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인용수 2
·2025
A Scalable Fishbone Nanowire Array (FINE) for 3D Quasi‐Intracellular Recording in Intact Brains
Youngbin Tchoe, Jihwan Lee, Karen J. Tonsfeldt, Tianhai Wu, Daniel R. Cleary, Hoi Sang U, Ren Liu, Guy Bouvier, Ritwik Vatsyayan, Andrew M. Bourhis, Sang‐Heon Lee, Eric Halgren, Ian Galton, Massimo Scanziani, Shadi A. Dayeh
IF 26.8 (2025) Advanced Materials
초록

세포내 기록은 밀리초 미만(서브밀리초) 단위에서 뉴런의 막전위 변화에 대한 독특한 접근을 제공하며, 세포 수준, 국소 수준 및 대규모 뇌 활동을 조율하는 역동성을 드러낸다. 그러나 기술적 요구사항은 특히 온전한 뇌(적절히 보존된 두뇌) 내에서 세포내 기록을 대규모 뉴런 집단으로 확장하는 데 한계를 부과한다. 이러한 제한을 극복하기 위해 이식 가능한 기판(shank) 따라 경사 각도로 전략적으로 통합된 초정밀 나노와이어 팁을 갖춘 Fishbone Intracellular Nanowire Electrode (FINE)가 개발되었으며, 이를 통해 온전한 뇌에서 뉴런 앙상블로부터 3차원 세포내 전위를 기록한다. 나노와이어 삽입 과정 중 FINE의 구조적 무결성을 보존하기 위해 역각(reverse-angled) 백금 실리사이드(platinum silicide, PtSi) 나노와이어를 통합하는 새로운 제작 공정이 개발되었다. 이식 직후 또는 서브미크론(sub-micron) 단위로 되감기(retraced)된 FINE은 PtSi 나노와이어를 기판에서 멀리 퍼뜨려 나노와이어-뉴런 간 친밀한 인터페이스를 형성하며, 그 결과 준(準)세포내 전위를 산출한다. 동일한 기판에서 인접한 평면(플래너) 기록과 나노와이어 기록을 비교 분석한 결과, 이들이 서로 구별되는 준세포내 기록 특성을 갖는 것이 검증되었다. FINE의 확장성은 3차원 24개의 shank 배열(594개의 나노와이어 및 430개의 평면 접점)로 시연되었고, 온전한 뇌에서 127개의 서로 다른 나노와이어 전반에 걸쳐 준세포내 전위를 성공적으로 식별하였다. FINE의 3차원 준세포내 기록은 행동과 인지에 기여하는 막횡단(transmembrane) 전위를 구동하는 복잡한 이온 전위 요동 및 패턴에 대한 상세한 조사를 가능하게 할 잠재력을 지닌다.

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

키워드
IntracellularNanowireMaterials scienceNanotechnologyPlanarBiophysicsNanoscopic scaleBiologyComputer scienceCell biology
타입
Article
IF / 인용수
26.8 / 2
게재 연도
2025