NCSUの新しいワイヤレス埋め込み型チップはアルツハイマー病やパーキンソン病との闘いに役立つ可能性がある
発行日:ローリー – 研究者らは、無線で電力を供給され、神経信号を読み取り、光と電流の両方で脳を刺激するために外科的に埋め込むことができるチップを開発した。この技術はラットでの実証に成功しており、研究ツールとして使用するために設計されています。
「私たちの目標は、脳のさまざまな領域の動作、特にさまざまな形の神経刺激に応じた動作をより深く理解するのに役立つ研究ツールを作成することでした」と、この研究に関する論文の責任著者であるヤオヤオ・ジャ氏は言う。ノースカロライナ州立大学の電気およびコンピュータ工学の助教授。 「このツールは、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経疾患への対処における進歩への道を開く可能性がある基本的な質問に答えるのに役立ちます。」
新しいテクノロジーには、以前の最先端技術とは異なる 2 つの特徴があります。
まず、完全ワイヤレスです。研究者は、電磁場を適用することで、電力受信コイルが組み込まれた 5×3 mm2 チップに電力を供給できます。たとえば、研究者が実験用ラットを使って行ったテストでは、電磁場が各ラットのケージを囲んでいたので、ラットが何をしていたかに関係なく、装置にはフル電力が供給されました。このチップは無線で情報を送受信することもできます。
2 番目の特徴は、チップがトリモーダルであることです。これは、3 つのタスクを実行できることを意味します。
この種の現在の最先端のニューラル インターフェイス チップは、次の 2 つのことを実行できます。1 つは、脳の標的領域の電気的変化を検出することで、その領域の神経信号を読み取ることです。そして脳組織に微弱な電流を流すことで脳を刺激することができます。
新しいチップはこれらの両方を実行できますが、脳組織に光を当てることもできます。これは光刺激と呼ばれる機能です。しかし、光刺激を機能させるには、まず標的のニューロンを遺伝子的に改変して、特定の波長の光に反応するようにする必要があります。
「電気刺激を使用する場合、電流がどこに流れるかをほとんど制御できません」と Jia 氏は言います。 「しかし、光刺激を使用すると、標的とするニューロンを光に敏感にするために変更するだけなので、はるかに正確に行うことができます。これは神経科学の活発な研究分野ですが、この分野は前進するために必要な電子ツールが不足していました。そこでこの作品の出番です。」
言い換えれば、新しいチップは研究者が（文字通り）神経組織に光を当てるのを助けることで、（比喩的に）脳の仕組みに光を当てるのに役立つことになる。
紙、 "トリモーダルワイヤレス埋め込み型ニューラルインターフェイスシステムオンチップ』が雑誌に掲載されました 生体医用回路およびシステムに関する IEEE トランザクション。この論文はウースター工科大学のウルクハン・ギュラー氏の共著者である。ジョージア工科大学のイェン・パン・ライ氏。ミシガン州立大学のYan Gong、Arthur Weber、Wen Li。とBionic Sciences Inc.のMaysam Ghovanloo氏
この研究は、助成金 2024486 に基づく米国科学財団 (NSF) の支援を受けて行われました。この研究は、助成金 EEC-1160483 に基づき、ノースカロライナ州の NSF が資金提供する ASSIST センターからも支援を受けました。 ASSIST Center の使命は、バッテリーの交換や充電を必要とせずに、長期にわたるマルチモーダル センシングが可能な自己給電型のウェアラブルを作成することです。
元の記事の出典: WRAL TechWire