Optogenetic stimulation probes with single-neuron resolution based on organic LEDs monolithically integrated on CMOS
Optogenetic stimulation probes with single-neuron resolution based on organic LEDs monolithically integrated on CMOS
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基于单片集成在 CMOS 上的有机 LED 的具有单神经元分辨率的光遗传学刺激探针
DOI：
10.1038/s41928-023-01013-y
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发表时间：
2023
影响因子：
34.3
通讯作者：
Shepard, Kenneth L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Taal, Adriaan J.;Uguz, Ilke;Hillebrandt, Sabina;Moon, Chang-Ki;Andino-Pavlovsky, Victoria;Choi, Jaebin;Keum, Changmin;Deisseroth, Karl;Gather, Malte C.;Shepard, Kenneth L.
使用光遗传学刺激来唤起靶向神经群体中的神经元活性-由具有快速动力学、高灵敏度以及细胞类型和亚细胞特异性的视蛋白实现-是神经科学中的有力工具。然而，为了与视蛋白接口，需要与分子致动器提供的空间和时间控制的规模相匹配的脑深部光传输系统。在这里，我们表明，有机发光二极管可以与互补金属氧化物半导体技术相结合，创造明亮的，积极多路发射元件。我们创造了可植入柄，其中1，024个具有24.5 µm间距的可单独寻址有机发光二极管像素与有源互补金属氧化物半导体驱动和控制电路集成在一起。这种集成是通过控制电极调节，单片沉积的有机发光二极管和优化的薄膜封装。由此产生的探针可用于进入深达5 mm的大脑区域，并以毫秒级的精度选择性地激活小鼠的单个神经元。
The use of optogenetic stimulation to evoke neuronal activity in targeted neural populations—enabled by opsins with fast kinetics, high sensitivity and cell-type and subcellular specificity—is a powerful tool in neuroscience. However, to interface with the opsins, deep-brain light delivery systems are required that match the scale of the spatial and temporal control offered by the molecular actuators. Here we show that organic light-emitting diodes can be combined with complementary metal–oxide–semiconductor technology to create bright, actively multiplexed emissive elements. We create implantable shanks in which 1,024 individually addressable organic light-emitting diode pixels with a 24.5 µm pitch are integrated with active complementary metal–oxide–semiconductor drive and control circuitry. This integration is enabled by controlled electrode conditioning, monolithic deposition of the organic light-emitting diodes and optimized thin-film encapsulation. The resulting probes can be used to access brain regions as deep as 5 mm and selectively activate individual neurons with millisecond-level precision in mice.
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影响因子：
15.1
作者：
Voroslakos, Mihaly;Kim, Kanghwan;Slager, Nathan;Ko, Eunah;Oh, Sungjin;Parizi, Saman S.;Hendrix, Blake;Seymour, John P.;Wise, Kensall D.;Buzsaki, Gyorgy;Fernandez-Ruiz, Antonio;Yoon, Euisik
通讯作者：
Yoon, Euisik
影响因子：
16.6
作者：
Mager T;Lopez de la Morena D;Senn V;Schlotte J;D Errico A;Feldbauer K;Wrobel C;Jung S;Bodensiek K;Rankovic V;Browne L;Huet A;Jüttner J;Wood PG;Letzkus JJ;Moser T;Bamberg E
通讯作者：
Bamberg E
影响因子：
3.6
作者：
McAlinden, Niall;Massoubre, David;Mathieson, Keith
通讯作者：
Mathieson, Keith
影响因子：
46.9
作者：
Chen R;Gore F;Nguyen QA;Ramakrishnan C;Patel S;Kim SH;Raffiee M;Kim YS;Hsueh B;Krook-Magnusson E;Soltesz I;Deisseroth K
通讯作者：
Deisseroth K
影响因子：
2.3
作者：
T. Maindron;B. Chambion;Marion Provost;A. Vandeneynde;P. Peray;M. Zussy;J. Dechamp;C. Rossat;Stéphanie Gonnin
通讯作者：
T. Maindron;B. Chambion;Marion Provost;A. Vandeneynde;P. Peray;M. Zussy;J. Dechamp;C. Rossat;Stéphanie Gonnin