人類(lèi)的大腦是一個(gè)復(fù)雜的生物計(jì)算機(jī)擁有數(shù)十億的神經(jīng)元,能夠在你的神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)送和接收微小的電信號(hào)。一些先進(jìn)的探針陣列每平方厘米包含數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)探針, 可以在同一個(gè)植入體中發(fā)送和接收這些小的電信號(hào),從而允許數(shù)據(jù)直接讀寫(xiě)大腦。
埃隆·馬斯克(Elon Musk)的Neuralink公司正在開(kāi)發(fā)下一代探針陣列,通過(guò)手術(shù)將其植入大腦灰質(zhì),為殘疾患者提供一些圍繞恢復(fù)感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能的令人驚嘆的應(yīng)用。
卡耐基梅隆大學(xué)機(jī)械工程副教授拉胡爾·帕納特和卡耐基梅隆大學(xué)生物科學(xué)助理教授埃里克·伊特里正在這一領(lǐng)域開(kāi)展工作,他們的工作重點(diǎn)是這些微探針陣列的制造方法,目的是大幅度增加探針陣列的密度,使更多的信號(hào)可以從大腦發(fā)送和測(cè)量。這些新型探針陣列使用Optomec公司的Aerosol Jet 3D打印技術(shù),通過(guò)直接打印柱狀結(jié)構(gòu)(如圖所示),直接在電路上實(shí)現(xiàn)有史以來(lái)先進(jìn)的人機(jī)界面探針。 這些陣列可以有單個(gè)電極(柱),其頂端的橫截面寬度小于0.010毫米,而高度為毫米(S),縱橫比為100 : 1。這種幾何結(jié)構(gòu)使探測(cè)器陣列具有非凡的封裝密度,已經(jīng)證明每平方厘米高達(dá)6400個(gè)探頭。生產(chǎn)這些探針的傳統(tǒng)方法,主要是用薄片切割一塊材料,每平方厘米100-300個(gè)探針的填充密度有限,這是對(duì)現(xiàn)有探針的20X+改進(jìn),增加的填充密度使得從大腦中測(cè)量到的電信號(hào)數(shù)量顯著增加。
除了產(chǎn)生更多的信號(hào)外,探頭還由高導(dǎo)電性的金屬制成,帶有電鍍涂層,通過(guò)降低與組織的接觸電阻來(lái)增強(qiáng)信號(hào)的信噪比。所有這一切在神經(jīng)探針中達(dá)到頂峰,該探針具有高信噪比,用于測(cè)量來(lái)自大腦的電脈沖,并且每單位區(qū)域產(chǎn)生的信號(hào)密度最高。
各種微針結(jié)構(gòu)在腦機(jī)接口中的應(yīng)用
Rahul Panat表示,“Aerosol Jet 3D技術(shù)是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)這些密集封裝的探測(cè)器設(shè)計(jì)的技術(shù)”,這主要是由于該技術(shù)材料的靈活性,以及通過(guò)控制液體材料沉積的干燥速度以3D方式沉積液體材料的獨(dú)特能力。
備注:正文為網(wǎng)絡(luò)文章譯文,僅用于技術(shù)交流,如有侵權(quán)聯(lián)系作者刪除。 |
你可能喜歡
測(cè)試成功!美國(guó)海軍首次進(jìn)行3D打印炸彈競(jìng)技
南洋理工大學(xué)推出環(huán)保3D混凝土打印技術(shù)
全長(zhǎng)16米的3D打印步行通行橋:浙大寧理新地
1500平方米!軍工巨頭洛克希德馬丁新建3D打
推薦課程
神奇的3D打印
SLA3D打印工藝全套培訓(xùn)課程 - 軟件篇
3D打印月球燈視頻教程 包括完整貼圖建模流
【原創(chuàng)發(fā)布】Cura軟件修改二次開(kāi)發(fā)定制視頻