Исследователи печатают наноразмерные мозговые электроды
Исследователи из Университета Карнеги-Меллона представили печатное устройство, которое однажды может помочь людям, страдающим различными неврологическими проблемами, такими как эпилепсия или потеря функций конечностей из-за инсульта.
Устройство получило название CMU Array и представляет собой массив микроэлектродов сверхвысокой плотности (MEA). Как вы, вероятно, догадались из этого описания, он состоит из множества наноразмерных электродов, расположенных в виде массива, который можно установить в мозг пациента, позволяя подключить мозг к системе интерфейса мозг-компьютер (BCI). CMU можно адаптировать к потребностям пользователя, изменив длину и положение электродов (известных как «стержни»).
Исследование было проведено исследователями в области машиностроения и биологических наук, а результаты были опубликованы в журнале Science Advances.
Массив был напечатан с использованием процесса аэрозольной струйной 3D-печати. Этот процесс работает, сначала распыляя металлические чернила с использованием ультразвуковых волн, в результате чего образуется микрокапельный аэрозоль. Затем капли, содержащие металлические частицы, попадают в сопло с инертным газом, а вторичный газ (называемый «газом оболочки») фокусирует осаждение металла на подложке с разрешением примерно 10 микрон.
Устройства, подобные этому, работают, соединяя нейроны мозга с внешними электронными устройствами, что позволяет отслеживать (или стимулировать) активность мозга.
Полезность МЭА зависит от его возможности отбора проб, которая зависит как от плотности электродов, так и от способности оптимально нацеливаться на интересующие области.
До CMU Array обычно существовало два типа устройств BCI, но из-за производственных ограничений эти устройства могли измерять активность мозга только в 2D-плоскости. Это неоптимальный таргетинг.
С помощью нового метода исследователи могут создавать трехмерные массивы, что обеспечивает более высокий уровень настройки, поскольку мозг представляет собой сложную трехмерную геометрию, и в результате области интереса, как правило, не являются плоскими.
Единственным ограничением возможности выборки массива CMU является плотность электродов, но этот фактор возрастает, особенно сейчас, когда устройства печатаются в меньшем масштабе и в трех измерениях.
Что касается рассматриваемой высокой плотности электродов, массив CMU имеет плотность электродов 2600 каналов на см2 площади основания. Это при межстержневом расстоянии около 200 микрон.
Таким образом, массив CMU имеет более высокую способность выборки, чем 2D-массивы, поскольку он может быть точно расположен в мозгу и может собирать информацию именно там, где это необходимо.
Дополнительные преимущества CMU Array включают установку с минимальным объемом ткани, превосходное отношение сигнал/шум и низкий импеданс на канал.
Ожидается получение патента на технологию, и следующим шагом является обеспечение финансирования для начала коммерциализации технологии.
Статью под названием «3D-нанопечать, полностью настраиваемая платформа микроэлектродной матрицы высокой плотности» можно найти в журнале Science Advances по этой ссылке .
По всем вопросам — 3d печать/3d сканирование писать сюда:
контактный телефон +79531178495
Telegram: https://t.me/fidller
E-mail: shope@fidller.com
вконтакте: https://vk.com/3d_krd_123
Наши другие проекты:
сайт о 3д технологиях - https://3dprint.fidller.com
сайт о кино и видеосъёмке - https://news.fidller.com