今天发表的新研究表明,微小的石墨烯神经探针可以安全地用于大大提高我们对癫痫病因的理解。
石墨烯深度神经探针(gDNP)由嵌入在微米薄聚合物柔性衬底中的毫米长线性晶体管阵列组成。晶体管由曼彻斯特大学神经医学实验室和UCL神经病学研究所及其石墨烯旗舰合作伙伴合作开发。
今天发表在《Nature Nanotechnology》上的这篇论文表明,独特的柔性脑探针可用于记录与癫痫相关的病理脑信号,具有出色的保真度和高空间分辨率。
曼彻斯特大学Nanoneneuro团队的Rob Wykes博士说:”这项技术的应用将使研究人员能够研究次渗透振荡在促进向癫痫发作过渡的易感窗口以及改善与癫痫相关的临床相关电生理生物标志物的检测方面所起的作用。
柔性gDNP装置长期植入癫痫小鼠体内。植入式设备在数周内提供了出色的空间分辨率和非常丰富的宽带宽记录癫痫脑信号。此外,广泛的慢性生物相容性测试证实没有显着的组织损伤和神经炎症,这归因于所用材料的生物相容性,包括石墨烯,以及gDNP装置的柔性。
使用电生理探针记录和绘制全方位脑信号的能力将大大提高我们对脑部疾病的理解,并有助于各种神经系统疾病患者的临床管理。目前的技术在准确获取高空间保真度超慢脑信号的能力方面受到限制。
该技术的应用将使研究人员能够研究次级振荡在促进向癫痫发作过渡的易感窗口以及改善与癫痫相关的临床相关电生理生物标志物的检测方面所起的作用。
罗伯·威克斯博士
癫痫是全球最常见的严重脑部疾病,高达30%的人无法使用传统的抗癫痫药物控制癫痫发作。对于药物难治性患者,癫痫手术可能是一种可行的选择。手术切除癫痫发作首次开始的大脑区域可以导致癫痫发作的自由;然而,手术的成功取决于准确识别癫痫发作区(SOZ)。
癫痫信号跨越很宽的频率范围 – 比传统使用的扫描中监测的频带大得多。SOZ的电图生物标志物包括非常快的振荡以及次下活动和直流(DC)位移。
实施这项新技术可以使研究人员研究次渗透振荡在促进向癫痫发作过渡的易感窗口以及改善与癫痫相关的临床相关电生理生物标志物的检测方面所起的作用。
这项新技术的未来临床转化提供了在手术前更精确地识别和限制负责癫痫发作的大脑区域的可能性,从而导致更少的广泛切除和更好的结果。最终,这项技术还可以用于提高我们对与超慢脑信号相关的其他神经系统疾病的理解,例如创伤性脑损伤,中风和偏头痛。
论文:Full bandwidth electrophysiology of seizures and epileptiform activity enabled by flexible graphene micro-transistor depth neural probes. Nature Nanotechnology, 2021.
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