Ⅰ. Elektrode z mikroiglicami in njihova uporaba
Elektrode z mikroiglami so igli{0}}podobne naprave, ki lahko delno ali v celoti prodrejo v površino kože, da zberejo elektrofiziološke/elektrokemične signale ali dosežejo električno stimulacijo. Široko se uporabljajo v nosljivih/vsadljivih senzorjih, nevroznanosti in možganskih-računalniških vmesnikih. Njihova glavna prednost je zmožnost stalnega zaznavanja in vivo fizioloških in patoloških parametrov, kot so elektrokardiogrami in elektromiogrami, ki zagotavljajo neposredne in natančne podatke za diagnozo in zdravljenje.
Niz elektrod Utah, ki ga je razvila Univerza v Utahu, je reprezentativna tehnologija v nizih elektrod z mikroiglami. Njena edinstvena tri{1}}dimenzionalna igličasta-struktura omogoča, da ima vsaka elektroda visoko prostorsko-časovno ločljivost in odlično izolacijo. Po vsaditvi konica elektrode deluje samo na okoliško skupino nevronov in lahko celo posname sprožitev enega samega nevrona. Z razvojem tehnologije MEMS so nizi elektrod z mikroiglami občutno izboljšali biokompatibilnost, mehansko prožnost, dolgoročno -stabilnost in ločljivost.
Ⅱ. Rešitve za pridobivanje elektrofizioloških signalov
Na biomedicinskem področju sta pridobivanje in analiza elektrofizioloških signalov ključnega pomena za diagnozo bolezni in oceno zdravja. Vendar so ti signali zapleteni in šibki, zaradi česar je učinkovito pridobivanje vztrajen izziv. Trenutno obstajata dve glavni rešitvi: implantabilna in nosljiva.
Rešitve za vsaditev vključujejo neposredno vsaditev niza elektrod z mikroiglami v človeško telo, da se doseže-neprekinjeno spremljanje elektrofizioloških signalov v realnem času. Njegove prednosti so v visoki prostorsko-časovni ločljivosti in stabilnosti, ki natančno zajame prožilno aktivnost posameznih nevronov. Vendar pa predstavlja tudi izzive, kot so kirurška tveganja, nezadostna dolgoročna-stabilnost in težave z biokompatibilnostjo.
Nosljive rešitve dajejo prednost udobju in udobju. Z vgradnjo nizov elektrod z mikroiglami na površino kože ali v notranjost oblačil lahko uporabniki enostavno spremljajo elektrofiziološke signale. Ta rešitev odpravlja potrebo po operaciji, zmanjšuje tveganja ter izboljšuje enostavnost uporabe in udobje. Vendar se še vedno sooča s tehničnimi izzivi, kot so motnje signala in zatiranje šuma, ki zahtevajo ločljivost.
Ⅲ. Uporaba mikroelektrod v nevromedicini
Tehnologija nizov mikroelektrod, kot ključno orodje za pridobivanje elektrofizioloških signalov, igra ključno vlogo v nevromedicini in možganskih-računalniških vmesnikih. Z vsaditvijo ali nošenjem nizov mikroelektrod na človeško telo lahko znanstveniki v realnem času spremljajo prožilno aktivnost nevronov, signale elektroencefalograma (EEG) in druge elektrofiziološke signale ter tako zagotovijo močno podporo pri diagnosticiranju in zdravljenju nevroloških bolezni. Hkrati je tehnologija niza mikroelektrod prinesla tudi nove preboje v razvoju tehnologije možgan-računalniškega vmesnika, kar ljudem omogoča upravljanje zunanjih naprav z mislijo.
Ⅳ. Polimerne fleksibilne suhe elektrode z mikroiglicami
Na osnovi polimerov so upogljive suhe elektrode z mikroiglami genialno zasnovane za učinkovito spremljanje nevronskih električnih signalov in zagotavljajo nova orodja za nevromedicinske raziskave. Ta tehnologija ne le izboljšuje učinkovitost pridobivanja elektrofizioloških signalov, temveč ponuja tudi nove možnosti za zgodnjo diagnozo in zdravljenje nevroloških bolezni.