[发明专利]颅内皮层神经信息检测电极、电极阵列及其制备方法

说明书

颅内皮层神经信息检测电极、电极阵列及其制备方法，其中，颅内皮层神经信息检测电极，包括：基底层，电极层，位于基底层上方，其包括：两端的焊盘，每一焊盘的一部分作为焊盘接口，用于与外接设备连接；置于焊盘之间、且与焊盘分离设置的三电极体系，该三电极体系包括对电极、参比电极和工作电极，工作电极包括交叉排布的：多个微电极，用于检测颅内皮层多个细胞产生的动作电位信号；多个宏电极，用于检测颅内皮层单个细胞产生的场电位信号；绝缘层，覆盖于电极层表面，其具有与焊盘和三电极体系正对的焊盘窗口和电极窗口，以露出焊盘接口、对电极、参比电极和工作电极。因此，本发明的检测电极能够同时实现宏观检测和微观检测。

技术领域

本发明属于神经信息探测领域，更具体地涉及一种颅内皮层神经信息检测电极、电极阵列及其制备方法。

背景技术

大脑结构复杂，是生物体的神经中枢系统，而神经系统是由大量神经细胞组成的极其复杂的信息处理系统，神经细胞之间的信息交流是基于神经电和化学递质两种基本的模式传导，这其中蕴含着大量包括电学和化学在内的、具有时间序列和空间分布的多维信息。对这两种模式的信号开展靶向调控下的特定神经细胞电荷递质双模高时空分辨原位探测，可以弥补单一模式记录造成的信息缺失，是推动神经性疾病检测诊断和康复治疗的基本手段和重要途径，具有重要的科学意义。

癫痫病是一种常见的重大神经系统疾病，据世界卫生组织统计，现今全球大概有六千万的癫痫病患者，而我国癫痫患者能占其中8％。癫痫病病因复杂，治愈和预防难度大。医学研究表明：癫痫发作与相关神经细胞兴奋性递质谷氨酸的升高和异常阵发性放电有关。因此，对相关细胞进行靶向调控下的放电和对谷氨酸活动原位的实时探测，对病灶精准功能定位的手术规划具有重要临床价值，同时对阐明发病机制和发现新的治疗方法具有重要意义。

在神经信息检测方面，目前可以利用宏电极检测脑电异常放电，利用体外微透析方法进行谷氨酸检测，利用光电极进行光遗传研究测试神经细胞放电。但是这些方法均是宏观探测，不是细胞级别探测，因此无法实现对病灶细胞调控下的单神经细胞分辨率的电和谷氨酸化学活动的原位实时探测。除此之外，现有的微电极功能定位只能从癫痫细胞放电活动进行特征提取，信息单一，无法获得递质活动信息，难于实现精准的功能定位识别和手术规划。

发明内容

基于以上问题，本发明的主要目的在于提出一种颅内皮层神经信息检测电极、电极阵列及其制备方法，用于解决以上技术问题的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提出一种颅内皮层神经信息检测电极，包括：基底层，电极层，位于基底层上方，其包括：两端的焊盘，每一焊盘的一部分作为焊盘接口，用于与外接设备连接；置于焊盘之间、且与焊盘分离设置的三电极体系，该三电极体系包括对电极、参比电极和工作电极，工作电极包括交叉排布的：多个微电极，用于检测颅内皮层多个细胞产生的动作电位信号；多个宏电极，用于检测颅内皮层单个细胞产生的场电位信号；绝缘层，覆盖于电极层表面，其具有与焊盘和三电极体系正对的焊盘窗口和电极窗口，以露出焊盘接口、对电极、参比电极和工作电极。

在本发明的一些实施例中，上述颅内皮层电极，还包括：位于基底层和电极层之间的缓冲层，该缓冲层的杨氏模量与基底层的杨氏模量的差值大于2800MPa，优选地，缓冲层的材料包括聚对二甲苯或聚酰亚胺。

在本发明的一些实施例中，上述微电极的直径为1～50μm，所述宏电极的直径为100～500μm。