22/08/24Soyut
İnvaziv mikroelektrotlar aracılığıyla elektriksel stimülasyon, çok çeşitli nörolojik ve psikiyatrik rahatsızlıkların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Olağanüstü başarısına rağmen, elektrotlar yabancı cisim reaksiyonları nedeniyle gliozisle kapsüllendiği için stimülasyon performansı sürdürülebilir değildir. Manyetik stimülasyon, metal elektrot temasına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak bu sınırlamaların üstesinden gelir. Burada, nöronal dokuyu aktive edebilen manyetik çekirdekli yeni bir mikrofabrike solenoid indüktör (80 µm × 40 µm) sunuyoruz.
İmplante edilebilir mikromanyetik stimülasyonun (µMS), elektrot tabanlı stimülasyona göre birçok avantajı vardır. Nanofabrikasyon teknolojisindeki gelişmeler, biyouyumlu bir kaplamayla tamamen kaplanırken daha büyük manyetik alanlar üretebilen manyetik çekirdekli ultra küçük solenoidler üretmemizi sağlamıştır. Yeni mikrofabrikasyon solenoidi, sinir dokusunu başarıyla aktive etmiştir ve bu nedenle temel sinirbilim ve klinik uygulamalar için mevcut sinir arayüz araçlarına uygulanabilir bir alternatif olma potansiyeli göstermektedir, ancak daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Şekil a. NV elmas sensörüne dayalı özel olarak oluşturulmuş bir sistem kullanılarak yeni mikrosolenoid tarafından yayılan manyetik akı yoğunluğunun ölçülmesinde kullanılan kurulum. b. Kurulum (a)'da kullanılan tarama penceresi gösterilmiştir. c. Kurulum, akut beyin dilimlerinde mikro/makrosolenoidleri kullanarak µMS'nin kavram kanıtını kullanmıştır.
Şekil . Thy1-GCaMP6s transgenik farelerden alınan bir beyin diliminin epifloresan mikrografisi, bir (üstte) makrosolenoid ve bir (altta) mikrosolenoid kullanıldığında µMS'ye yanıt olarak floresandaki değişimi göstermektedir
Görüntüleme teknolojisinin analizi
TheDhyana 400BSITransgenik farelerin beyin dilimlerinin radyo-floresan mikroskobik görüntülerini gözlemlemek için kamera kullanıldı. İyi kontrast ve hassasiyete sahip olan kamera, UV dalga boylarında mükemmel kuantum verimliliği ve düşük gürültü sağlıyor ve yüksek dinamik aralıklı 16 bit modu, floresan sinyali çok düşük olsa bile parlak alan ve floresan görüntülemesine olanak tanıyor. Farklı boyutlardaki solenoidlerin fare beyin dilimlerine olan radyasyon değişimleri görüntüde sezgisel olarak görülebiliyor ve böylece şemanın uygulanabilirliği önceden belirlenebiliyor. Milimetre altı ve milimetre bobinler, uygulanan akımı manyetik akıya dönüştürüyor ve bu da iyonları hareket ettirip nöronun tepkisini algılamaya (veya bastırmaya) yetecek kadar güçlü bir elektrik alanı gradyanı oluşturuyor.
Referans kaynağı：
1. Khalifa, A., Zaeimbashi, M., Zhou, TX ve diğerleri. Mikromanyetik sinir uyarımı için manyetik çekirdekli mikrofabrikasyonlu solenoidlerin geliştirilmesi. Microsyst Nanoeng 7, 91 (2021). https://doi.org/10.1038/s41378-021-00320-8
