A silicon diode–based optoelectronic interface for bidirectional neural modulation

神经工程 二极管 调制(音乐) 材料科学 光电子学 神经科学 去极化 生物神经网络 细胞内 计算机科学 生物物理学 物理 生物 细胞生物学 声学
作者
Xin Fu,Zheng-wei Hu,Wenjun Li,L. Ma,Junyu Chen,Muyang Liu,Jie Liu,Shuhan Hu,Huachun Wang,Yunxiang Huang,Guo Yi Tang,Bozhen Zhang,Xue Cai,Yuqi Wang,Lizhu Li,Jian Ma,Song‐Hai Shi,Lan Yin,Hao Zhang,Xiaojian Li,Xing Sheng
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:121 (30)
标识
DOI:10.1073/pnas.2404164121
摘要

The development of advanced neural modulation techniques is crucial to neuroscience research and neuroengineering applications. Recently, optical-based, nongenetic modulation approaches have been actively investigated to remotely interrogate the nervous system with high precision. Here, we show that a thin-film, silicon (Si)-based diode device is capable to bidirectionally regulate in vitro and in vivo neural activities upon adjusted illumination. When exposed to high-power and short-pulsed light, the Si diode generates photothermal effects, evoking neuron depolarization and enhancing intracellular calcium dynamics. Conversely, low-power and long-pulsed light on the Si diode hyperpolarizes neurons and reduces calcium activities. Furthermore, the Si diode film mounted on the brain of living mice can activate or suppress cortical activities under varied irradiation conditions. The presented material and device strategies reveal an innovated optoelectronic interface for precise neural modulations.
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
lmw完成签到,获得积分20
刚刚
比大家发布了新的文献求助10
刚刚
Xiaoxiao应助故意的睫毛膏采纳,获得10
刚刚
Sew东坡完成签到,获得积分10
1秒前
归尘发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI2S应助一点采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
panisa鹅完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
5秒前
qiao应助昏睡的静丹采纳,获得10
5秒前
lmw发布了新的文献求助30
5秒前
假唱卡带完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
bbing发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
11秒前
zgt01应助饱满若灵采纳,获得10
11秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
动漫大师发布了新的文献求助10
12秒前
99v587发布了新的文献求助10
13秒前
陌雪发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
hahhhhhh2完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
18秒前
orz发布了新的文献求助10
20秒前
落后醉易发布了新的文献求助10
22秒前
李奶奶发布了新的文献求助10
24秒前
彭于晏应助麦兜采纳,获得10
25秒前
纯情的心情完成签到,获得积分10
26秒前
邵1发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780043
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325422
关于积分的说明 10222930
捐赠科研通 3040579
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668903
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758614