Prof. Cai Xinxia vadovaujama tyrimų grupė iš Kinijos mokslų akademijos Aerokosminės informacijos tyrimų instituto (AIR) sukūrė naują metodą, skirtą didelio tikslumo, mažo kreivumo mikroelektrodų matricoms (MEA), skirtoms neuronų veiklai registruoti, gaminti. smegenų giliame mažo tūrio regione. Tyrimas buvo paskelbtas m Mikrosistemos ir nanoinžinerija.
Gyvūnai turi natūralią navigacijos sistemą, kuri nukreipia juos į jų išlikimui svarbias vietas. Johnas O'Keefe'as kartu su pora May-Britt Moser ir Edvardu Moseriu, kurie 2014 m. laimėjo Nobelio fiziologijos ar medicinos premiją, naudojo mikrofilamentinius elektrodus, kad atrastų specialias smegenų ląsteles – vietos ląsteles ir tinklelio ląsteles, esančias hipokampe. ir entorininę žievę, kuri padeda naviguoti erdvėje. Tiksliai implantuoti elektrodus gilesniuose smegenų regionuose, tokiuose kaip ventralinė tegmentinė sritis (VTA), buvo sudėtinga.
Šiame tyrime mokslininkai pristatė novatorišką sausojo ėsdinimo metodą, skirtą MEA likutiniam įtempimui pašalinti, leidžiantį tiksliai valdyti elektrodo lenkimo kryptį nuo teigiamos iki neigiamos. Jie gali sukurti mažo kreivumo MEA tiksliai koreguodami tam tikrus parametrus.
Norėdami patvirtinti šio metodo veiksmingumą, mokslininkai naudojo modeliavimo ir histologinius metodus ir nustatė, kad mažo kreivumo MEA įtempių pasiskirstymas ir implantavimo tikslumas žymiai pagerėjo. Šis metodas rodo geresnį kreivumo našumą nei pažangus nervinis zondas Neuropixels.
Vykdydami tikslinę navigacijos užduotį, mokslininkai implantavo mažo kreivumo MEA į žiurkių VTA ir užregistravo žiurkių judėjimo trajektoriją kartu su VTA neuronų elektrofiziologiniu aktyvumu. Analizuodami laiko ir padėties duomenis, jie nustatė specifinius iškrovos modelius ir prisitaikančius pokyčius VTA neuronuose, susijusius su atlygiais ir erdvine informacija. Pažymėtina, kad vietos laukų išnykimas ir atkūrimas buvo susiję su pasirinkto kelio ir pasiektų rezultatų santykio pokyčiais.
Tyrimas sukuria mažo kreivumo MEA su patobulinta laiko ir erdvine skiriamąja geba, o tai padidina implantacijos tikslumą ir signalo kokybę, kad būtų galima aptikti giliųjų smegenų neuronų informaciją. Taip pat pateikiama įžvalgų apie VTA vaidmenį kryptingoje navigacijoje.