在何处以及如何开始和结束的见解,从而为癫痫的诊断和治疗提供新的方法。

 

然而,除了癫痫之外,这种精确的映射和与大脑的相互作用还有其他令人兴奋的应用。利用晶体管配置的能力来创建具有大量记录站点的阵列,通过采用所谓的多路复用策略,这里描述的技术也被一些相同的研究人员调整以恢复语音和通信。 BrainCom的欧洲项目的一部分。在ICN2的带领下,该项目将提供新一代的脑 - 计算机接口,能够探索和修复高级认知功能,特别关注由脑或脊髓损伤(失语症)引起的语言障碍。


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