[发明专利]使用至少一条纳米线的神经装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括传输和接收电信号的导线的神经装置。具体来讲，本发明涉及一种包括导线的神经装置的结构，所述导线有效获得在神经纤维中发展的电信号并将电刺激传输到所述神经纤维。

背景技术

如下来描述检测在人体中发展的电信号的传统装置。

第一，传统上已经提出基于MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)来检测神经的电信号的装置。该现有技术是这样的技术，即，通过使用MOSFET器件的选通(gating)来监视取决于外部刺激的膜电容的变化的技术，此外还是这样的技术，即，同时监测各种神经反应的技术。该现有技术已经应用到通过使用由聚酰亚胺制成的栅栏(picket fence)固定P-MOSPET周围的蜗牛神经元的位置并培养它们使其具有限制的活动性来检测神经信号的方法(Zeck等，Noninvasive neuroelectronic interfacing with synaptically connectedsnail neurons immobilized on a semiconductor chip，Proc Nat Acad Sci 2001；98)。图1表示根据该现有技术检测到的细胞内信号和细胞外信号。

第二，已经提出检测脑干或神经纤维的电刺激的技术。Cyberkinetics公司和犹他大学(美国)的诺曼团队从2000年起开始研究在神经和脑中直接插入多电极来测量电信号并刺激神经(Normann等，Long-Term Stimulation andRecording With a Penetrating Microelectrode Array in Cat Sciatic Nerve，IEEETransactions on Biomedical Engineering，VOL.51，NO.1，JANUARY 2004)。图2表示根据第二现有技术的多电极以及这些插入到猫坐骨神经中的电极的形状。

第三，提出在神经纤维中插入筛电极(sieve electrode)的技术。通过Fraunhofer-IBMT(德国)、IMTEK(德国)等公司的联合研究，已经通过在神经纤维中插入将被弯曲的筛电极并将电刺激传输到神经纤维而研究了神经的再生并且尝试对神经信号进行记录(Anup等，Design，in vitro and in vivoassessment of a multi-channel sieve electrode with integrated multiplexer，J.Neural Eng.3(2006)114-24)。图3表示基于如上所述的第三现有技术的筛电极。筛的总直径与大鼠坐骨神经的总直径(1.5毫米)相同，并且直径为40μm的571个孔以70μm的间隔设置在筛中。此外，环形的电极覆盖27个孔且电极的面积是2200μm。

发明内容

技术问题

在如上所述的图1中的现有技术的情况下，存在MOSFET器件的噪音高的问题，因而仅能测量电信号的趋势。

此外，在如上所述的图2中的现有技术的情况下，存在的问题是插入电极上的诸如脑干或神经细胞的细胞被杀死。

此外，当插入如上所述的图3的筛电极时，产生电极间的串扰(cross-talk)。因而，存在电信号未被正确检测的问题。

提出本发明来解决现有技术中的问题，本发明的一个目的在于提出能够在不杀死神经纤维的情况下获得电信号的神经装置。

本发明的另一目的在于提出一种可精确地获得电信号并将刺激传输到神经细胞的神经装置。

技术方案

为实现如上所述的目的，根据本发明的神经装置的特征在于其包括至少一条插入到神经中以从包括在神经中的神经纤维获得电信号或将刺激传输到神经纤维的纳米线以及与所述纳米线电连接的处理模块。

此外，根据本发明的神经装置的特征在于其包括至少一条插入到神经中以从包括在神经中的神经纤维获得电信号的纳米线、至少一条插入到神经中以将电刺激传输到神经的纳米线以及电连接到每条纳米线的处理模块。

优选地，本发明的特征在于神经装置还包括连接到处理模块并具有至少一个通孔和纳米支撑件的基底，其中，纳米支撑件通过按多区域划分通孔来形成或者从通孔的内周延伸来形成，其中，纳米线的一端固定在所述纳米支撑件上。

此外，一种根据本发明的处理关于神经纤维的电信号的方法包括以下步骤：切割神经的一部分；在切割的部分插入如上所述的神经装置。

有益效果

根据本发明的神经装置的优点在于可以在不杀死神经纤维的情况下获得电信号，或者向神经纤维提供电刺激。