MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017164228
■00520250211152936
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798384456360
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31563547
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a621.3
■1001  ▼aMalekoshoaraie,  Mohammad  Hassan.
■24510▼aFlexible  Opto-Electro-Chemical  Neural  Probes  for  Neuromodulation  and  Imaging
■260    ▼a[Sl]▼bCarnegie  Mellon  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a127  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-03,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Chamanzar,  Maysamreza.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Carnegie  Mellon  University,  2024.
■520    ▼aBrain  consists  of  billions  of  neurons  interconnected  through  complex  circuits  to  perform  functions.  Understanding  the  neural  basis  of  brain  function  requires  probing  neural  circuits  and  understanding  the  specific  roles  of  various  cell  types  within  the  brain.  Simultaneous  neuromodulation  and  electrophysiology  recording  with  high  spatial  and  temporal  resolution  can  help  us  isolate  and  study  neural  circuits.  In  this  thesis,  we  discuss  novel  flexible  neural  probes  for  multi-modal  neural  interfacing  with  the  brain.  These  implantable  flexible  neural  probes  are  microfabricated  on  biocompatible,  flexible  substrates  to  provide  three  functionalities,  i.e.,  (i)  electrophysiology  recording,  (ii)  endoscopic  microimaging,  and  (iii)  chemical  stimulation  to  enable  studying  specific  cell-types  and  neural  circuit  dynamics  in  the  brain.  These  flexible  neural  implants  can  help  advance  basic  neuroscience  research  and  also  devise  effective  therapeutics  for  brain  disorders. First,  I  introduce  a  fully  flexible  electrochemical  neural  probe  designed  for  chemical  neuromodulation  using  an  electrically-actuated  drug  delivery  mechanism,  enabling  highly  localized,  on-demand/controlled  release  of  neurotransmitters.  The  evoked  neural  response  is  monitored  using  high-resolution  electrophysiology  recording.  This  tool  allows  researchers  to  modulate  neurotransmitter  activity  and  thereby  activate  or  inhibit  neurons  to  study  their  roles  within  neural  circuits  in  normal  as  well  as  diseased  conditions.  Brain  function  resulted  from  population  activities  of  different  cell  types  categorized  based  on  their  transcriptional  profiles.  To  identify  and  study  specific  cell  types  within  a  population,  cells  can  be  tagged  and  imaged  based  on  their  genetic  profiles  using  photometry  techniques.  However,  photometric  imaging  is  usually  carried  out  using  single-channel  bulky  fiber  optics,  thus  lacking  spatial  resolution  and  causing  significant  tissue  damage.  To  address  these  issues,  I  introduced  an  ultra-miniaturized  microimager  endoscope  using  a  novel  thin-film  flexible,  miniaturized  optical  waveguide  array  designed  for  localized  fluorescent  imaging  with  high  spatial  resolution.  With  a  thickness  of  only  7  µm,  this  implantable  microimager  can  image  from  20  channels  over  a  width  of  400  µm  to  spatially  discriminate  different  regions  in  the  brain.  This  technology  can  be  used  to  study  the  roles  of  specific  cells  tagged  within  different  brain  regions.  To  modulate  the  activity  of  specific  cell  types  within  the  brain  tissue,  I  have  shown  that  the  thin-film  waveguide  array  can  also be  used  for  light  delivery  and  optogenetic  stimulation.  To  this  end,  I  have  optimized  a  microfabrication  process  to  integrate  electrical  recording  functionality  with  the  optical  waveguide  array.  I  will  discuss  the  design,  implementation,  characterization,  and  demonstration  of  these  neural  technologies,  all  realized  on  thin-film  flexible  polymer  neural  implants.
■590    ▼aSchool  code:  0041.
■650  4▼aElectrical  engineering
■650  4▼aNeurosciences
■650  4▼aOptics
■650  4▼aComputer  engineering
■650  4▼aBiomedical  engineering
■653    ▼aChemical  neuromodulation
■653    ▼aElectrophysiology  recording
■653    ▼aFlexible  neural  implants
■653    ▼aFluorescence  imaging
■653    ▼aMultimodal  neural  probes
■653    ▼aOptogenetics
■690    ▼a0544
■690    ▼a0317
■690    ▼a0752
■690    ▼a0541
■690    ▼a0464
■71020▼aCarnegie  Mellon  University▼bElectrical  and  Computer  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-03B.
■790    ▼a0041
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164228▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books