Funktionieren auf Graphen basierende Neurotechnologien für neuronale Schnittstellen?

Zu verstehen, wie Populationen von Neuronen die Aktivitäten einzelner Neuronen in komplexe Verhaltensweisen umwandeln, ist eine der größten Herausforderungen der neurowissenschaftlichen Forschung.

Multifunktionale Neurotechnologien

Die derzeitigen Technologien zur Überwachung und Kontrolle von Neuronen bieten jedoch keine ausreichende räumliche und zeitliche Auflösung, um die Funktionen neuronaler Schaltkreise zu entschlüsseln.

Aus diesem Grund wurden multifunktionale Neurotechnologien vorgeschlagen, die elektrische, optische und chemische Erfassungs- und Stimulationsmodalitäten kombinieren, um die Auflösungsgrenzen zu überwinden. Die Forschung im Bereich der multifunktionalen Sonden hat die Nachfrage nach neuen Materialien für minimalinvasive chronische Hirnschnittstellen angeheizt.

Graphen

Es hat sich in letzter Zeit als Material für neuronale Schnittstellen herauskristallisiert, das mehrere herausragende Eigenschaften wie optische Transparenz, Flexibilität, hohe Leitfähigkeit, Funktionalisierung und Biokompatibilität aufweist.

Die einzigartige Kombination dieser Eigenschaften in einem einzigen Materialsystem macht Graphen zu einer attraktiven Wahl für die multimodale Untersuchung neuronaler Aktivitäten. In dieser Übersicht werden die jüngsten Fortschritte in der Graphen-basierten Neurotechnologie erörtert, verschiedene Ansätze hervorgehoben und neue Richtungen diskutiert, die von den einzigartigen Eigenschaften von Graphen inspiriert sind.