Nano-elektronica onderzoekscentrum imec heeft samen met KU Leuven en Neuro-Electronics Research Flanders (NERF) een serie neurale silicium-probes ontwikkeld waarin 12 monolithisch geïntegreerde optrodes zijn gecombineerd door middel van een CMOS-compatibel proces. De probes maken het mogelijk om optische stimulatie en elektronische detectie uit te voeren op individuele neuronen op basis van optogenetische technieken. De probes maken de weg vrij voor een beter begrip van de hersenen en naar nieuwe behandelmethodes voor hersenaandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, schizofrenie, autisme en epilepsie.

De momenteel beschikbare meetinstrumenten voor het detecteren van neurale activiteiten om daarmee het functioneren van de hersenen te bestuderen, hebben gewoonlijk een beperkt aantal elektrische kanalen. Bovendien is het brein samengesteld uit vele genetisch en functioneel verschillende soorten neuronen en conventionele probes kunnen de opgenomen elektrische signalen ten opzichte van de bron niet van elkaar scheiden. De nieuwe neurale probes van imec en KU Leuven zijn hier wel voor geschikt, waarmee ze het mogelijk maken om de werking van de hersenen beter te begrijpen en nieuwe behandelingsmethodes voor hersenaandoeningen te ontwikkelen.

De nieuwe probes combineren elektronica en fotonica voor het uitvoeren van uiterst gevoelige metingen. De volledig geïntegreerde implanteerbare neurale microsystemen hebben geavanceerde mogelijkheden om neurale processen op celniveau te detecteren, te verwerken en te interpreteren. De systemen zijn voorzien van een groot aantal elektroden en nanofotonische circuits (optrodes). Zulke optrodes worden gebruikt om aparte neuronen optisch te stimuleren met behulp van optogenetica, een technologie waarbij neuronen genetisch worden gemodificeerd om ze lichtgevoelig en dus gevoelig voor stimulatie door middel van lichtpulsen te maken.