丰桥工业大学下一代半导体与传感科学研究所(IRES²)、国立工业大学、茨城学院和TechnoPro R&D公司的研究小组成功演示了针对大脑的低侵入性神经记录技术糖尿病小鼠的组织。这是使用直径为 4 µm 的小针电极实现的。由于各种并发症，包括脑血管疾病的发展，记录糖尿病脑组织内的神经元活动特别具有挑战性。由于微型化针电极与传统技术相比具有显着优势，因此针电极最大限度地减少了组织损伤，并实现了整整一个月的稳定记录。

细节

已知糖尿病会引起各种并发症，包括脑血管疾病的发展，由于其导致神经元减少，因此与阿尔茨海默病密切相关。在脑部疾病的研究中，通过微电极记录神经元活动进行定量分析具有巨大的潜力。然而，由于电极穿透相关的并发症，糖尿病大脑的记录预计比正常大脑更具挑战性。研究团队通过开发低侵入性记录技术成功解决了这一挑战。

“我们面临的挑战是开发一种技术来记录糖尿病小鼠模型的神经元活动。我们通过使用尖端直径为 4 µm 的微电极演示神经记录技术来实现这一目标。我们的技术成功记录了糖尿病小鼠的神经元活动，同时最大限度地减少了组织反应。这些发现表明我们的电极可以应用于各种受损的脑组织，不仅是糖尿病，还可以应用于其他疾病。”该文章的第一作者、硕士生 Rioki Sanda 和博士生解释道。山下浩二.

发展背景

研究团队负责人 Takeshi Kawano 教授解释了他们项目背后的动机：“糖尿病是一种复杂的疾病，已知会导致各种并发症，特别是血管疾病。这些疾病可能导致四肢坏疽，最终需要截肢。脑机接口(BMI)技术在帮助失去肢体的患者方面具有巨大的前景，使他们能够通过大脑信号控制假肢。然而，传统电极刺入糖尿病脑组织会引起损伤，使得 BMI 技术在这些患者中的应用比其他患者的风险要大得多。认识到这一迫切需求，我们启动了一个项目，专门为患有糖尿病相关血管疾病的患者开发一种低侵入性记录技术。”

未来展望

研究小组相信，他们的记录技术在糖尿病小鼠身上得到了成功证明，具有更广泛应用的巨大潜力。他们设想将其用于药物发现研究，使用患有各种疾病的不同模型小鼠。此外，该团队的目标是将该技术扩展到其他动物模型，包括大鼠和猴子，以加速开发具有更高功效和更广泛适用性的下一代BMI。

参考

三田力喜、山下浩二、泽畑裕人、坂本健诚、山木翔太、横山翔平、沼野梨花、小田晃和河野武 (2023)。