Science：新型微型化高密度探头Neuropixels 2.0可稳定地恒久记载年夜脑

2021年4月19日讯/BIOON/---基于互补金属氧化物半导体硅制作技术的电极阵列，如Neuropixels探针，曾经可能记载活体年夜脑中成千上万个神经元。这些对象曾经招致了对于感知和行为的全脑相关性（brain-wide correlates）的发现，但次要用于短光阴的头固准时的记载。然而，为了研讨跨光阴标准的神经元处置动静，有需要对神经元进行数周和数月的记载，最好是在不受约束的行动中和小植物（如小鼠）中进行。

为此，在一项新的研讨中，来自英国、美国、挪威、比利时和葡萄牙的研讨职员设计了一种称为Neuropixels 2.0的微型化探头，它具备的5120个记载点散布在四个柄上。Neuropixels 2.0的探头和头架（headstage）被放大到原来尺寸（即Neuropixels 1.0探头的年夜小）的三分之一左右，是以，它的两个探头及其单个头架只重约1.1克，没有通道数的损失（每个探头384通道）。使用两个四柄探针（four-shank probe）在植入它们的植物中提供10240个记载点。相关研讨成果颁发在2021年4月16日的Science期刊上，论文题目为“Neuropixels 2.0: A miniaturized high-density probe for stable, long-term brain recordings”。

为了在年夜脑活动时完成稳定的记载，这些作者优化了记载点的安顿。这种探头具备更密集的线性化的几何形态，许可使用新设计的算法进行过后盘算活动校订。这种在Kilosort 2.5包中完成的算法从峰值数据中确定随光阴的活动，并通过空间重采样进行校订，如在图像配准中一样。

为了验证这些探针的恒久记载，这些作者将它们恒久植入6个试验室的21只年夜鼠和小鼠体内。在这21个植入物中，有20个取得胜利，而且在数周和数月内记载了神经元，同时保留了优越的记载旌旗灯号质量。使用新设计的植入物固定安装，这些探针可靠得住地收受接管。

Neuropixels 2.0探头许可史无前例的记载。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abf4588。

为了测试活动校订算法的性能，这些作者应用探针对它绝对于年夜脑施加的活动进行记载。该算法进步了对神经元的稳定记载，并在很年夜水平上打消了活动对记载的影响。

这种算法的一个版本许可间断数天稳定地记载神经元。这些作者通过对低级视觉皮层中恒久记载的神经元进行“指纹”辨认来评价这一点，这些神经元对一系列图像有共同的视觉反馈。神经元追踪在2周内取得 90%胜利，在2个月内取得 80%胜利。

综上所述，这项研讨展现了一套电心理对象，包含微型化的高密度探针，可收受接管的恒久植入物固定安装，以及用于自动过后活动校订的算法。这些对象使得可以在小植物（如小鼠）身上记载的位点数目以数目级添加，而且可能在很永劫间内稳定地在它们身长进行记载。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Nicholas A. Steinmetz et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abf4588.