이 초박형, 유연하고 맞춤형 프로브는 임상 등급 재료로 만들어져 깊은 뇌 활동의 임상 기록을 전환한다 (출처 : David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering)

네이쳐 커뮤니케이션즈 저널 저널의 2024년 1월 17일호에 발표된 연구에 따르면, 새로운 센서는 개별 뉴런의 큰 집단으로부터 뇌 내에서 활동을 기록할 수 있으며, 1개 또는 두 개의 뉴런이 거의 없다.

연구팀은 캘리포니아 대학교 샌디에고의 IEBL (Integrated Electronics and Biointerfaces Laboratory)이 주도한다.

고해상도 감지

새로운 접근 방식은 임상 등급 재료로 만들어진 초박형, 유연하며 맞춤형 프로브에 의존하며 매우 국한된 뇌 신호를 기록할 수 있는 센서가 장착되어 있다. 프로브는 오늘날의 임상 센서보다 훨씬 작으므로 서로 매우 가깝게 배치할 수 있어 뇌 내 전례 없는 깊이에서 특정 영역에서 고해상도 감지가 가능하다.

프로브는 최대 128개의 채널로 기록할 수 있다 (오늘날의 임상 프로브의 최첨단은 8~16채널이다). 연구원들은 프로브 당 채널 수를 확장할 수 있는 미래 버전을 개발할 계획이며, 의사의 뇌 신호를 더 높은 해상도로 획득, 분석 및 이해하는 의사의 능력을 극적으로 향상시킨다.

최대 30일의 간질 환자의 무선 모니터링

이 기술은 "UC 샌디에고 미세-스테레오-전자-뇌조영/UC San Diego Micro-Stereo-Electro-Encephalography (µseeg)”이라고 명명되며 치료 내성 간질 환자의 정밀 무선 모니터링을 향한 첫 번째 단계는 일상 생활을 위해 최대 30일 동안 오랜 시간 동안 오랜 시간 동안 시간을 보낸다.

다른 잠재적인 응용으로는 파킨슨병, 운동장애, 강박장애, 비만, 치료 저항성 우울증, 영향을 받지 않는 만성 통증 및 기타 장애를 가진 사람들을 돕는 것이 포함된다.

새로운 프로브는 또한 뇌 피질 표면의 정확한 위치에 치료 전기 자극을 제공할 수 있다. 그것들은 15 미크론 thic (약 1/5의 사람의 머리카락의 두께)이며 프로브의 재료 특성과 뇌의 차이를 최소화한다.

이 센서는 무선 캡의 작은 컴퓨터 시스템과 무선으로 통신하여 사람이 장기간 착용할 수 있다. 이 CAP는 무선 전력과 계산 인프라를 제공하여 30일 동안 사람의 뇌에서 기록되는 뇌 신호를 포착한다.

실험 대상

새로운 논문에서 팀은 두 명의 인간 환자에서 새로운 시스템의 기능을 보고한다. 이 팀은 또한 급성 및 만성 환경에서 쥐 배럴 피질의 성공적인 기록을 포함하여 일련의 다양한 동물 모델의 데이터를 제시한다. 마취된 돼지에서 체성 감각 피질의 기록; 뇌 내부의 다른 깊이에서 비인간 영장류의 기록.

인용 : Lee, K., Paulk, A.C., Ro, Y.G. et al. 인간 뇌에서 기록하기위한 유연하고 확장 가능하며 높은 채널 수 입체 전극. Nat Commun 15, 218 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43727-9 (Open-Access)