Ionic communication for implantable bioelectronics.
Ionic communication for implantable bioelectronics.
复制标题
植入式生物电子学的离子通信。
DOI：
10.1126/sciadv.abm7851
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发表时间：
2022-04-08
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Khodagholy D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao Z;Spyropoulos GD;Cea C;Gelinas JN;Khodagholy D
植入的生物电子设备需要通过组织进行数据传输，但这种介质的离子导电性和不均匀性使传统的通信方法复杂化。在这里，我们介绍离子通信（IC），使用离子有效地传播兆赫范围的信号。我们证明，IC通过在可极化介质内产生和感测电势能来操作。IC被调谐为在生物相关组织深度的范围内传输。控制传播半径以实现多线并行通信，并且它不会干扰其他生物电子设备的并发使用。我们创建了一个完全可植入的基于IC的神经接口设备，该设备可以在数周内从自由移动的啮齿动物中获取和非侵入性传输神经生理数据，其稳定性足以隔离单个神经元的动作电位。IC是一种基于生物学的数据通信，可在完整组织中建立长期、高保真的相互作用。离子通信是一种基于生物学的体内数据传输方法，它使用离子来传播兆赫信号。
Implanted bioelectronic devices require data transmission through tissue, but ionic conductivity and inhomogeneity of this medium complicate conventional communication approaches. Here, we introduce ionic communication (IC) that uses ions to effectively propagate megahertz-range signals. We demonstrate that IC operates by generating and sensing electrical potential energy within polarizable media. IC was tuned to transmit across a range of biologically relevant tissue depths. The radius of propagation was controlled to enable multiline parallel communication, and it did not interfere with concurrent use of other bioelectronics. We created a fully implantable IC-based neural interface device that acquired and noninvasively transmitted neurophysiologic data from freely moving rodents over a period of weeks with stability sufficient for isolation of action potentials from individual neurons. IC is a biologically based data communication that establishes long-term, high-fidelity interactions across intact tissue. Ionic communication is a biologically based in vivo data transmission method that uses ions to propagate megahertz signals.
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影响因子：
7.9
作者：
Burton A;Won SM;Sohrabi AK;Stuart T;Amirhossein A;Kim JU;Park Y;Gabros A;Rogers JA;Vitale F;Richardson AG;Gutruf P
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Gutruf P
影响因子：
56.9
作者：
Fuller, Elliot J.;Keene, Scott T.;Talin, A. Alec
通讯作者：
Talin, A. Alec
影响因子：
13.6
作者：
Jastrzebska-Perfect, Patricia;Spyropoulos, George D.;Khodagholy, Dion
通讯作者：
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DOI：
10.1109/tbcas.2018.2802443
发表时间：
2018-06-01
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Etienne-Cummings, Ralph
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作者：
Imani S;Bandodkar AJ;Mohan AM;Kumar R;Yu S;Wang J;Mercier PP
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