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神经植入物可同时监控多个大脑区域 提供新的神经科学见解

在学习和记忆形成过程中,大脑的不同部分如何相互交流?加利福尼亚大学圣地亚哥分校研究人员的一项新研究迈出了回答这一基本神经科学问题的第一步。

通过开发一种神经植入物来进行这项研究成为可能,该植入物可以同时监视从表面到深层结构的大脑不同部位的活动,这在该领域尚属首次。研究人员使用这项新技术显示,在已知在学习和记忆形成中起作用的两个大脑区域(海马和大脑皮层)之间发生了多种双向通信模式。研究人员还表明,这些不同的交流方式与在睡眠和休息期间在海马中发生的称为尖波涟漪的事件有关。

研究人员于4月19日在《自然神经科学》上发表了他们的发现。

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的电气和计算机工程教授,共同通讯作者Duygu Kuzum说:“这项技术是专门为同时研究不同大脑区域之间的相互作用和通讯而开发的。”“我们的神经植入物用途广泛;它可以应用于大脑的任何区域,并且可以研究其他皮质和皮质下大脑区域,而不仅仅是海马体和大脑皮质。”

加州大学圣地亚哥分校医学院和生物科学系神经生物学和神经科学教授高木山山说:“人们对各个大脑区域如何协同工作以产生认知和行为知之甚少。” 。“与传统的一次研究一个大脑区域的方法相比,这项研究中引入的新技术将使我们能够学习整个大脑如何控制行为,以及在神经系统疾病中如何损害该过程。”

神经植入物由薄的,透明的,柔性的聚合物条带制成,该聚合物条带由微米级金电极阵列制成,铂纳米粒子已沉积在该电极上。每个电极都通过一根微米级的细线连接到定制印刷电路板上。库祖姆(Kuzum)的实验室开发了植入物。他们与Komiyama的实验室合作,对转基因小鼠进行了脑成像研究。

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