哈佛大学研发新型互补金属氧化物半导体芯片

2月11日，哈佛大学研究团队在“Nature”发文，成功研发了一种互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片，该芯片上内含4,096个微孔电极阵列，能够记录多个神经细胞间的电活动。

神经元细胞内记录技术的大规模并行应用，使科学家能够测量整个神经元网络中的突触信号，进而对突触连接进行详尽的映射和特征描述。然而，迄今为止，最先进的记录技术也仅能绘制约300个突触连接。基于此，研究团队成功研发了一款基于互补金属氧化物半导体芯片的4,096铂/铂黑微孔电极阵列，专门用于并行细胞内记录，以实现更全面的突触连接映射。该阵列的微孔－神经元界面与芯片内置的电流钳制电路相结合，在大鼠神经元培养实验中达到了90%的平均细胞内耦合效率，从而获取了包含大量突触信号的全网络细胞内记录数据。基于这些数据，团队成功地从超过2,000个神经元中解析出70,000余个可能的突触连接，并进一步将它们细分为电突触连接、抑制性化学突触连接、弱/无事件兴奋性化学突触连接以及强/有事件兴奋性化学突触连接，整体估计误差率仅为5%左右。该研究突破性的突触连接映射规模及其特征分析能力，为未来迈向大规模神经元网络的功能连接映射奠定了坚实基础。