薄くて曲げられる多点micro-LEDアレイ極薄フィルムで脳に光照射

March, 22, 2022, 豊橋--豊橋技術科学大学 電気・電子情報工学系の関口寛人准教授と獨協医科大学 先端医科学統合研究施設 大川宜昭准教授、沖縄科学技術大学院大学 知覚と行動の神経科学ユニット 福永泉美准教授らは、脳を覆うように柔軟に取り付けができ、多点に配置したmicro-LEDで脳の特定部位を狙って光を照射できるフレキシブルフィルムを開発した。

近年、光遺伝学的手法を利用して、生体の外部から光のみを当てることで、神経細胞の活動を制御することが可能になっている。この手法では光を照射するデバイスが必要になるが、脳などの組織全体を覆うように取り付けて、目的の神経細胞のみに光を当て、その活動を自在に光操作できる生体埋め込み型の光デバイスはなかった。

このデバイスの実現には、薄さと軽さ、柔軟性を持たせるために、厚さ数マイクロメートルのLED層のみを、極薄の生体適合性フィルム上に高精度で配置する技術の確立が必要だった。今回､研究グループは、(1)高密度かつ微細にmicro-LEDの中空構造を形成する技術、(2)熱剥離シートの適用による精度の高い一括転写技術の双方を確立し、薄くて軽く、曲げても光を照射する性能が低下しない多点micro-LEDアレイ極薄フィルムを開発した。開発されたデバイスは、神経活動と行動や疾患との因果関係に裏打ちされた脳情報の包括的な理解を目指す、新しい神経科学研究の開拓への応用が期待される。

研究成果は、Applied Physics Expressにオンライン掲載される。