NAP 3.0 kutatási téma címe:
Intrakortikális infravörös neuromoduláció szabadon viselkedő rágcsáló modellben
Tervezett kutatás leírása:
Az infravörös neuromoduláció egy olyan vizsgálati módszer, ill. terápiás lehetőség, mely során a besugárzott sejtek aktivitását, genetikai beavatkozás nélkül – sejttípustól és megvilágítási paraméterektől függően – serkenthetjük vagy gátolhatjuk. A kutatási projekt egyik kiemelt célja, hogy a módszer hosszú távú hatásainak vizsgálatához egy szabadon mozgó kisállatmodellben alkalmazható multimodális (egyidejű optikai stimulációt és elektrofiziológiai elvezetést biztosító) mikroeszközt hozzon létre, továbbá validálja annak működőképességét in vivo körülmények között. Ezen felül a projekt időtartama alatt, a csoport megvizsgálja, hogy a különböző besugárzási protokollok esetén, milyen kiváltott válaszok regisztrálhatók rágcsálók kérgi rétegeiben, és mikrotechnológiai módszerekkel létrehoz egy olyan mikrooptikai komponenssel ellátott tűelektródot, mely az optikai teljesítmény laterális kicsatolását, így egyedi kérgi rétegek címzését is lehetővé teszi. Végül krónikus kísérletekben a megvalósított hardveregyüttessel az infravörös neuromoduláció hosszú távú stabilitását, és biztonságosságát vizsgálja.
Kutatócsoportvezető rövid bemutatása:
Fekete Zoltán, PhD, villamosmérnök, fokozatát 2013-ban szerezte. Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információs Technológiai és Bionikai Karának habilitált tudományos főmunkatársa. A Természettudományi Kutatóközpont Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézetének tudományos munkatársa. Szakterülete a mikrogépészeti eljárásokkal készült agy-gép interfészek megvalósítása, vizsgálata, és in vivo alkalmazása. A Nemzeti Agykutatási Program csoportalapítási támogatásával tért haza 2015-ben a Freiburgi Egyetem Insitut für Mikrosystemtechnik intézetéből. Azóta vezeti az Implantálható Mikrorendszerek Kutatócsoportot, kezdetben az Energiatudományi Kutatóközpont majd a PPKE ITK berkeiben. 12 hazai és nemzetközi kutatási pályázatot nyert el témavezetőként. Kutatómunkáját 45 referált nemzetközi folyóiratban publikálta, melyek összegzett impakt faktora 191, s melyekre több mint 700 független hivatkozást kapott. Témavezetésével négy PhD hallgató szerzett fokozatot és több mint 25 egyetemi hallgató védte meg diplomamunkáját. Kutatásait az Alexander von Humboldt Alapítvány három alkalommal is támogatta, továbbá itthon az MTA Bolyai János Kutatási Ösztöndíjával is elismerték.
Kutatócsoport saját honlapjának elérhetősége:
www.neuromems.hu
Kulcsszavak:
agy-gép interfészek, mikrotechnológia, mikroimplantátumok, infravörös neuromoduláció
Témához kapcsolódó releváns publikációk:
Á. Cs. Horváth, S. Borbély, F. Mihók, P. Fürjes, P. Barthó, Z. Fekete, Histological and electrophysiological evidence on the safe operation of a sharp-tip multimodal optrode during infrared neuromodulation of the rat cortex, SCIENTIFIC REPORTS 12 (2022) 11434
Á. C. Horváth, Ö. C. Boros, L. Komáromi, S. Borbély, P. Koppa, P. Barthó, Z. Fekete, Infrared neural stimulation and inhibition using an implantable silicon photonic microdevice, MICROSYSTEMS & NANOENGINEERING 6 (2020) 44
Fekete, Á. C. Horváth, A. Zátonyi, Infrared neuromodulation: a neuroengineering perspective, JOURNAL OF NEURAL ENGINEERING 17 (2020) 051003
Á. Cs. Horváth, Ö. Cs. Boros, Sz. Beleznai, Ö. Sepsi, P. Koppa, Z. Fekete, A multimodal microtool for spatially controlled infrared neural stimulation the deep brain tissue, SENSORS & ACTUATORS B-CHEMICAL 263 (2018) 77-86
Z. Fekete, M. Csernai, K. Kocsis, Á. Cs. Horváth, A. Pongrácz, P. Barthó, Simultaneous in vivo recording of local brain temperature and electrophysiological signals with a novel neural probe, JOURNAL OF NEURAL ENGINEERING 14 (2017) 034001