#Ultraflexible #neurale #Elektroden haben ihre einzigartigen S | Arm Me Against Uni(n)Formation

#Ultraflexible #neurale #Elektroden haben ihre einzigartigen Stärken in mehreren Anwendungen gezeigt.
Zunächst sind sie gut geeignet, um mit longitudinaler optischer in-vivo-Bildgebung (Im lebenden Organismus) kombiniert zu werden. Diese ultraflexiblen Elektroden wie NETs biegen sich, ohne zu brechen, und es sind Krümmungsradien von <100 μm erreichbar. Die optische Modalität kann auch verwendet werden, um andere Gehirnaktivitäten wie den zerebralen #Blutfluss (Dunn et al., 2001; Kazmi et al., 2013) und die #Sauerstoffversorgung des Blutes (Sullender et al., 2018) abzubilden, um die gleichzeitige Messung mehrerer neurophysiologischer Parameter zu ermöglichen (Luan et al., 2018). Darüber hinaus verursachen diese ultraflexiblen Elektroden nur minimale oder geringe Störungen der Grundlinienphysiologie und ermöglichen langanhaltende, stabile neuronale Aufzeichnungen. Daher sind sie gut geeignet, um Hirnfunktionsstörungen über chronische Zeitskalen zu verfolgen, die mit dem Fortschreiten und der Erholung von Hirnverletzungen übereinstimmen.
Schließlich ermöglichen die unkoventionellen Formfaktoren dieser Elektroden eine unkonventionelle Implantation und Aufzeichnungen in Regionen, die sonst schwer zu erreichen sind. Eine aktuelle Studie berichtet über chronisch stabile In-vivo-Aufnahmen von retinalen Ganglienzellen in wachen Mäusen unter Verwendung von epiretinal (In den Glaskörper injiziert) implantierter, ultraflexibler Mesh-Elektronik, die über eine nicht-koaxiale und minimal-invasive intravitreale #Injektion eingebracht wird. Eine solche Methode stellt eine attraktive Alternative zu bisherigen Studien in Explantaten dar und bietet wichtige neue Einblicke in die dynamische Informationsverarbeitung zwischen der Netzhaut und anderen Teilen des Nervensystems (Hong et al., 2018).
Bei der Anforderung an die Steifigkeit einer Elektrode besteht ein intrinsischer Konflikt zwischen minimaler Invasivität und leichter Einführbarkeit in das Gehirn bei minimaler Schädigung. Die für die Minimierung der Gewebereaktion gewünschte Miniaturabmessung und Ultraflexibilität schließt die selbsttragende Penetration der Elektrode durch das Hirngewebe mechanisch aus.
Eine gängige Strategie zur Bereitstellung flexibler Elektroden besteht darin, die #Steifigkeit der #Elektrode vor und #während des #Einführens vorübergehend zu #verändern (Hassler et al., 2011; Khaled et al., 2013; Patel et al., 2015; Takeuchi et al., 2004; Wu et al., 2015).
Biologisch abbaubare Materialien wie #Polyethylenglykol (#PEG) (Patel et al., 2015; Takeuchi et al., 2004), Seide (Wu et al., 2015) und Carboxymethylcellulose (Kozai et al., 2014) wurden verwendet, um #neurale #Elektroden #vorübergehend zu #verkapseln und zu #versteifen, um das #Eindringen in das #Hirngewebe zu #unterstützen. Kurz nach der Implantation löst sich das beschichtete Material auf und die neurale Elektrode wird freigelegt.
Alternativ wurden unkonventionelle Elektrodensubstratmaterialien verwendet, die die Steifigkeit nach der Implantation reduzieren, wie das mechanisch adaptive Nanokomposit (Harris et al., 2011) oder das #Formgedächtnispolymer (Ware et al., 2014). Während der Implantation fährt das Shuttle-Gerät in das Gewebe; der Ankerpfosten fährt in das Loch und zieht die Neuralelektrode in das Hirngewebe. Sobald die neurale Elektrode die gewünschte Tiefe erreicht hat, wird das Shuttle-Gerät vertikal zurückgezogen und die neurale Elektrode wird freigegeben und im Hirngewebe eingebettet gelassen. Dieser Nadel-und-Faden-Mechanismus wurde zunächst als manuelles Verfahren demonstriert.