스탠포드대학과 하버드의과대학의 연구원들은 매우 유연한 메쉬 신경 탐침을 개발하여 신경 과학에서 놀라운 이정표를 달성했다. 이 작은 탐침은 설치류의 뇌에 있는 100마이크로미터 이하 크기의 혈관에 정확하게 이식될 수 있어 뇌 연구에 혁신적인 접근 방식을 제공한다.

Science 저널에 "Ultraflexible endovascular probes for brain recording through micrometer-scale vasculature"라는 제목으로 발표된 연구원들은 획기적인 장치의 잠재력에 대해 자세히 설명한다. 두개골 개복 수술이 필요한 기존의 방법과 달리 이 최첨단 기술은 뇌나 맥관 구조 손상을 일으키지 않고 쥐의 피질과 후각망울에서 필드 전위와 단일 단위 스파이크를 측정한다. 같은 저널의 Perspective 기사는 팀 작업의 중요성을 강조한다.

이 획기적인 기술의 핵심은 침습적 수술 없이 정확한 이식이 가능한 매우 유연한 혈관내 탐침의 사용에 있다. 이 미세혈관내(MEV) 프로브는 폴리머 기반 재료로 만들어지며 유연한 마이크로카테터를 사용하여 작은 혈관에 주입할 수 있다. 식염수 흐름은 탐침을 더 깊은 맥관 구조로 옮기고 일단 제자리에 있으면 마이크로카테터가 수축되어 MEV 탐침이 손상되지 않는다.

침습적 수술이 필요하고 신경망을 손상시킬 수 있는 기존의 두개내 깊이 전극과 비교하여 MEV 프로브는 조직 검사 중에 장기적인 안정성과 최소한의 면역반응을 나타낸다. 혈관벽을 변형하거나 관통하지 않아 혈액-뇌 장벽을 보존하고 혈류와 신경학적 기능을 유지한다.

체내 전기생리학 기록에서 연구원들은 마취된 쥐의 피질과 후각망울에서 뇌 활동을 성공적으로 기록했다. 프로브는 선택적 이식 및 작동을 시연하여 신경 질환 모델에 대한 귀중한 통찰력을 제공한다. 또한 단일 단위 활동 기록은 혈관벽 전체에서 단일 세포 분해능을 달성했다.

이 기술의 잠재적 응용 분야는 방대하다. 대뇌혈관구조는 큰 표재성 피질 혈관과 피질 내의 미세혈관 구조를 모두 포함한다. 현재 MEV 프로브는 직경이 100μm보다 큰 혈관을 대상으로 할 수 있으며 이는 쥐 뇌 혈관의 약 5%를 나타낸다. 프로브의 크기와 굽힘 강성을 줄임으로써 연구원들은 더 작은 직경의 혈관을 목표로 삼기를 희망한다.

이 획기적인 플랫폼 기술은 신경계 질환의 연구 및 치료를 위한 새로운 영역을 제공한다. 연구 도구로서 뇌 기능과 질병을 이해하는 데 도움이 됩니다. 또한 이 연구의 저자는 이러한 최소 침습 신경 전자 인터페이스를 미래의 임상 응용 프로그램으로 변환하기 위한 기초 역할을 할 수 있다고 믿는다.

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