科学家研发一种超薄、灵活的探针，可以记录和

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

研究人员设计了一种超薄、灵活和微创的神经探针，它不仅能够记录神经活动，还能够使用光刺激特定的神经元组。

在Nature Communications的一项新研究中描述，该探针大约是人类头发宽度的五分之一，非常适合研究神经系统的小而可移动的区域，例如脊髓或周围神经（外部的神经大脑和脊髓在大脑和身体其他部位之间传递信息）。

“这就是你需要一个非常小的、灵活的探针，它可以安装在椎骨之间以与神经元连接，并且可以随着脊髓的移动而弯曲，”共同资深作者、Waitt 高级生物光子学中心副教授 Axel Nimmerjahn 说美国索尔克生物研究所。

神经探针也可以植入更长的时间，因为它与生物组织更相容，更不容易触发免疫反应。

雅各布斯工程学院纳米工程学教授、该研究的共同资深作者唐纳德·西尔布利说：“对于慢性神经接口，你需要一个隐秘的探针——身体甚至不知道存在但仍然可以与神经元交流的东西。”在美国加州大学圣地亚哥分校。

这种探针与其他现有的超薄、柔性探针的不同之处在于它由一个电通道和一个光通道组成，可以记录神经元的电活动并使用光刺激特定的神经元组。

“在如此小的占地面积内拥有这种双重模式——电记录和光刺激——是一种独特的组合，”Sirbuly 解释道。

新的神经探针是一项巧妙的工程壮举

电通道包含一个超薄聚合物电极（可以导电），而光通道包含一个传输光的超薄光纤。将两者放在同一个神经探针中需要一些非常聪明的工程。

通道必须绝缘以防止它们相互干扰，同时安装到直径仅为 8 到 14 微米的微型探头中。研究人员还必须确保探针灵活、耐用、具有生物相容性，并且能够像现有的最先进的神经探针一样执行。

一旦制造出来，神经探针就会被植入活老鼠的大脑中长达一个月，在此期间它们几乎不会引起脑组织的任何炎症。

这些探针能够以高灵敏度记录神经元的电活动，也可用于刺激小鼠皮层中的神经元移动胡须。

“目前，我们对脊髓如何工作、它如何处理信息以及它的神经活动如何在某些疾病条件下受到干扰或损害知之甚少，”Nimmerjahn 说。

“从这种动态和微小的结构中记录下来一直是一项技术挑战，我们认为我们的探针和未来的探针阵列具有帮助我们研究脊髓的独特潜力——不仅在基本层面上理解它，而且还具有调节其活动的能力。”

而且由于几乎可以实现任何长度的微纤维，制造过程可用于开发可以到达更深大脑区域的神经探针。然而，随着探头的刚度随着长度的增加而降低，可能需要改变设计——例如可溶解的糖涂层或刚性聚合物层——以防止弯曲。