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인용수 125
·2022
Human brain mapping with multithousand-channel PtNRGrids resolves spatiotemporal dynamics
Youngbin Tchoe, Andrew M. Bourhis, Daniel R. Cleary, Brittany Stedelin, Jihwan Lee, Karen J. Tonsfeldt, Erik C. Brown, Dominic A. Siler, Angelique C. Paulk, Jimmy C. Yang, Hongseok Oh, Yun Goo Ro, Keundong Lee, Samantha M. Russman, Mehran Ganji, Ian Galton, Sharona Ben‐Haim, Ahmed M. Raslan, Shadi A. Dayeh
IF 17.1 (2022) Science Translational Medicine
초록

전기생리학적 장치는 임상 환경에서 언어 기능 및 질환이 있는 뇌 영역을 지도화하고 치료적 신경조절(뉴로모듈레이션)을 수행하는 데 핵심적이며, 뇌-기계 인터페이스(brain-machine interfaces) 연구에서 광범위하게 사용된다. 그러나 기존의 임상 및 실험용 장치들은 대개 공간 분해능 또는 피질(대뇌피질) 커버리지 중 어느 한 측면에서 제한이 있다. 본 연구에서는 백금 나노로드(PtNRGrids)를 이용하여, 조밀한 전기적 연결 구조를 갖춘 재구성 가능한 박막(thin-film) 수천 채널(neurophysiological) 기록 그리드를 구현하기 위한 확장 가능한 제조 공정을 개발하였다. PtNRGrids를 통해, 임피던스가 낮은 작은(30 μm) 접점으로 구성된 수천 채널 배열을 달성하였으며, 넓은 피질 영역에 걸쳐 높은 공간 및 시간 분해능을 제공하였다. 우리는 PtNRGrids가 마취된 쥐에서 배럴 피질(barrel cortex)의 반(半)밀리미터(submillimeter) 수준 기능적 조직을 조직 구조를 포착하며 해상할 수 있음을 보여주었다. 임상 환경에서는 PtNRGrids가 각성 상태의 사람 환자가 파지(grasping) 과제를 수행하는 동안 대뇌피질 표면에서 미세하고 복잡한 시간적 역학을 해상하였다. 또한 PtNRGrids는 간질 수술을 받는 환자에서 1-mm 공간 분해능으로 간질성 방전의 공간적 확산과 역학을 확인했으며, 여기에는 직접 전기 자극에 의해 유도된 활동이 포함되었다. 종합적으로, 이러한 결과는 PtNRGrids가 뇌-기계 인터페이스와 관련된 임상 지도화(clinical mapping) 및 연구를 변화시킬 수 있는 잠재력을 보여주었다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
ElectrocorticographyNeuroscienceNeuromodulationNeurophysiologyComputer scienceElectroencephalographyDeep brain stimulationElectrophysiologyTemporal resolutionEpilepsy
타입
Article
IF / 인용수
17.1 / 125
게재 연도
2022