腦科學的核心目標是解析神經電活動如何控制大腦的功能以及腦疾病的神經機制。要實現這些目標,需要精準調控與讀取特定神經環路的電活動信息。近日,我國科研團隊在高精度神經調控與讀取技術取得新進展,相關內容以題為“Self-assembled multifunctional neural probes for precise integration of optogenetics and electrophysiology”發表在《Nature Communications》雜志。

該團隊構建了一種多功能柔性神經電極技術,同步實現了大腦中基因載體的精準遞送、長期光遺傳學調控和神經電生理記錄。基于彈性毛細自組裝原理,研究人員將高通量柔性神經電極和光導元件在含有光遺傳基因載體的聚合物液體中進行自組裝,得到了體積只有納升級別的多功能柔性神經電極。研究發現,這種多功能柔性神經電極能夠實現基因載體在電極-神經界面的高效遞送和表達。基于此,研究人員利用多功能柔性神經電極將光遺傳蛋白精準表達在電極-神經界面100微米范圍內,從而確保了光遺傳調控神經元集群和電生理記錄神經元集群在空間上高度一致。進一步利用柔性神經電極良好的生物相容性,實現了對大腦神經元電活動長達三個月以上的穩定讀取與調控。
多功能柔性神經電極技術能夠同步實現大腦中基因載體的精準遞送、光遺傳調控和長期神經電生理記錄,在神經環路的精準解析和腦機接口等方面具有重要的應用前景。
每天,我們的大腦都要承受成千上萬條信息的狂轟濫炸。如果把這些經歷和信息全盤照收,大腦很快就會像塞滿垃圾文件的電腦一樣“死機”。那么,大腦是如何在信息的海洋中去粗取精,只把最重要的事情存進長期記憶的硬盤......
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8月14日發表于《細胞》的一項研究顯示,一種大腦植入物可以解碼人的內心獨白,但只有當用戶想起預設密碼時,該設備才能工作。這種“讀心”裝置,即腦機接口(BCI),能準確破譯高達74%的想象句子。然而,只......
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你有沒有想過,為什么兩個司機看到同樣的擁堵路況,一個猛踩油門沖進去,另一個卻小心翼翼地剎車避讓?其實在他們做出動作之前,大腦早已悄悄作了一個決定。而這個決定,并不是突然冒出來的,它就像一場精密排演的舞......
科學家發現,將一段僅存在于人類基因組中的遺傳片段插入小鼠體內后,它們的大腦會長得比通常情況更大。該段遺傳代碼像“旋鈕”一樣,調控著某些基因表達強度的DNA區域,主要通過增加小鼠神經元前體細胞的生成量,......