High-density neural recordings from feline sacral dorsal root ganglia with thin-film array
High-density neural recordings from feline sacral dorsal root ganglia with thin-film array
复制标题
使用薄膜阵列对猫骶骨背根神经节进行高密度神经记录
DOI：
10.1088/1741-2552/abe398
复制
发表时间：
2021
影响因子：
4
通讯作者：
Bruns, Tim M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sperry, Zachariah J;Na, Kyounghwan;Jun, James;Madden, Lauren R;Socha, Alec;Yoon, Eusik;Seymour, John P;Bruns, Tim M
目的背根神经节（DRG）是记录感觉活动的有希望的位点。目前的 DRG 记录技术很僵化，通常没有足够的位点密度来支持高保真神经数据技术。方法在急性实验中，我们使用 4.5 µm 厚、高密度柔性聚酰亚胺微电极阵列（具有 60 个位点和 30-40 µm 位点间距）演示了麻醉猫科动物骶骨 DRG 中的单单元神经记录。我们使用超纳米晶金刚石梭子将阵列交付给 DRG，该梭子专为高刚度而设计，占地面积更小。我们记录了感觉激活期间的神经活动，包括皮肤刷洗和膀胱充盈，以及电刺激阴部神经和肛门括约肌期间的神经活动。我们使用专门的神经信号分析软件对密集的神经信号进行排序。主要结果我们在六个实验中的五个中成功交付了阵列，并在四个实验中记录了单个单元的感觉活动。中位神经信号幅度为 55 μV 峰峰值，在一个阵列位置记录的最大独特单位为 260 个，其中 157 个由感觉或电刺激驱动。在一项实验中，我们使用神经分析软件在阵列缩回约 500 μm 时跟踪八个排序的单个单元。意义这项研究是首次演示将超薄、灵活、高密度电子器件传递到 DRG 中，其具有记录和跟踪感觉信息的功能，这比传统 DRG 接口有了显着改进。
ObjectiveDorsal root ganglia (DRG) are promising sites for recording sensory activity. Current technologies for DRG recording are stiff and typically do not have sufficient site density for high-fidelity neural data techniques.ApproachIn acute experiments, we demonstrate single-unit neural recordings in sacral DRG of anesthetized felines using a 4.5 µm thick, high-density flexible polyimide microelectrode array with 60 sites and 30–40 µm site spacing. We delivered arrays into DRG with ultrananocrystalline diamond shuttles designed for high stiffness affording a smaller footprint. We recorded neural activity during sensory activation, including cutaneous brushing and bladder filling, as well as during electrical stimulation of the pudendal nerve and anal sphincter. We used specialized neural signal analysis software to sort densely packed neural signals.Main resultsWe successfully delivered arrays in five of six experiments and recorded single-unit sensory activity in four experiments. The median neural signal amplitude was 55 μV peak-to-peak and the maximum unique units recorded at one array position was 260, with 157 driven by sensory or electrical stimulation. In one experiment, we used the neural analysis software to track eight sorted single units as the array was retracted∼ 500 μm.SignificanceThis study is the first demonstration of ultrathin, flexible, high-density electronics delivered into DRG, with capabilities for recording and tracking sensory information that are a significant improvement over conventional DRG interfaces.
登录
查看更多内容
人腰椎背根神经节细胞分布的空间模型。
DOI：
10.1002/cne.24848
发表时间：
2020
期刊：
The Journal of comparative neurology
影响因子：
--
作者：
Sperry,ZachariahJ;Graham,RobertD;Peck-Dimit,Nicholas;Lempka,ScottF;Bruns,TimM
通讯作者：
Bruns,TimM
DRG 微刺激可引起清醒站立猫科动物的姿势反应
影响因子：
4
作者：
Kevin W King;William F Cusack;A. Nanivadekar;Christopher A. Ayers;M A Urbin;R. Gaunt;L. Fisher;D. J. Weber
通讯作者：
D. J. Weber
新型金刚石梭可提供灵活的生物电子学并减少组织压缩
DOI：
10.1101/435800
发表时间：
2018
期刊：
bioRxiv
影响因子：
--
作者：
Kyounghwan Na;Zachariah J. Sperry;Jiaao Lu;M. Vöröslakos;Saman Parizi;T. Bruns;E. Yoon;J. Seymour
通讯作者：
J. Seymour
影响因子：
2.1
作者：
Mathews, Kiran S.;Wark, Heather A. C.;Normann, Richard A.
通讯作者：
Normann, Richard A.
相关狄利克雷过程尖峰排序
DOI：
--
发表时间：
2008
期刊：
Neural Information Processing Systems
影响因子：
--
作者：
Jan Gasthaus;Frank D. Wood;Dilan Görür;Y. Teh
通讯作者：
Y. Teh