KR20200016102A - Deep brain stimulation transparent electrodes array and neural signal detection method using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a deep brain stimulating transparent electrode array and a method of detecting neural signals by using the same. The deep brain stimulating transparent electrode array includes a transparent graphene neutral electrode; and an optical fiber. The transparent graphene neutral electrode includes: a biocompatible dielectric substrate; a plurality of electrode sites which are disposed in one side on the substrate and include a graphene sheet; a plurality of electroconductive contacts which are disposed in the other side on the substrate; and an electroconductive interconnector which connects the electrode sites and the contacts. The deep brain stimulating transparent electrode array according to the present invention enables electrical stimulation of deep brain and detection of brain waves while minimizing image distortion in magnetic resonance images, and can perform a convergence research on nerve cell stimulation through light stimulation and optical imaging of nerve cells.

Description

뇌 심부 자극 투명 전극 어레이 및 이를 이용한 신경 신호 검출 방법{DEEP BRAIN STIMULATION TRANSPARENT ELECTRODES ARRAY AND NEURAL SIGNAL DETECTION METHOD USING THE SAME}Deep brain stimulation transparent electrode array and method for detecting neural signal using same {DEEP BRAIN STIMULATION TRANSPARENT ELECTRODES ARRAY AND NEURAL SIGNAL DETECTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 자기공명영상에서의 영상 왜곡을 최소화 하면서 뇌 심부 전기 자극 및 뇌파 검출이 가능한 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이 및 이를 이용한 신경 신호 검출 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a deep brain stimulation transparent electrode array capable of detecting deep brain electrical stimulation and brain waves while minimizing image distortion in a magnetic resonance image, and a neural signal detection method using the same.

파킨슨 병 (Parkinson's disease), 간질 (Epilepsy), 투렛 증후군 (Tourette syndrome, 틱 장애) 등의 신경 질환의 치료에 뇌 전기 자극을 이용한 치료가 확대 적용되고 있다. 특히 뇌 심부를 자극하여 신경 질환의 증상을 완화하는 뇌 심부 자극술 (Deep brain stimulation, DBS)은 약물 요법으로 증상 완화가 어려운 환자들에게 효과적인 수술 요법이 되고 있다. 국내에서는 약 20여개 의료센터에서 연간 수백 건의 뇌 심부 자극술이 이루어지고 있으며, 전 세계적으로 그 활용도가 높아지고 있다. Treatment of neurological diseases such as Parkinson's disease, Epilepsy and Tourette syndrome has been widely applied. In particular, deep brain stimulation (DBS), which stimulates the brain's core to alleviate the symptoms of neurological diseases, has become an effective surgical treatment for patients who have difficulty relieving symptoms with drug therapy. In Korea, hundreds of brain deep stimulations are performed annually in about 20 medical centers, and their utilization is increasing worldwide.

뇌 심부 자극 전극 (이하 DBS 전극)은 다양한 형태의 신경 전극 (Neural electrode) 중 한 종류이다. 뇌 심부 자극술은 DBS 전극을 뇌 심부에 주입하여 주기적인 전기 자극을 줌으로써 도파민 뉴런의 활성화를 돕는다. 이러한 전기 자극은 파킨슨 병, 수전증(Essential tremor), 우울증, 간질뿐만 아니라 알츠하이머, 비만, 중독 치료에까지 그 응용분야가 넓어지고 있으며 최근 들어 더욱 활발한 연구가 이루어지고 있다.Brain deep stimulation electrodes (hereinafter referred to as DBS electrodes) are one of various types of neural electrodes. Deep brain stimulation assists the activation of dopamine neurons by injecting DBS electrodes into the deep brain to provide periodic electrical stimulation. Such electrical stimulation has been widely applied to the treatment of Alzheimer's disease, obesity, and addiction as well as Parkinson's disease, Essential tremor, depression, and epilepsy.

그러나 기존 DBS 전극은 텅스텐, 플래티늄과 같은 불투명 금속으로 이루어져 있어서 자기 공명 영상 (MRI) 등의 의료 영상에서 영상 왜곡 (image artifact)를 가져 온다. 왜곡된 영상 정보는 수술 중 DBS 전극의 정확한 위치 선정, 혹은 전극 이식 후 타 신경 질환의 정확한 진단을 방해 할 수 있다. However, the existing DBS electrode is made of opaque metals such as tungsten and platinum to bring image artifacts in medical images such as magnetic resonance imaging (MRI). The distorted image information may interfere with accurate positioning of the DBS electrode during surgery, or accurate diagnosis of other neurological diseases after electrode implantation.

MRI에서의 영상 왜곡 현상은 금속 재료의 자화율 (Magnetic susceptibility)이 생체 조직 (tissue) 및 생체 내 수분 (H2O) 대비 현격히 크기 때문이다. 따라서 자화율이 상대적으로 작은 탄소 섬유 (Carbon fiber)를 이용한 전극이 제안되기도 하였다. 하지만 탄소 섬유 내 다량의 탄소 원자로 인해 MRI 영상 왜곡 현상 감소에 한계가 있었다. 또한 탄소 섬유는 기계적 강도가 약해 생체 내에서 장기간 이식 되었을 때 전기적 연결이 끊어질 수 있는 잠재적 위험이 존재한다.The image distortion phenomenon in MRI is because the magnetic susceptibility of the metal material is significantly larger than the tissue and in vivo moisture (H 2 O). Therefore, an electrode using carbon fiber having a relatively small susceptibility has been proposed. However, the large amount of carbon atoms in the carbon fiber was limited in reducing MRI image distortion. In addition, carbon fiber has a weak mechanical strength, and there is a potential risk of electrical disconnection when implanted in vivo for a long time.

본 발명의 목적은 자기공명영상에서의 영상 왜곡을 최소화 하면서 뇌 심부 전기 자극 및 뇌파 검출이 가능한 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a deep brain stimulation transparent electrode array capable of detecting deep brain electrical stimulation and brain waves while minimizing image distortion in a magnetic resonance image.

본 발명의 다른 목적은 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 이용한 신경 신호 검출 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a neural signal detection method using the brain deep stimulation transparent electrode array.

본 발명은 투명 그래핀 신경전극; 그리고 광섬유를 포함하고, 상기 투명 그래핀 신경전극은 생체적합성 유전체 기판, 상기 기판 위의 한쪽에 배치되며 그래핀 시트를 포함하는 복수의 전극 사이트, 상기 기판 위의 다른 한쪽에 배치되는 복수의 전기전도성 콘택트, 및 상기 전극 사이트와 콘택트를 연결하는 전기전도성 인터커넥터를 포함하는 것인 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 제공한다. The present invention is a transparent graphene nerve electrode; And an optical fiber, wherein the transparent graphene neural electrode is a biocompatible dielectric substrate, a plurality of electrode sites disposed on one side of the substrate and including graphene sheets, and a plurality of electrically conductive layers disposed on the other side of the substrate. A deep brain stimulation transparent electrode array comprising a contact and an electrically conductive interconnect connecting the electrode site and the contact.

상기 광섬유는 상기 투명 그래핀 신경전극의 기판 아래에 접합되는 것일 수 있다. The optical fiber may be bonded below the substrate of the transparent graphene neural electrode.

상기 투명 그래핀 신경전극은 상기 광섬유를 둘러싼 형태로 배치되는 것일 수 있다. The transparent graphene nerve electrode may be disposed in a form surrounding the optical fiber.

상기 투명 그래핀 신경전극과 상기 광섬유는 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane), 폴리이미드(Polyimide) 및 실릴화폴리우레탄 (Silylated polyurethanes)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 접착제에 의하여 접착되는 것일 수 있다. The transparent graphene neural electrode and the optical fiber may be adhered by any one adhesive selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyimide, and silylated polyurethanes.

상기 투명 그래핀 신경전극의 한쪽 끝 길이는 상기 광섬유의 한쪽 끝 길이 보다 길고, 상기 투명 그래핀 신경전극의 한쪽 끝이 상기 광섬유의 한쪽 끝을 향하여 접혀져 상기 투명 그래핀 신경전극 전극 사이트의 일부 또는 전부가 상기 광섬유의 한쪽 끝을 덮는 것일 수 있다.One end length of the transparent graphene neural electrode is longer than one end length of the optical fiber, and one end of the transparent graphene neural electrode is folded toward one end of the optical fiber so that some or all of the transparent graphene neural electrode sites May cover one end of the optical fiber.

본 발명은 또한 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 이용한 신경 신호 검출 방법을 제공한다.The present invention also provides a neural signal detection method using the deep brain stimulation transparent electrode array.

상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 이용한 신경 신호 검출 방법은 전기적으로 활성인 생물학적 조직 상에 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 삽입하는 단계; 및 전극 부위의 신경 조직에서 신경 세포에 의해 생성된 신경 반응을 기록하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.The neural signal detection method using the deep brain stimulation transparent electrode array includes inserting the deep brain stimulation transparent electrode array on electrically active biological tissue; And recording the neural response generated by the neuron in the neural tissue of the electrode site.

본 발명의 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이는 자기공명영상에서의 영상 왜곡을 최소화 하면서 뇌 심부 전기 자극 및 뇌파 검출이 가능하다.Deep brain stimulation transparent electrode array of the present invention can detect the deep brain electrical stimulation and EEG while minimizing image distortion in the magnetic resonance image.

또한, 본 발명의 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이는 빛 자극을 통한 신경 세포 자극에 대한 융합 연구를 수행할 수 있다. In addition, the deep brain stimulation transparent electrode array of the present invention can perform a fusion study for nerve cell stimulation through light stimulation.

또한, 본 발명의 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이는 생체 내부에서 생성된 광 신호를 생체 외부에서 관찰할 수 있다.In addition, the deep brain stimulation transparent electrode array of the present invention can observe the optical signal generated inside the living body from outside the living body.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 투명 그래핀 신경전극을 나타낸 도면이다.
도 3은 광섬유를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실험예 1에 따른 주입된 신경 전극의 MRI 영상을 나타낸 도면이다.
1 is an exploded perspective view showing a deep brain stimulation transparent electrode array according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a transparent graphene nerve electrode.
3 is a view showing an optical fiber.
4 illustrates a deep brain stimulation transparent electrode array according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates a deep brain stimulation transparent electrode array according to another embodiment of the present invention.
6 and 7 are MRI images of the injected neural electrode according to Experimental Example 1 of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 나타낸 분리 사시도이다. 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)는 투명 그래핀 신경전극(100) 및 광섬유(200)를 포함한다. 1 is an exploded perspective view showing a deep brain stimulation transparent electrode array according to an embodiment of the present invention. The deep brain stimulation transparent electrode array 1000 includes a transparent graphene neural electrode 100 and an optical fiber 200.

도 2는 상기 투명 그래핀 신경전극(100)을 나타낸 도면이다. 상기 투명 그래핀 신경전극(100)은 생체적합성 유전체 기판(110); 상기 기판 위의 한쪽에 배치되며 그래핀 시트(121)를 포함하는 복수의 전극 사이트(120); 상기 기판 위의 다른 한쪽에 배치되는 복수의 전기전도성 콘택트(130); 상기 전극 사이트(120)와 콘택트(130)를 연결하는 전기전도성 인터커넥터(140)를 포함한다. 2 illustrates the transparent graphene neural electrode 100. The transparent graphene neural electrode 100 is a biocompatible dielectric substrate 110; A plurality of electrode sites 120 disposed on one side of the substrate and including a graphene sheet 121; A plurality of electrically conductive contacts 130 disposed on the other side of the substrate; And an electrically conductive interconnect 140 connecting the electrode site 120 and the contact 130.

상기 인터커넥터(140)는 상기 전극 사이트(120)의 전기 신호를 전달하는 회로(141), 상기 콘택트(130)의 전기 신호를 전달하는 회로(142) 및 이들이 접하고 있는 부분을 일컫는다. The interconnector 140 refers to a circuit 141 that transmits an electrical signal of the electrode site 120, a circuit 142 that transmits an electrical signal of the contact 130, and a portion of the interconnector 140.

상기 전극 사이트(120) 및 콘택트(130)의 위에 오버레이어(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 오버레이어(150)는 인터커넥터(140)를 보호하고 격리시킨다. 상기 오버레이어(150)는 전극 사이트(120) 및 콘택트(130)가 노출되어 외부 장치에 연결될 수 있도록 개구부(151)가 구비될 수 있다. An overlayer 150 may be further included on the electrode site 120 and the contact 130. The overlayer 150 protects and isolates the interconnector 140. The overlayer 150 may be provided with an opening 151 so that the electrode site 120 and the contact 130 may be exposed and connected to an external device.

상기 각각의 전극 사이트(120)는 단일 또는 2개 이상의 그래핀 시트(121) 층을 포함한다. 상기 그래핀 시트(121)는 전자기 스펙트럼의 자외선(UV), 가시 광선(vis) 및 적외선(IR) 영역의 파장을 포함하여 광범위한 파장 범위에서 투명하고, 구체적으로 300 nm 내지 2000 nm에서 투명한 것일 수 있다. Each electrode site 120 includes a single or two or more layers of graphene sheets 121. The graphene sheet 121 may be transparent at a wide range of wavelengths, including wavelengths in the ultraviolet (UV), visible and infrared (IR) regions of the electromagnetic spectrum, and specifically, may be transparent at 300 nm to 2000 nm. have.

상기 그래핀 시트(121)는 시트의 수가 많을수록 높은 전기 전도성을 제공할 수 있지만, 투명성을 감소시킬 수 있기 때문에, 전극 부위에 존재하는 그래핀 시트(121)의 층 수는 1 내지 10 개인 것이 가장 바람직하다. The graphene sheet 121 may provide high electrical conductivity as the number of sheets increases, but since transparency may be reduced, the number of layers of the graphene sheet 121 present in the electrode portion may be 1 to 10. desirable.

상기 콘택트(130)는 상기 전극 사이트(120)에서 기록된 신호를 수신하고 증폭, 표시, 저장, 분석 하고 외부 장치에 전기적으로 연결될 수 있도록 한다. The contact 130 receives a signal recorded at the electrode site 120, amplifies, displays, stores, analyzes, and is electrically connected to an external device.

상기 기판(110)은 투명한 생체적합성 유전 재료로 형성되는 것일 수 있다. 다. 본 발명에서 생체적합성(Biocompatible)이란 재료가 인근 조직의 흉터에 해롭지 않거나 자극을 주지 않거나, 이식 되어야 하는 생체 조직의 특성에서 의도된 기능을 저하시키지 않는다는 것을 의미한다. 상기 기판(110)은 전체가 투명하고 생체적합성 재료인 것일 수 있으나, 필요에 따라 부분적으로 불투명하거나 비생체적합성 재료를 포함할 수 있다. The substrate 110 may be formed of a transparent biocompatible dielectric material. All. Biocompatible in the present invention means that the material does not harm or irritate the scars of nearby tissues or degrade the intended function in the characteristics of the biological tissue to be implanted. The substrate 110 may be a transparent and biocompatible material as a whole, but may include a partially opaque or non-biocompatible material as necessary.

또한 상기 기판(110)은 기계적으로 가요성(Flexibility)을 나타내어 장치에 균열, 분열 또는 다른 손상을 주지 않으면서 대뇌 피질의 표면과 같은 조직에 부합 할 수 있다.In addition, the substrate 110 may be mechanically flexible to conform to tissue such as the surface of the cerebral cortex without causing cracks, cleavage or other damage to the device.

상기 오버레이어(150) 또한 기판(110)과 마찬가지로 투명하고 생체적합성인 유전체 재료를 포함하며 기계적으로 가요성인 것일 수 있다. 상기 오버레이어(150)는 기판(110)과 동일한 물질로 제조될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Like the substrate 110, the overlayer 150 may include a transparent and biocompatible dielectric material and may be mechanically flexible. The overlayer 150 may be made of the same material as the substrate 110, but is not limited thereto.

상기 기판(110) 및 오버레이어(150) 물질로 사용될 수 있는 중합체는 패릴린 (Parylene C), 폴리에틸렌, 폴리디메틸실록산 (PDMS), 폴리에스테르 (PET), 폴리이미드 (PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리에테르이미드 (PEI) 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.Polymers that can be used as the substrate 110 and overlayer 150 materials include parylene C, polyethylene, polydimethylsiloxane (PDMS), polyester (PET), polyimide (PI), polyethylene naphthalate ( PEN), polyetherimide (PEI) and copolymers thereof may be any one selected from the group consisting of.

또한, 상기 중합체는 형상 기억 중합체, 즉 온도의 변화에 응답하여 평면에서 비평면으로의 변형을 겪는 중합체일 수 있다. 예를 들어, 형상 기억 중합체는 실온 (약 23 ℃)에서 평면 구조를 취할 수 있지만, 상기 투명 그래핀 신경전극(100)이 이식되는 피검체의 체온에서는 비평면 형상을 채택할 수 있다. The polymer may also be a shape memory polymer, ie a polymer that undergoes a deformation from planar to nonplanar in response to a change in temperature. For example, the shape memory polymer may have a planar structure at room temperature (about 23 ° C.), but may adopt a non-planar shape at a body temperature of a subject to which the transparent graphene neural electrode 100 is implanted.

상기 투명하고, 생체적합성이며 유전체의 형상 기억 중합체의 예는 T. Ware, D. Simon, R. L. Rennaker, W. Voit, Smart Polymers for Neural Interfaces, Polymer Reviews 53 (1), 108-129 및 Xie T. Recent advances in polymer shape memory. Polym. 2011; 52:4985-5000에 개시되어 있으며, 그 내용은 형상 기억 중합체와 관련되어 있으므로 본 명세서에 참고로 포함된다.Examples of such transparent, biocompatible, dielectric shape memory polymers include T. Ware, D. Simon, RL Rennaker, W. Voit, Smart Polymers for Neural Interfaces, Polymer Reviews 53 (1), 108-129, and Xie T. Recent advances in polymer shape memory. Polym. 2011; 52: 4985-5000, the contents of which are incorporated herein by reference as they relate to shape memory polymers.

상기 기판(110) 및 오버레이어(150)는 충분한 투명성과 기계적으로 유연한 장치를 제공하기 위하여 충분히 얇은 두께를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로 상기 기판(110) 및 오버레이어(150)의 두께는 100㎛ 이하, 바람직하게 50㎛ 이하일 수 있고, 20㎛ 이하의 두께를 갖는 것이 가장 바람직하다.The substrate 110 and overlayer 150 preferably have a sufficiently thin thickness to provide sufficient transparency and a mechanically flexible device. Specifically, the substrate 110 and the overlayer 150 may have a thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less, and most preferably 20 μm or less.

상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 투명도는 그래핀 시트(121), 기판(110) 재료 및 오버레이어(150) 재료 등의 결합된 투명도를 반영한다. 일 실시예에서 상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 투명도는 전자기 스펙트럼의 자외선(UV), 가시 광선(vis) 및 적외선(IR) 영역의 파장을 포함하여 광범위한 파장 범위에서 투명하고, 구체적으로 300 내지 2000 nm, 바람직하게 400 내지 1800 nm의 파장 범위에서 투명한 것일 수 있다.The transparency of the transparent graphene neural electrode 100 reflects the combined transparency of the graphene sheet 121, the substrate 110 material, and the overlayer 150 material. In one embodiment, the transparency of the transparent graphene neural electrode 100 is transparent in a wide range of wavelengths, including wavelengths in the ultraviolet (UV), visible and infrared (IR) regions of the electromagnetic spectrum, specifically 300 It may be transparent in the wavelength range of from 2000 nm, preferably 400 to 1800 nm.

한편, 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)는 광섬유(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)는 상기 광섬유(200)를 더 포함함으로써 광학 자극에 응답하여 생성되는 전기 신호를 감지할 수 있다. 최신 유전 기술인 광유전학 (Optogenetics)을 사용하여 신경세포가 광학 자극에 반응하게 할 수 있으며 이를 이용한 신경학, 신경외과적 연구에 사용될 수 있다. 특히 투명 전극 어레이는 근접한 광섬유에서 나오는 광학 자극을 높은 효율로 통과시킬 수 있어서 (투명도 약 90% 이상), 금속에 기반한 전극에 비해 광유전학과의 접목에서 장점을 가진다. 투명 전극 어레이와 광섬유의 접목은 신경세포의 전기적 신호를 광학적 신호로 읽는 칼슘 이미징에도 유리하다. 즉, 광섬유를 통한 양방향 신호 전달이 가능하며, 투명 신경전극 어레이는 광신호 전달 효율을 높이는 동시에 추가적으로 전기적 신호를 검출 할 수 있다.The deep brain stimulation transparent electrode array 1000 may further include an optical fiber 200. The deep brain stimulation transparent electrode array 1000 may further include the optical fiber 200 to detect an electrical signal generated in response to an optical stimulus. Optogenetics, the latest genetic technology, allows neurons to respond to optical stimuli and can be used for neurological and neurosurgery research. In particular, transparent electrode arrays can pass optical stimuli from adjacent optical fibers with high efficiency (about 90% transparency), which has advantages in integrating photoelectricity over metal based electrodes. The combination of the transparent electrode array and the optical fiber is also advantageous for calcium imaging, which reads the electrical signals of nerve cells as optical signals. That is, bi-directional signal transmission is possible through the optical fiber, and the transparent neural electrode array may increase the optical signal transmission efficiency and additionally detect electrical signals.

구체적으로, 광유전학 (Optogenetics)은 신경 자극을 유발하기 위해 광 자극을 이용하는 기술의 한 예이다. 광유전학은 채널로돕신 (Channelrhodopsin, ChR) 및 할로로돕신 (Halorhodopsin, NpHR)과 같은 빛에 민감한 단백질을 세포막에 도입하기 위해 변형된 생물학적 세포를 사용한다. 이러한 단백질은 빛에 의해 활성화되는 이온 채널 역할을 하여 특정 파장을 갖는 빛에 노출되었을 때 세포 내외로의 특정 이온의 흐름을 허용한다. 이온 채널의 유형에 따라 이온 확산은 세포의 탈분극 또는 과분극을 일으키며, 신경 세포의 경우에는 신경 활동의 흥분 또는 억제를 유발한다. 감광된 세포가 적절한 파장의 입사광에 노출되면 광학적으로 유발된 신경 신호가 생성된다. 적절한 파장 범위는 사용되는 특정 감광성 단백질에 따라 달라진다. 그러나, 전형적으로, UV 또는 가시 범위의 파장을 갖는 입사광이 사용된다. 본 발명에서는 이러한 입사광을 주입하기 위하여 상기 광섬유(200)를 포함한다. Specifically, optogenetics is an example of a technique that uses optical stimulation to induce nerve stimulation. Photogenetics uses modified biological cells to introduce light-sensitive proteins into the cell membrane, such as channelrhodopsin (ChR) and halohodopsin (NpHR). These proteins act as ion channels activated by light, allowing the flow of certain ions into and out of cells when exposed to light with a particular wavelength. Depending on the type of ion channel, ion diffusion leads to cell depolarization or hyperpolarization and, in the case of neurons, to excitement or inhibition of nerve activity. When the photosensitized cells are exposed to incident light of the appropriate wavelength, optically induced neural signals are generated. The appropriate wavelength range depends on the specific photosensitive protein used. Typically, however, incident light having a wavelength in the UV or visible range is used. In the present invention, the optical fiber 200 is included to inject the incident light.

상기 광섬유(200)의 예를 도 3에 나타내었다. 상기 광섬유는 유리나 플라스틱으로 만들어지며, 실제 빛이 전파되는 영역인 코어(Core)(201), 상기 코어를 둘러싸고 있는 것으로 빛을 코어에 가두는 도파관 (Wave guide)를 형성하는 역할을 하는 클래딩 (Cladding)(203)으로 이루어지는 것일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 광섬유(200)는 상기 클래딩(203) 없이 상기 코어(201)로만 이루어진 것을 사용할 수도 있다.An example of the optical fiber 200 is shown in FIG. 3. The optical fiber is made of glass or plastic, and cladding serves to form a wave guide that traps light in the core by surrounding the core. It may be made of 203. However, the present invention is not limited thereto, and the optical fiber 200 may be formed of only the core 201 without the cladding 203.

상기 광섬유(200)는 상기 투명 그래핀 신경전극(100)과의 접착을 위한 접착제층(202)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제층(202)은 코어(201)를 물리적 또는 환경적 손상으로부터 보호하고 강도를 향상시키기 위한 피복 역할을 할 수도 있다. The optical fiber 200 may further include an adhesive layer 202 for adhesion to the transparent graphene neural electrode 100. In addition, the adhesive layer 202 may serve as a coating to protect the core 201 from physical or environmental damage and to improve strength.

상기 접착제층(202)은 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane), 폴리이미드(Polyimide) 및 실릴화폴리우레탄 (Silylated polyurethanes)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 실리콘계 고분자를 포함할 수 있다. 상기 실리콘계 고분자는 높은 투명도, 생체적합성 등의 이유로 폴리디메틸실록산인 것이 가장 바람직하다.The adhesive layer 202 may include any one silicone-based polymer selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyimide, and silylated polyurethanes. The silicone polymer is most preferably polydimethylsiloxane for reasons of high transparency and biocompatibility.

또한, 상기 광섬유(200)는 입력 광신호를 광섬유에 보내는 발광부(미도시) 및 상기 광섬유를 통과하여 출력 광신호의 광량을 측정하는 수광부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 발광부 및 상기 수광부는 광섬유(200)의 일단과 타단에 각각 형성될 수 있으며, 또는 광섬유(200)의 타단에 반사층을 형성하여 광신호가 반사될 수 있도록 함으로써 상기 발광부 및 상기 수광부를 광섬유(200)의 일단에 함께 형성할 수도 있다.In addition, the optical fiber 200 may further include a light emitting unit (not shown) for transmitting an input optical signal to the optical fiber and a light receiving unit (not shown) for measuring the light amount of the output optical signal through the optical fiber. The light emitting unit and the light receiving unit may be formed at one end and the other end of the optical fiber 200, or by forming a reflective layer at the other end of the optical fiber 200 so that an optical signal can be reflected to the light emitting unit and the light receiving unit by optical fiber ( It may be formed together at one end of the 200).

상기 광섬유(200)는 직경이 50 마이크로미터 (㎛) 내지 1 밀리미터 (mm) 일 수 있다. 50 ㎛ 미만인 경우 얇은 두께로 인한 두뇌 내부 삽입 문제, 단선과 같은 신뢰성 문제가 있을 수 있고, 1 mm를 초과하는 경우 신경세포의 과도한 손상과 같은 문제가 있을 수 있다.The optical fiber 200 may have a diameter of 50 micrometers (μm) to 1 millimeter (mm). If the thickness is less than 50 μm, there may be a reliability problem such as a brain insertion problem due to a thin thickness, or disconnection. If the thickness is larger than 1 mm, there may be a problem such as excessive damage of nerve cells.

상기 광섬유(200)는 단일 섬유로 사용할 수 있고, 또는 일련의 광섬유 다발을 사용할 수도 있다. The optical fiber 200 may be used as a single fiber, or a series of optical fiber bundles may be used.

한편, 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)는 상기 투명 그래핀 신경전극(100)이 상기 광섬유(200)를 둘러싼 형태로 배치될 수 있다. 이 경우 상기 투명 그래핀 신경전극(100)이 상기 광섬유(200)의 상기 클래딩(203)으로서의 역할도 할 수 있기 때문에, 상기한 바와 같이 상기 광섬유(200)는 상기 코어(201)로만 이루어질 수 있다.Meanwhile, in the deep brain stimulation transparent electrode array 1000, the transparent graphene neural electrode 100 may be disposed to surround the optical fiber 200. In this case, since the transparent graphene neural electrode 100 may also serve as the cladding 203 of the optical fiber 200, as described above, the optical fiber 200 may be formed only of the core 201. .

도 4 및 도 5는 상기 투명 그래핀 신경전극(100)이 상기 광섬유(200)를 둘러싼 형태로 배치된 경우의 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)를 나타낸 도면이다. 이때, 상기 도 4와 같이, 상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 상기 전극 사이트(120)는 상기 광섬유(200)의 둘레부 위에 위치할 수도 있고, 상기 도 5와 같이, 상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 상기 전극 사이트(120)는 상기 광섬유(200)의 말단에 위치할 수도 있다.4 and 5 illustrate the deep brain stimulation transparent electrode array 1000 when the transparent graphene neural electrode 100 is disposed in a form surrounding the optical fiber 200. In this case, as shown in FIG. 4, the electrode site 120 of the transparent graphene neural electrode 100 may be positioned on a circumference of the optical fiber 200. The electrode site 120 of the electrode 100 may be located at the end of the optical fiber 200.

상기 전극 사이트(120)가 상기 광섬유(200)의 말단에 위치하는 경우에 대하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 한쪽 끝 길이는 상기 광섬유(200)의 한쪽 끝 길이 보다 길고, 상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 한쪽 끝이 상기 광섬유(200)의 한쪽 끝을 향하여 접혀져 상기 투명 그래핀 신경전극(100)의 전극 사이트(120)의 일부 또는 전부가 상기 광섬유(200)의 한쪽 끝을 덮는 것일 수 있다. 이 경우 광섬유를 통한 광 자극 혹은 광신호 추출 부위와 투명 전극을 통한 전기적 신호 검출을 동일한 신경세포에서 수행 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 투명 전극 및 광섬유 말단에 위치한 신경세포에서 직접적으로 신호를 검출함으로써 투명전극의 사용 효과를 극대화 할 수 있다. 이는 투명 전극 대신 불투명 금속 전극을 사용할 경우와 대비해 보면 그 효과가 명확히 나타날 수 있다. When the electrode site 120 is positioned at the end of the optical fiber 200 in more detail, one end length of the transparent graphene neural electrode 100 is greater than one end length of the optical fiber 200. Long, one end of the transparent graphene nerve electrode 100 is folded toward one end of the optical fiber 200 so that some or all of the electrode sites 120 of the transparent graphene nerve electrode 100 is the optical fiber 200 It may cover one end of the). In this case, the optical stimulation through the optical fiber or the electrical signal through the optical signal extraction site and the transparent electrode can be obtained in the same nerve cell. That is, by directly detecting a signal in the nerve cells located at the transparent electrode and the optical fiber terminal can maximize the use of the transparent electrode. This effect can be clearly seen as compared with the case of using an opaque metal electrode instead of a transparent electrode.

이하, 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 이용한 신경 신호 검출 방법에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a neural signal detection method using the deep brain stimulation transparent electrode array will be described in detail.

구체적으로, 상기 신경 신호 검출 방법은 전기적으로 활성인 생물학적 조직 상에 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 삽입하는 단계; 및 전극 부위의 신경 조직에서 신경 세포에 의해 생성된 신경 반응을 기록하는 단계를 포함한다.Specifically, the neural signal detection method comprises inserting the deep brain stimulation transparent electrode array on electrically active biological tissue; And recording the neural response produced by the nerve cell in the neural tissue of the electrode site.

상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)를 이용한 신경 신호 검출 방법은 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)는 투명한 특성을 나타내기 때문에 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)가 뇌 심부에 삽입되어, 전기 생리학적 기록을 취하는 동안에도 상기 전극 사이트(120) 아래에 있는 조직을 영상화할 수 있다는 장점이 있다. 구체적으로, 조직의 이미지는 조직에 입사광을 향하게 하고, 투명 전극 사이트(120)를 통하여 조직으로부터 반사되어 투명 전극 사이트(120)를 통해 투과된 빛을 기록함으로써 얻어지는데, 복귀된 광은 조직에 의해 반사되거나 입사광에 응답하여 조직에 의해 방출되는 광일 수 있다. 상기 전기생리학과 함께 사용할 수 있는 이미징 기술은 형광 현미경과 광 간섭성 단층촬영(optical coherence tomography, OCT) 기술, 자기공명영상(Magnetic resonance imaging, MRI), 컴퓨터 단층촬영(Computed tomography, CT) 등 이 있다. 이때, 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이(1000)는 투명하여 상기 빛을 반사 또는 왜곡하지 않기 때문에 상기 이미징을 방해하지 않을 수 있다.In the method for detecting nerve signals using the deep brain stimulation transparent electrode array 1000, since the deep brain stimulation transparent electrode array 1000 exhibits transparent characteristics, the deep brain stimulation transparent electrode array 1000 is inserted into the deep brain region. In addition, there is an advantage that the tissue under the electrode site 120 can be imaged while taking an electrophysiological record. Specifically, the image of the tissue is obtained by directing incident light onto the tissue and recording the light reflected from the tissue through the transparent electrode site 120 and transmitted through the transparent electrode site 120, the returned light being caused by the tissue. It may be light reflected or emitted by tissue in response to incident light. Imaging technologies that can be used with the electrophysiology include fluorescence microscopy, optical coherence tomography (OCT) technology, magnetic resonance imaging (MRI), and computed tomography (CT). have. In this case, since the deep brain stimulation transparent electrode array 1000 is transparent and does not reflect or distort the light, it may not interfere with the imaging.

상기 형광 현미경 검사에서, 조직은 형광성 바이오 마커로 표지된다. 이것은, 예를 들어, 조직을 관통하는 혈관 내로 형광 표지 프로브를 주입함으로써 달성 될 수 있다. 형광 물질을 유도하기에 적합한 파장을 갖는 입사광이 조직 상으로 유도되고 그 결과 형광은 형광 현미경과 같은 광 검출기에 의해 기록된다. 입사광에 대한 최적의 파장은 특정 형광단 및 여기 과정에 따라 달라진다. 전형적으로 입사 파장은 약 400 nm 내지 약 1800 nm의 범위의 파장을 포함한다. In the fluorescence microscopy, the tissue is labeled with a fluorescent biomarker. This can be accomplished, for example, by injecting a fluorescently labeled probe into a blood vessel that penetrates the tissue. Incident light having a wavelength suitable to induce the fluorescent material is directed onto the tissue and the resulting fluorescence is recorded by a light detector such as a fluorescence microscope. The optimal wavelength for incident light depends on the particular fluorophore and the excitation process. Typically the incident wavelength comprises a wavelength in the range of about 400 nm to about 1800 nm.

상기 광 간섭성 단층촬영 기술에서 이미징은 조직으로부터 후방 산란된 에코 시간 지연 및 강도를 측정함으로써 수행된다. 이와 같이, 광 간섭성 단층촬영 이미지는 단면 평면 또는 조직 부피에서의 광학 후방 산란의 차이를 나타낸다. 광 간섭성 단층촬영 이미징은 빛의 일부가 상이한 광학 특성을 갖는 구조물 및 상이한 구조물 사이의 경계로부터 후방 반사되는 조직 상으로 입사광의 빔을 지향시킴으로써 수행된다. In the optical coherence tomography technique, imaging is performed by measuring echo time delay and intensity backscattered from tissue. As such, optical coherence tomography images exhibit differences in optical backscattering in the cross-sectional plane or tissue volume. Optical coherence tomography imaging is performed by directing a beam of incident light onto a structure where some of the light has back optical reflections from a structure having different optical properties and a boundary between the different structures.

전형적으로, 입사광은 약 700 nm 내지 약 1 mm 범위의 파장을 갖는 전자기 스펙트럼의 적외선 영역 내의 파장을 갖는 단파광 또는 간섭 길이가 짧은 지속파 광이다. 조직의 여러 구조의 모양과 치수는 에코 측정을 통해 결정된다.Typically, incident light is shortwave light or short-wave interference light with a wavelength in the infrared region of the electromagnetic spectrum having a wavelength in the range from about 700 nm to about 1 mm. The shape and dimensions of the various structures in the tissue are determined by echo measurements.

상기 자기공명 영상은 자기장 및 전기장을 사용하여 신체의 장기 이미지를 생성한다. 신체를 이루는 각 물질이 자기장에 반응하는 정도(자화율)가 다른점을 이용하여 영상으로 구분해 내는데, 그래핀을 이루는 탄소는 신체를 이루는 수분(H2O), 수소(H) 등과 자화율에서 큰 차이가 없어 MRI영상에서도 투명하게 나타난다. 반면 대부분의 금속은 자화율이 크기 때문에 MRI영상에서 큰 이미지 왜곡을 가져온다. The magnetic resonance image generates an organ image of the body using a magnetic field and an electric field. The difference in the degree of susceptibility (magnetic susceptibility) of each substance to the body to the magnetic field is divided into images, and the carbon of graphene is large in the moisture (H 2 O), hydrogen (H), etc. There is no difference and it appears transparent in MRI image. On the other hand, most metals have a large susceptibility, resulting in large image distortion in MRI images.

상기 컴퓨터 단층촬영 기술은 X-선 측정 값을 컴퓨터로 처리 한 조합을 사용하여 특정 영역에 단층 이미지를 생성함으로써 생체 내부를 볼 수 있게 한다. MRI영상화 유사하게 그래핀을 이루는 탄소 성분은 X-선에 대한 반응이 생체 구성 요소와 비슷하여 금속과 달리 영상 왜곡을 최소화 할 수 있다. The computed tomography technique uses a computer-processed combination of X-ray measurements to generate a tomographic image in a specific area so that the inside of the living body can be viewed. MRI Imaging Similarly, the carbon component of graphene has a similar response to X-rays, so it can minimize image distortion unlike metals.

본 발명에 따른 투명하고 간섭이 작은 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이 및 이를 이용한 신경 신호 검출 방법을 이용하여 본 발명은 신경 질환과 연관된 환자 및 병원뿐만 아니라 두뇌 및 신경과학 연구자들에게 새로운 연구 도구를 제공할 수 있고, 척추, 관절, 근육 등 다양한 신체 부위에 적용이 가능하여 향후 시신경 검사 센서, 당뇨 측정 센서, 신경전달물질 센서 연구 등으로의 응용이 가능하다. Using the transparent and low-interference deep brain stimulation transparent electrode array and neural signal detection method using the same according to the present invention, the present invention will provide new research tools to brain and neuroscience researchers as well as patients and hospitals associated with neurological diseases. In addition, it can be applied to various body parts such as spine, joint, muscle, etc., so that it can be applied to optic nerve examination sensor, diabetes measurement sensor, and neurotransmitter sensor research.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

[제조예 1: 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이 제조]Preparation Example 1: Manufacture of Deep Brain Stimulation Transparent Electrode Array

하기 표 1의 재료를 이용하여 하기의 실시예 및 비교예에 따른 전극 사이트를 제조하였다. 제조된 전극 사이트를 이용하여 도 2의 뇌 심부 자극 전극 어레이를 제조하였다. 광섬유를 포함하는 실시예 1은 도 4에 도시된 바와 같다. The electrode sites according to the following examples and comparative examples were prepared using the materials of Table 1 below. The prepared deep brain stimulation electrode array of FIG. 2 was manufactured using the prepared electrode site. Embodiment 1 including an optical fiber is as shown in FIG.

실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 비교예4Comparative Example 4 전극 사이트 재료
(두께)
Electrode site materials
(thickness)
그래핀Graphene 텅스텐
(100㎛)
tungsten
(100 μm)
텅스텐
(50㎛)
tungsten
(50 μm)
백금
(100㎛)
platinum
(100 μm)
백금-이리듐
(127㎛)
Platinum-Iridium
(127 μm)
광섬유Fiber optic XX XX XX XX

[실험예 1: 가상 두뇌 및 동물 실험]Experimental Example 1: Virtual Brain and Animal Experiment

주입된 신경 전극에 의한 MRI 영상 왜곡을 평가하기 위하여 아가로스 겔을 이용한 가상 두뇌(Phantom brain)를 만들어 MRI 연구를 수행하였다. 가상 두뇌에 상기 제조예 1에서 제조한 전극 어레이를 주입하여 자화율에 따른 MRI 영상 왜곡 정도의 차이를 비교하여 도 6 및 7에 나타내었다. In order to evaluate the MRI image distortion caused by the injected neural electrode, a Phantom brain using agarose gel was made and an MRI study was performed. 6 and 7 compare the difference in the degree of distortion of the MRI image according to the susceptibility by injecting the electrode array prepared in Preparation Example 1 into the virtual brain.

도면을 살펴보면, 기존 신경전극으로 많이 사용되는 텅스텐(비교예 1, 2), 백금(비교예 3), 백금-이리늄(비교예 4) 등과 비교 했을 때 그래핀과 광섬유의 조합(실시예 1)은 1.5T MRI영상에서 거의 보이지 않을 정도로 영상 왜곡이 없음을 확인할 수 있었다. 이는 그래핀 투명 전극-광섬유 조합의 광학적, 전기적 신호 검출 능력에 더해 저왜곡 의료영상을 제공함으로써 정밀한 의료진단에 도움될 것으로 예상된다. Looking at the drawings, a combination of graphene and optical fiber (Example 1) when compared to tungsten (Comparative Examples 1, 2), platinum (Comparative Example 3), platinum-irinium (Comparative Example 4) and the like that are commonly used as a conventional nerve electrode ) Showed no image distortion so that it was hardly visible in 1.5T MRI images. In addition to the optical and electrical signal detection capability of the graphene transparent electrode-optic fiber combination, it is expected to assist in accurate medical diagnosis by providing low distortion medical images.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of right.

1000: 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이
100: 투명 그래핀 신경전극
110: 기판 120: 전극 사이트
121: 그래핀 시트 130: 전기전도성 콘택트
140: 인터커넥터 141: 전극 사이트 전기신호 전달 회로
142: 콘택트 전기신호 전달 회로 150: 오버레이어
200: 광섬유
201: 코어 202: 접착제층
203: 클래딩
1000: deep brain stimulation transparent electrode array
100: transparent graphene nerve electrode
110: substrate 120: electrode site
121: graphene sheet 130: electrically conductive contact
140: interconnector 141: electrode site electrical signal transmission circuit
142: contact electrical signal transmission circuit 150: overlayer
200: optical fiber
201: core 202: adhesive layer
203: cladding

Claims (7)

투명 그래핀 신경전극; 그리고 광섬유를 포함하고,
상기 투명 그래핀 신경전극은 생체적합성 유전체 기판, 상기 기판 위의 한쪽에 배치되며 그래핀 시트를 포함하는 복수의 전극 사이트, 상기 기판 위의 다른 한쪽에 배치되는 복수의 전기전도성 콘택트, 및 상기 전극 사이트와 콘택트를 연결하는 전기전도성 인터커넥터를 포함하는 것인
뇌 심부 자극 투명 전극 어레이.
Transparent graphene neurons; And include optical fiber,
The transparent graphene neural electrode is a biocompatible dielectric substrate, a plurality of electrode sites disposed on one side of the substrate and including a graphene sheet, a plurality of electrically conductive contacts disposed on the other side of the substrate, and the electrode sites. Including an electrically conductive interconnect connecting the contact with the
Deep brain stimulation transparent electrode array.
제1항에 있어서,
상기 광섬유는 상기 투명 그래핀 신경전극의 기판 아래에 접합되는 것인 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이.
The method of claim 1,
The optical fiber is deep brain stimulation transparent electrode array is bonded below the substrate of the transparent graphene nerve electrode.
제1항에 있어서,
상기 투명 그래핀 신경전극은 상기 광섬유를 둘러싼 형태로 배치되는 것인 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이.
The method of claim 1,
The transparent graphene nerve electrode is deep brain stimulation transparent electrode array that is disposed in the form surrounding the optical fiber.
제1항에 있어서,
상기 투명 그래핀 신경전극과 상기 광섬유는 폴리디메틸실록산 (Polydimethylsiloxane), 폴리이미드(Polyimide) 및 실릴화폴리우레탄 (Silylated polyurethanes)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 접착제에 의하여 접착되는 것인 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이.
The method of claim 1,
The deep graphene nerve electrode and the optical fiber are adhered by any one adhesive selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyimide, and silylated polyurethanes Transparent electrode array.
제1항에 있어서,
상기 투명 그래핀 신경전극의 한쪽 끝 길이는 상기 광섬유의 한쪽 끝 길이 보다 길고,
상기 투명 그래핀 신경전극의 한쪽 끝이 상기 광섬유의 한쪽 끝을 향하여 접혀져 상기 투명 그래핀 신경전극 전극 사이트의 일부 또는 전부가 상기 광섬유의 한쪽 끝을 덮는 것인 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이.
The method of claim 1,
One end length of the transparent graphene neural electrode is longer than one end length of the optical fiber,
One end of the transparent graphene neural electrode is folded toward one end of the optical fiber so that some or all of the transparent graphene neural electrode electrode site covers one end of the optical fiber deep brain stimulation transparent electrode array.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 이용한 신경 신호 검출 방법. Neural signal detection method using a deep brain stimulation transparent electrode array according to any one of claims 1 to 5. 제6항에 있어서,
전기적으로 활성인 생물학적 조직 상에 상기 뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 삽입하는 단계; 및
전극 부위의 신경 조직에서 신경 세포에 의해 생성된 신경 반응을 기록하는 단계를 포함하는
뇌 심부 자극 투명 전극 어레이를 이용한 신경 신호 검출 방법.
The method of claim 6,
Inserting the brain deep stimulation transparent electrode array on electrically active biological tissue; And
Recording neural responses produced by nerve cells in neural tissue at the electrode site;
Neural signal detection method using deep brain stimulation transparent electrode array.
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