美国团队开发基于LED 的设备，可可视化大脑活动，以指导神经外科医生进行脑部手术
加州大学圣地亚哥分校和马萨诸塞州总医院的工程师和医生开发了一种薄膜显示设备，将电极网格与特殊的GaN LED 相结合，可以实时跟踪并直观地显示手术过程中的大脑活动。
该设备旨在帮助神经外科医生在手术干预期间监测大脑的状态，以去除肿瘤或癫痫组织等脑部病变。
该团队由加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系教授Shadi Daye 领导，在4 月24 日出版的期刊《科学转化医学》 上描述了他们的研究。
设备中的每个LED 都反映了数千个神经元的活动。研究人员已经证明，该设备可以跟踪并显示大脑中与身体不同部位相对应的神经活动。在这种情况下，团队开发的LED 在外科医生需要切除的区域亮起红色。控制重要功能且应避开的周围区域以绿色显示。
Daye 和他的团队利用他们在氮化镓方面的专业知识开发了一种制造高效LED 的技术，这种LED 在打开时不会产生热量或损坏脑组织。该材料本身生长在平坦的刚性基板上（Qromis 基板技术）。 Daye的团队能够将数千个LED嵌入到柔性薄膜中，并将它们以柔性显示面板的形式从基板上释放出来。然后研究人员使用喷墨打印将量子点墨水沉积在LED 表面，将其蓝光转换成各种其他颜色。 “这使得神经活动模式能够得到更丰富、更详细的视觉呈现，”Daye 说。
“这些氮化镓基无机微型发光二极管比有机发光二极管更亮、更节能，并且可以在超过直射阳光亮度的手术照明下保持清晰的可见度，大脑厚度只有几十微米。可以每秒20,000 个样本捕获数千个通道的活动，并以40 Hz 视频速率进行可视化，从而可以在关键手术干预期间准确可视化皮质动态。”联合发明人Youngbin Tchoe 说道。此前他是加州大学圣地亚哥分校Daye博士课题组的博士后研究员，目前是蔚山国立科学技术学院的助理教授。
然后，研究人员将LED 安装在铂纳米棒电极网格(PtNRGrid) 的顶部，这是Dayeh 实验室的另一项创新。自2023 年以来，Dayeh 的团队率先使用PtNRGrid 对人脑和脊髓进行数千个通道的成像，以监测大脑中的神经活动。 PtNRGrid 还包括穿孔，允许医生插入探针，用电信号刺激大脑进行成像和治疗。
微型显示器的尺寸为5 x 5 毫米方形和32 x 32 毫米方形，包含1024 或2048 个这些LED，层压到PtNRGrid 背面。除了LED 之外，该设备还包括采集和控制电子设备以及软件驱动程序，可直接从大脑表面分析和预测皮质活动。
Dayeh 的团队目前正在开发一种具有100,000 个LED 的微型显示器，其分辨率可与智能手机屏幕相媲美。这些显示器中的每个LED 都反映了数百个神经元的活动。这些大脑微型显示器的成本只是高端智能手机价格的一小部分。
该大脑微显示器还包括一个可折叠部分。这使得外科医生能够在可折叠部分内进行手术，并监测手术效果，因为大脑的状态实时显示在微显示器的单独展开部分上。
研究人员还注意到该研究的局限性。由于LED传感器和PtNRGrids距离很近，数据中会存在轻微的干扰和噪声。研究人员将构建定制硬件，改变点亮LED 的脉冲频率，从而更容易过滤掉与大脑电活动无关的信号。
大脑微型显示器是在加州大学圣地亚哥分校高通研究所的Nano3 洁净室设施中制造的。
永霖光电-UVSIS-UVLED限量版面向紫外应用专家
本文和图片来自网络，不代表火豚游戏立场，如若侵权请联系我们删除：https://www.huotun.com/game/666926.html