研究进展：脑机接口-CMOS光学器件 | Nature Electronics
光学神经技术，利用光与神经元连接，从而在较大的皮层区域上，以高时空精度监测和调控神经活动。在头戴式微型化显微镜方面，目前已经取得了相当大的研究进展，但是现有设备体积庞大，并且在人类中的应用，将需要更非侵入性的、完全可植入的形状因素form factor。近日，美国 哥伦比亚大学，（Columbia University）Eric H. Pollmann，Kenneth L. Shepard 等，在Nature Electronics上发文，报道了一种超薄、微型互补金属氧化物半导体 complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) 光学器件，以用于大脑的硬膜下隙subdural space的双向光学刺激和信号记录。这种荧光成像和光遗传学刺激的互补金属氧化物半导体CMOS专用集成电路，创建了总厚度小于200µm探针，并且足够薄，可完全位于灵长类动物大脑的硬膜下隙内。还展示了用于小鼠模型的成像和光学刺激，并可用于解码非人类灵长类动物的运动速度。A subdural CMOS optical device for bidirectional neural interfacing. 硬膜下隙互补金属氧化物半导体光学器件，用于双向神经接口。
图1: 微型显微镜的位移系数比较。
图2: 硬膜下隙互补金属氧化物半导体光学探针subdural complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) optical probe，SCOPe设备封装和数据采集系统。
图3:硬膜下隙互补金属氧化物半导体光学探针的共集成光学组件。
图4: 在小鼠模型中，用电刺激的钙动力学体内成像。
图5: 在小鼠模型中，具有光学刺激的钙动力学全光学体内成像。
图6: 在非人类灵长类动物non-human primate，NHP中，钙动力学的体内成像。文献链接Pollmann, E.H., Yin, H., Uguz, I. et al. A subdural CMOS optical device for bidirectional neural interfacing. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-024-01209-whttps://www.nature.com/articles/s41928-024-01209-w本文译自Nature。
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