深圳子科生物報道：來自德國和瑞士的神經科學家、電氣工程師組成的一個團隊開發(fā)了一種高度靈敏的植入檢測儀，能以無與倫比的時空分辨率探測大腦生理機制。這種檢測儀帶有集成芯片的超細針，該芯片能夠檢測和傳輸納升級的大腦氧代謝核磁共振（NMR）數(shù)據(jù)。

這一突破性的設計公布在11月25日Nature Methods雜志上，科學家們指出，這種重要的技術將會給生命科學研究，尤其是神經科學研究帶來全新的應用。

馬普生物控制論研究所Klaus Scheffle，以及德國斯圖加特大學的Jens Anders領導了這項研究，他們找到了一種技術“橋梁”，能突破當代腦部掃描方法的電物理極限。他們開發(fā)的毛細管整體式核磁共振針（capillary monolithic nuclear magnetic resonance needle，生物通注）能集合大腦成像的多功能性，以及局部快速技術的精確性，用于分析大腦的特定神經元活動。

“單芯片上核磁共振檢測儀的集成設計能最大程度地減少了磁共振信號的典型電磁干擾。從而神經科學家能夠從大腦的微小區(qū)域收集精確的數(shù)據(jù)，并將其與來自大腦的時空數(shù)據(jù)的信息相結合，”文章一作，Klaus Scheffler解釋說，“通過這種方法，我們現(xiàn)在可以更好地了解大腦中的特定活動和功能?！?/p>

研究人員認為，他們的發(fā)明將能用于揭示神經元激活的新作用，或者典型指紋，發(fā)現(xiàn)腦組織中特定的神經元事件。

“我們的設計可以容納擴展性的解決方案，這意味著有可能從單個區(qū)域擴展更多的數(shù)據(jù)收集范圍，只需要一臺設備。我們方法的可擴展性將能夠通過其他傳感方式擴展平臺，例如電生理和光遺傳學測量。”

Scheffler和Anders的團隊非常有信心，他們的技術方法可以幫助解答大腦神經網絡中復雜的生理過程，提供對大腦功能的更深入的了解。他們的主要目標是開發(fā)能夠特異性探查活體腦組織的結構和生化成分的新技術，因此這些最新創(chuàng)新力將為未來腦細胞神經元活動，生物能過程的高特異性和定量作圖技術鋪平了道路。

原文標題：

A CMOS NMR needle for probing brain physiology with high spatial and temporal resolution