豐橋工業(yè)大學 (TUT) 電氣與電子信息工程系副教授 Takeshi Kawano 和電子啟發(fā)跨學科研究所 (EIIRIS) 的研究團隊開發(fā)了一種直徑小于小于 10 μm，使用硅半導體材料的晶體生長。微型同軸針電極在針中有兩個電極，可以在非常近的距離內進行差分記錄，而傳統(tǒng)電極設備以前很難完成這項任務。此外，與傳統(tǒng)電極相比，微型電極減少了組織損傷。同軸電極的這些優(yōu)點可以實現(xiàn)傳統(tǒng)技術無法實現(xiàn)的神經元信號的高質量記錄，
可以通過將細電極刺入腦組織來檢測神經元信號. 它們是腦組織電生理記錄的一項非常重要的技術，通過利用高空間分辨率的優(yōu)勢，可以獲得有關神經元活動的詳細信息。例如，在腦機接口 (BMI) 技術中——一種允許患者使用來自大腦的信號移動他們的假肢或腿的技術——該技術用于將電極植入患者的大腦并記錄神經元信號與高空間分辨率非常重要。在記錄信號時保持高信噪比也很重要。來自神經元的電信號非常小，大約為幾十 μV(1 V 的 1/100,000)，并且由于噪聲在組織空間中傳播，信號質量會下降。這意味著電極裝置必須具有空間分辨率高，抗噪能力強。此外，需要 10 μm 或更小的電極幾何形狀，以避免對腦組織造成損害。
為了解決與電極相關的這些挑戰(zhàn)，研究團隊使用氣-液-固 (VLS) 生長法(一種硅生長技術)開發(fā)了一種針狀電極裝置，該裝置在 < 10 μm 的范圍內緊密放置了兩個電極。直徑針，這是以前從未實現(xiàn)過的。該團隊使用以這種方式制造的電極裝置對神經元活動進行局部差分記錄，兩個電極相距 6 μm。由此，該團隊在全球首次實現(xiàn)了高信噪比的高質量神經元信號采集。
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