神經探針是一種用來記錄神經活動的針狀電感測器,是腦科學研究和腦機介面中的核心技術。北京大學研究人員通過技術創新成功研發一種高密度、高通道的神經探針,在國際上首次實現對獼猴大腦全深度、高通量神經元活動的記錄。其單根探針上整合了1024個可同時記錄的神經訊號通道,達到國際領先水平。該成果24日線上發表於國際學術期刊《自然·神經科學》。
在整腦範圍內實現多腦區、長時間、高通量、高時空分辨神經活動的記錄,對理解大腦的神經機制、調控神經活動具有重要意義。已有的高通道神經探針主要適用於鼠等囓齒類動物腦研究,即便用於靈長類動物腦研究,也難以覆蓋其整腦尺度。
北京大學未來技術學院段小潔研究員團隊設計並製備了一種超薄柔性微電極陣列薄膜,通過如“捲軸”般特殊的繞卷組裝工藝,製造出名為“神經捲軸”的神經探針。該探針長度可在1釐米到1分米範圍內靈活設計,從而匹配從囓齒類到靈長類動物的大腦尺寸。
製備高通道神經探針的一個主要瓶頸是神經探針和後端電子器件之間的連接。良好的電學連接可實現神經訊號的精準採集與傳輸。為此,研究團隊還研發了高密度柔性冷焊技術,實現了“神經捲軸”探針與後端電子器件的整合化、高密度連接。