新华社发文“突破性成果!祝贺我国科学家”,报道了2024年6月24日,北京大学段小洁团队在Nature Neuroscience发表题为“A high-density 1,024-channel probe for brain-wide recordings in non-human primates”的研究论文,报道了一种高密度、1024通道神经探针,可实现非人灵长类动物整脑尺度神经活动监测。
论文截图
微灵脑机实验室凭借先进的高通量神经电子技术与北京大学的神经探针团队合作,成功研发了电子集成一体的高密度、高通道的神经探针。单根探针上集成了1024个可同时记录的神经信号通道,达到国际领先水平。研究人员借助该集成探针在国际上首次实现对猕猴大脑全深度、高通量神经元活动的记录。
“神经卷轴”探针在全脑尺度记录神经活动示意图
在整脑范围内实现多脑区、长时间、高通量、高时空分辨神经活动的记录,对理解大脑的神经机制、调控神经活动具有重要意义。已有的高通道神经探针主要适用于鼠等啮齿类动物脑研究,即便用于灵长类动物脑研究,也难以覆盖其整脑尺度。
北京大学未来技术学院段小洁研究员团队设计了一种超薄柔性微电极阵列薄膜,通过如“卷轴”般特殊的绕卷组装工艺,制造出名为“神经卷轴”的神经探针。该探针长度可在1厘米到1分米范围内灵活设计,从而匹配从啮齿类到灵长类动物的大脑尺寸。
2021年,微灵脑机实验室的前身,中国科学院深圳先进技术研究院脑机智能融合技术实验室在李骁健博士领导下,已在国内率先贯通了植入式脑机接口全栈技术链。实验室研发的微型化的千通道级脑神经电信号采集系统与段小洁实验室正在研发的千通道神经探针完美契合。经过共同努力,联合团队实现了神经探针与专用电子器件的高密度连接与集成化。
电子集成神经探针前端(探针9厘米长)
利用“神经卷轴”探针,研究人员在猕猴大脑中实现了从脑表面皮层至颅底全深度覆盖的超700个单神经元活动的同时监测。此外,还在大鼠大脑中实现了长达两年的稳定神经记录,展现出该探针优异的生物相容性和长期记录稳定性。
中国科学院院士、北京大学国家生物医学成像科学中心主任程和平表示,这一突破性成果为多脑区活动的高通量同步监测、探究神经活动与行为学间的关系提供有力工具,未来通过多根探针的植入,可进一步实现从数千到上万个通道的神经记录,将对基础神经科学和脑机接口等转化神经科学研究带来变革性影响。
如今,聚焦于科研仪器研发与服务的微灵医疗全资子公司-深圳微灵脑机已经将支撑以上科学成果的电子装置商业化,并提供万通道级系统定制服务。
微灵脑机千通道级系统商用版
医疗器械、新材料、人工智能;
一定技术壁垒