Registro y análisis de la dinámica de conjuntos neuronales multimodales a gran escala en una matriz de microelectrodos de alta densidad integrada en CMOS

Nuestra investigación explora las fronteras de la tecnología neuronal mediante la integración de una matriz de microelectrodos basada en CMOS de alta densidad para decodificar la comunicación neuronal y las grandes redes. Nuestro objetivo es responder cómo se codifica la información neuronal a través de escalas con un detalle único, mejorando nuestra comprensión de la función cerebral y la disfunción en la salud y la enfermedad. Al navegar por la compleja área de la investigación de conjuntos neuronales, nos enfrentamos a desafíos como lograr una resolución precisa de la señal en medio de la actividad cerebral y garantizar la biocompatibilidad de nuestras matrices de microelectrodos basadas en CMOS.

Estos obstáculos son fundamentales para capturar e interpretar con precisión el rico tapiz de la interacción neuronal mediante grabaciones multimodales. Nuestra investigación aborda una brecha crítica en la neurociencia, la falta de un método integral para recodificar y analizar la dinámica de un conjunto neuronal a mayor escala con alta resolución espacial y temporal. Esta brecha dificulta nuestra comprensión de las complejas redes cerebrales y su función en la salud y la enfermedad.

Nuestro protocolo permite grabaciones multimodales, sin etiquetas y de alta resolución en el hipocampo, el bulbo olfatorio y las neuronas humanas derivadas de IPSC, lo que proporciona una herramienta versátil para diversos experimentos. Este enfoque único facilita una visión sin precedentes de la dinámica neuronal, cerrando la brecha de investigación entre varias regiones cerebrales y sistemas modelo, avanzando significativamente en nuestra comprensión de la función y el trastorno neuronal. Los esfuerzos futuros en nuestro laboratorio investigarán en profundidad los cálculos neuronales y la dinámica de los genes a las redes, con el objetivo de unir las firmas moleculares y funcionales en la salud y la enfermedad.

A través de la bioelectrónica avanzada y la tecnología neuronal, nos centraremos en la neuroplasticidad, la codificación olfativa, el desarrollo de IA y estrategias de mejora de la memoria para nuevas terapias e interfaces cerebro-máquina.