Onder leiding van assistent-professor Siyuan Rao van het Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science's Department of Biomedical Engineering boekt het laboratorium vooruitgang in het begrijpen van de mechanismen die ervoor zorgen dat onze hersenen blijven functioneren en ontwikkelt het effectieve behandelingen om te helpen als er iets misgaat. P>

Het nieuwste onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications , schetst hydrogelchemie en microfabricagemethoden voor het miniaturiseren en integreren van meerdere componenten in de bio-elektronica van de hersenen. Hydrogels lijken op levend weefsel vanwege hun hoge watergehalte, zachtheid, flexibiliteit en biocompatibiliteit.

"Met behulp van dit zachte materiaal creëren we een multifunctionele neurale sonde die licht in hersenweefsel kan afleveren en ook neurale activiteit kan registreren", zei Rao. "Een nieuwe technologie genaamd optogenetica gebruikt licht om neurale cellen te controleren. Door hersenactiviteit te activeren of te remmen hopen we het mechanisme van neurologische aandoeningen te ontleden."

Bijdragers aan het onderzoek zijn onder meer Ph.D. studenten Sizhe Huang, Eunji Hong en Qianbin Wang, samen met medewerkers van Michigan State University, de University of Massachusetts Amherst en het Massachusetts Institute of Technology.

Huang, de eerste auteur van Nature Communications papier, afgelopen herfst vanuit UMass Amherst naar Binghamton verhuisd, samen met de rest van Rao's laboratorium, studenten en proefdieren, maar dit onderzoek was al sinds 2022 aan de gang.

"Een uitdaging was dat we niet veel ervaring hadden met elektrische opnames", zei hij. "Het kostte ons zes maanden om de problemen op te lossen, omdat we enkele resultaten kregen, maar we wisten niet zeker of dit de juiste resultaten waren, en we willen geen mogelijk verkeerde resultaten publiceren."

Rao kijkt al vooruit naar de toekomst, waaronder onderzoek naar problemen met de wervelkolom en autismestoornissen.

"We hebben een patent in behandeling voor deze technologie, gericht op het creëren van een betere interface met de hersenen, het ruggenmerg en het perifere zenuwstelsel, wat ons zal helpen het mechanisme in het hele zenuwstelsel beter te begrijpen", zei ze.

Meer informatie: Sizhe Huang et al., Controle van de amorf-kristallijne transitie van polymeren maakt miniaturisatie en multifunctionele integratie voor hydrogelbio-elektronica mogelijk, Natuurcommunicatie (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47988-w

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

Aangeboden door Binghamton University