面向脑类器官的微电极阵列技术发展现状及趋势

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作   者：

肖禹;  陈荣荣;  陈康明;  陈海松;  林芃;  何恩慧;  纪俊峰; 

作者机构：

浙江大学计算机科学与技术学院;  浙江大学医学院;  浙江大学脑机智能全国重点实验室; 

关键词：

神经系统疾病;  脑类器官;  神经系统修复;  微电极阵列;  神经计算; 

期刊名称：

集成电路与嵌入式系统

i s s n：

2097-4191

年卷期：

2025 年 25 卷 002 期

页   码：

55-63

摘   要：

脑类器官是通过人多能干细胞自我组织和诱导分化产生的体外三维细胞培养物，能够部分模拟人脑结构及功能。微电极阵列(Microelectrode Array, MEA)技术能够低损伤、高通量、高时空分辨率地检测脑类器官电生理活动，为脑类器官神经网络的功能表征提供高效的检测平台。脑类器官与MEA技术的融合在神经系统发育及疾病机理研究、生物神经网络智能计算以及在体修复领域引发了广泛关注。在神经系统发育及疾病机理研究方面，MEA技术能够实时长期追踪脑类器官的动态发育过程，并且通过检测不同疾病来源脑类器官的电生理参数信息探究疾病发病机理。在生物神经网络智能计算方面，脑类器官具有异质的三维网络结构和可塑性，是良好的计算载体，通过与MEA的交互，能够构建低功耗、高效率的计算平台。同时，MEA技术在基于脑类器官为载体的神经系统修复领域展现出了广阔的技术应用前景。