腦科學的核心目標是解析神經電活動如何控制大腦的功能以及腦疾病的神經機制。要實現這些目標，需要精準調控與讀取特定神經環路的電活動信息。近日，我國科研團隊在高精度神經調控與讀取技術取得新進展，相關內容以題為“Self-assembled multifunctional neural probes for precise integration of optogenetics and electrophysiology”發表在《Nature Communications》雜志。
該團隊構建了一種多功能柔性神經電極技術，同步實現了大腦中基因載體的精準遞送、長期光遺傳學調控和神經電生理記錄。基于彈性毛細自組裝原理，研究人員將高通量柔性神經電極和光導元件在含有光遺傳基因載體的聚合物液體中進行自組裝，得到了體積只有納升級別的多功能柔性神經電極。研究發現，這種多功能柔性神經電極能夠實現基因載體在電極-神經界面的高效遞送和表達。基于此，研究人員利用多功能柔性神經電極將光遺傳蛋白精準表達在電極-神經界面100微米范圍內，從而確保了光遺傳調控神經元集群和電生理記錄神經元集群在空間上高度一致。進一步利用柔性神經電極良好的生物相容性，實現了對大腦神經元電活動長達三個月以上的穩定讀取與調控。
多功能柔性神經電極技術能夠同步實現大腦中基因載體的精準遞送、光遺傳調控和長期神經電生理記錄，在神經環路的精準解析和腦機接口等方面具有重要的應用前景。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-26168-0
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