Direct-print three-dimensional electrodes for large-scale, high-density, and customizable neural interfaces

微电极 多电极阵列 接口 微电子 微加工 材料科学 平面的 轴突 纳米技术 分辨率(逻辑) 电极 计算机科学 光电子学 化学 神经科学 计算机硬件 人工智能 生物 物理化学 制作 医学 病理 计算机图形学(图像) 替代医学
作者
Pingyu Wang,Eric Wu,Hasan Uluşan,A.J. Phillips,Madeline Hays,Alexandra Kling,Eric T. Zhao,Sasidhar Madugula,Ramandeep Vilkhu,Praful Vasireddy,Andreas Hierlemann,Guosong Hong,E. J. Chichilnisky,Nicholas A. Melosh
出处
期刊: [Cold Spring Harbor Laboratory]
被引量:7
标识
DOI:10.1101/2023.05.30.542925
摘要

Silicon-based planar microelectronics is a powerful tool for scalably recording and modulating neural activity at high spatiotemporal resolution, but it remains challenging to target neural structures in three dimensions (3D). We present a method for directly fabricating 3D arrays of tissue-penetrating microelectrodes onto silicon microelectronics. Leveraging a high-resolution 3D printing technology based on 2-photon polymerization and scalable microfabrication processes, we fabricated arrays of 6,600 microelectrodes 10-130 µm tall and at 35-μm pitch onto a planar silicon-based microelectrode array. The process enables customizable electrode shape, height and positioning for precise targeting of neuron populations distributed in 3D. As a proof of concept, we addressed the challenge of specifically targeting retinal ganglion cell (RGC) somas when interfacing with the retina. The array was customized for insertion into the retina and recording from somas while avoiding the axon layer. We verified locations of the microelectrodes with confocal microscopy and recorded high-resolution spontaneous RGC activity at cellular resolution. This revealed strong somatic and dendritic components with little axon contribution, unlike recordings with planar microelectrode arrays. The technology could be a versatile solution for interfacing silicon microelectronics with neural structures and modulating neural activity at large scale with single-cell resolution.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
小马甲应助冬至采纳,获得10
1秒前
1秒前
薄荷完成签到,获得积分10
1秒前
陈颖发布了新的文献求助10
2秒前
传奇3应助白露采纳,获得10
3秒前
lcj1014发布了新的文献求助10
3秒前
爱笑三颜发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
彭于晏应助ricardo采纳,获得10
5秒前
MozzieMiao应助HUangg采纳,获得20
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
9秒前
lk关闭了lk文献求助
9秒前
9秒前
ashley发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
苗条元柏完成签到,获得积分10
11秒前
受伤的水星完成签到,获得积分10
11秒前
诸不见完成签到,获得积分10
11秒前
爱听歌发布了新的文献求助10
12秒前
Zys完成签到,获得积分10
12秒前
科研吴彦祖完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
STW完成签到,获得积分10
13秒前
RimutO0530发布了新的文献求助10
13秒前
香橙发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Eden发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
15秒前
15秒前
aaaa应助ale采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
勤恳的闭月完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Stratospheric Ozone: A Textbook 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7358331
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8968714
关于积分的说明 19059299
捐赠科研通 7005428
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222545
关于科研通互助平台的介绍 2386714
邀请新用户注册赠送积分活动 2203316