哈佛团队开发的创新硅芯片在神经科学领域实现了重要突破
哈佛大学团队开发的创新硅芯片在神经科学领域实现了重大突破。该芯片采用4096个微孔电极阵列,成功记录了大鼠2000个神经元间的70,000多个突触连接,并首次实现了大规模并行细胞内记录。相关成果已发表于《自然·生物医学工程》。
技术突破点:
- 通过微孔电极设计(类似传统膜片钳电极),实现了90%的电极与神经元细胞内耦合(4096个电极中超过3600个有效)
- 采用动态电流钳技术,在注入微小电流打开细胞膜的同时,记录到亚阈值突触信号(如突触后电位),灵敏度远超传统微电极阵列
- 通过尖峰触发平均波形分析,将突触连接分为电突触、抑制性化学突触及强弱兴奋性化学突触四类
应用前景:
- 为帕金森病、阿尔茨海默病等神经疾病的机制研究提供新工具
- 推动人工智能对神经网络模拟的精准度,助力类脑计算发展
- 首次实现兼具”连接图谱”和”信号强度”的完整神经网络记录
这项技术突破使科学家不仅能绘制神经元连接的”脑地图”,还能观测不同连接上的”信号流量”,标志着人类在解析大脑奥秘的征程中迈出关键一步。