Нейроинтерфейс, сформированный с помощью 3D микро- нанопечати

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-19-00694

НазваниеНейроинтерфейс, сформированный с помощью 3D микро- нанопечати

Руководитель Принц Виктор Яковлевич, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-711 - Методы наноструктурирования (нанолитография и сопутствующие процессы)

Ключевые слова нейроинтерфейс, 3D микро- нанопечать, сенсор

Код ГРНТИ29.19.22, 76.03.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Изучение информационно-когнитивного функционирования больших нейронных ансамблей является глобальной фундаментальной задачей современной науки. Нейронные ансамбли демонстрируют коллективную электрическую активность и коммуникативные способности передачи электрических сигналов по нейросети, что, по современным представлениям, является основой информационного процессинга в нейронных популяциях. В основе электрической активности, демонстрируемой нейронными ансамблями, лежат физические процессы “разряда” нейронов через трансмембранные ионные каналы. При открытии локализованного ионного канала становится возможным переток ионов через мембрану, что приводит к локальному изменению концентрации ионов вблизи канала и, как следствие, к возмущению локального электрического поля и потенциала (Buzsaki, 2012). Изменения потенциала вблизи мембраны нейрона при активации ионного канала имеют характерный вид импульсных сигналов (спайков) миллисекундного временного диапазона. Экспериментальное исследование пространственно-временной динамики электрической активности больших нейронных ансамблей является необходимым базовым уровнем изучения механизмов кодирования и обработки информации мозгом. Измерение электрической активности нейронных ансамблей может служить экспрессным методом выявления нейротоксичности. Микроэлектродные системы прямой регистрации действующего потенциала позволяют наблюдать электрическую активность нейросети с временным разрешением субмиллисекундного диапазона, а также возбуждать активность нейросети электрическими стимулами сложного пространственно-временного шаблона. Более того, нейроинтерфейсы на основе электрических сигналов наиболее просто могут быть интегрированы в сложные микроэлектронные системы сбора и обработки данных и могут быть использованы в целях реабилитационного нейропротезирования. В настоящее время сенсоры и актюаторы уже играют огромную роль в нашей жизни. В ближайшем будущем роль микро – наносенсоров и актюаторов существенно увеличится. Так для реализации концепции интернет вещей (internet of things) необходимы будут триллионы различных сенсоров. В связи с этим в настоящее время огромный интерес прикован к возможностям 3D печати в области формирования сенсоров и актюаторов. Изучение информационно-когнитивного функционирования больших нейронных ансамблей является глобальной фундаментальной задачей современной науки. Проблемой является создание нейроинтерфейсов. В проекте с помощью 3D микро- нанопечати будет представлен вариант решения проблемы нейроинтерфейса.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Принц В.Я., Мутилин С.В., Яковкина Л.В., Гутаковский А.К., Комонов А.И. Tip-based ultra-low-power VO2 nanodevices Nano Letters (год публикации - 2019)

2. Принц В.Я Физика и технология полупроводниковых и гибридных наноструктур:тенденции развития, практические применения XIV Российская конференция по физике полупроводников, стр. 35 (год публикации - 2019)

3. Мутилин С.В., Принц В.Я., Яковкина Л.В., Гутаковский А.К., Селезнев В.А. Синтез монокристаллов VO2 на наноструктурированной поверхности Si XIV Российская конференция по физике полупроводников, стр. 431 (год публикации - 2019)

4. Мутилин С.В., Принц В.Я., Яковкина Л.В., Гутаковский А.К. Синтез методом CVD нанокристаллов VO2 на 3D наноструктурах Актуальные проблемы полупроводниковых наносистем, стр. 85 (год публикации - 2019)

5. Мутилин С.В., Принц В.Я., Яковкина Л.В., Селезнев В.А., Гутаковский А.К. Упорядоченный массив вертикальных нанопроволок VO2 на наноструктурированной поверхности Si Фотоника, стр. 28 (год публикации - 2019)

6. Принц В.Я., Мутилин С.В., Яковкина Л. В.,Гутаковский А.К., Комонов А.И., A new approach to the fabrication of VO2 nanoswitches with ultra-low energy consumption, Nanoscale, Том: 12 Выпуск: 5 Стр.: 3443-3454 (год публикации - 2020)
10.1039/c9nr08712e

7. Голод С.В., Гайдук А.Е., Куруч Н.Н., Кубарев В.В., Принц В.Я. 3D micro/nanoshaping of metal strip arrays by direct imprinting for chiral metasurfaces Nanotechnology, Том: 31 Выпуск: 43 Номер статьи: 435302 (год публикации - 2020)
10.1088/1361-6528/aba46c

8. Мутилин С.В., Принц В.Я., Яковкина Л.В., Гутаковский А.К. Selective MOCVD synthesis of VO2 crystals on nanosharp Si structures CrystEngComm (год публикации - 2020)
10.1039/D0CE01072C

9. Иванов А.И.,Принц В.Я., Антонова И.В., Гутаковский А.К. Resistive switching on individual V2O5 nanoparticles encapsulated in fluorinated graphene films Physical Chemistry Chemical Physics., 23, pp. 20434-20443 (год публикации - 2021)
10.1039/d1cp02930d

Публикации