使脑探测器与石墨烯更敏感

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人类大脑疾病，如癫痫、抑郁、偏头痛、精神分裂症、自闭症和痴呆症，在大脑内部大规模交互作用中断时就会出现。身体中枢神经系统的严重损害是由广泛的创伤和退行性病变造成的。这使得世界各地数百万生命(尤其是年轻人)毁灭性地成为受害者。目前可用的治疗方案很少;这就要求进行广泛的基础和临床研究，以恢复自愿功能或减轻疾病。对大脑功能的研究在不同的对象中进行，如啮齿动物、灵长类动物和病人;这些研究提出了许多挑战。新的实验方法包括修复受损的轴突，重新建立神经元之间的原始连接，理解神经生理学，并使用假体装置来恢复基本的运动功能。

其中一种方法需要研究神经元发出的电信号。当神经元交流时，它们通过产生电流来进行。脑探针测量神经元、神经或脑组织上高度局部的电场。脑探针，也称为神经探针，在睡眠、癫痫前活动或对各种刺激的反应中记录这些信号。记录一个神经元的电信号是一回事;需要尽可能多的神经元同时记录信号去理解大脑中疯狂的信号。'Deconvolving神经电路不是没有实验限制的。

人类大脑在30秒内产生的数据，相当于哈勃太空望远镜一生产生的数据。

康拉德·科尔丁，西北大学

实时神经生理学——使用一组探针，同时记录几个神经回路的动态——是一个雄心勃勃的目标，开发神经接口系统，可以揭示单个细胞和整个神经回路在时间和空间上的相互作用。脑探针是由不同材料制成的电极，如硅、铂及其合金与铱、氮化钛、导电聚合物、纳米材料复合材料、半欧洲杯足球竞彩导体FET纳米线或石墨烯。现代电神经接口系统是建立在发展先进电极技术的基础上的。单端电极、硅探针和类似的器件随着探针尺寸的减小而受到阻抗限制。脑探针应具有以下特点:必须是低模量材料，具有不引起不可逆电化学反应的稳定性增加，能够实现微创操作，具有良好的信号放大，具有多路读出的可能性，是多功能的深度穿透探针。

2011年，德国慕尼黑沃尔特·肖特基研究所(Walter Schottky Institute)的纳米技术专家何塞·加里多(Jose Garrido)展示了石墨烯制成的晶体管阵列可以检测心脏细胞中的动作电位。石墨烯被用来记录神经活动。石墨烯是一种稳定的材料，具有良好的电子性能和柔韧性(使其成为合适的仿生材料)。石墨烯的显著特性使其成为大脑探针的合适材料:“石墨烯不受人体中发现的严苛离子溶液的影响，石墨烯传递电信号的能力意味着它可以与神经元和其他通过神经冲动或动作电位进行通信的细胞连接。”然而，石墨烯电极也有高阻抗的问题，这意味着大脑和记录设备之间的通信受到了阻碍。这种方法的改进，导致了材料透明度的丧失。光学成像需要透明度。Duygu Kuzum和他的团队在《自然通讯》杂志(2014)的一篇论文中使用了透明和柔性石墨烯，以增强信噪比同时进行电生理学和神经成像。

今年加州大学的工程师和神经科学家San Diego的团队通过使用Pt纳米颗粒降低了其阻抗来实现更高质量的石墨烯电极，并使用PT纳米颗粒保持约70％的透明度。欧洲杯猜球平台PT纳米颗粒在石墨烯的单欧洲杯猜球平台层电沉积;这提供了平行的传导路径，以克服量子电容和缺乏用于石墨烯电极的游览反应。在转基因小鼠中，在宏观尺寸和单细胞水平的低阻抗石墨烯电极记录和成像神经元活性，例如钙离子尖峰。在将电极尺寸缩小到单个电池尺寸时，它们通过单细胞分辨率记录了神经活动，而不会牺牲透明度。基于他们的实验证据，研究人员“设想了它们的技术适用于制造透明微电极阵列，该透明微电极阵列具有特异性地探讨不同的神经电路和在多模式实验中提供前所未有的时态分辨率的多模式实验的机制”。

参考文献

1. 大脑活动地图
2. 脑机接口恢复电机功能和探头神经电路
3. 生物电子产品：仿生材料
4. 神经科学：欧洲杯线上买球解决大脑
5. 神经衰老中欧洲杯足球竞彩的软材料在神经科学中的难题欧洲杯线上买球
6. 膜片钳之外:细胞内记录的纳米技术
7. 将铂纳米粒子撒在石墨烯上使脑探测器更敏感欧洲杯猜球平台
8. 用于同时电生理学和神经影像的透明和柔性低噪声石墨烯电极
9. 具有高光学透明度的超低阻抗石墨烯微电极用于转基因小鼠的同时深度双光子成像

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