Polymer Fiber Probes Enable Optical Control of Spinal Cord and Muscle Function in Vivo

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 42, 2014, Pages 6594-6600

  Lu, Chi ^a,b   Froriep, Ulrich P ^b   Koppes, Ryan A ^b   Canales, Andres ^a   Caggiano, Vittorio ^c   Selvidge, Jennifer ^a   Bizzi, Emilio ^c   Anikeeva, Polina ^a  

^a Massachusetts Institute of Technology Cambridge   (United States)

^b MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

Author keywords

biomedical optics; flexible fiber; neural interfaces; polymer optoelectronics; spinal cord stimulation

Indexed keywords

BRAIN; FIBERS; FUNCTIONAL POLYMERS; LIGHT; NEURONS; POLYMERS; PROBES;

BIOMEDICAL OPTICS; FLEXIBLE FIBERS; NEURAL INTERFACES; POLYMER OPTOELECTRONICS; SPINAL CORD STIMULATION;

LIGHT TRANSMISSION;

EID: 85027923836     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201401266     Document Type: Article

References (44)

1. E. Pierrot-Deseilligny, D. Burke, The circuitry of the human spinal cord: its role in motor control and movement disorders, Cambridge University Press, 2005.
2. D. Debanne, E. Campanac, A. Bialowas, E. Carlier, G. Alcaraz, Physiol. Rev. 2011, 91, 555.
3. S. Grillner, T. M. Jessell, Curr. Opin. Neurobiol. 2009, 19, 572.
4. S. Thuret, L. D. Moon, F. H. Gage, Nat. Rev. Neurosci. 2006, 7, 628.
5. J. Schouenborg, M. Garwicz, N. Danielsen, Brain Machine Interfaces: Implications for Science, Clinical Practice and Society 2011, 194, 47.
6. V. R. Edgerton, S. Harkema, Expert Rev. Neurother. 2011, 11, 1351.
7. S. E. Mondello, M. R. Kasten, P. J. Horner, C. T. Moritz, Front. Neurosci. 2014, 8, 21.
8. O. Yizhar, L. E. Fenno, T. J. Davidson, M. Mogri, K. Deisseroth, Neuron 2011, 71, 9.
9. F. Zhang, A. M. Aravanis, A. Adamantidis, L. de Lecea, K. Deisseroth, Nat. Rev. Neurosci. 2007, 8, 577.
10. R. Pashaie, P. Anikeeva, J. Lee, R. Prakash, O. Yizhar, IEEE Rev. Biomed. Eng. 2014, 7, 3.
11. J. Zhang, F. Laiwalla, J. A. Kim, H. Urabe, R. Van Wagenen, Y. K. Song, B. W. Connors, F. Zhang, K. Deisseroth, A. V. Nurmikko, J. Neural Eng. 2009, 6, 055007.
12. J. Wang, F. Wagner, D. A. Borton, J. Zhang, I. Ozden, R. D. Burwell, A. V. Nurmikko, R. van Wagenen, I. Diester, K. Deisseroth, J. Neural Eng. 2012, 9, 016001.
13. M. Im, I.-J. Cho, F. Wu, K. D. Wise, E. Yoon, 2011 IEEE 24th Int. Conf. Micro Electro Mech. Syst. (MEMS), 2011, 1051.
14. S. Royer, B. V. Zemelman, M. Barbic, A. Losonczy, G. Buzsaki, J. C. Magee, Eur. J. Neurosci. 2010, 31, 2279.
15. P. Anikeeva, A. S. Andalman, I. Witten, M. Warden, I. Goshen, L. Grosenick, L. A. Gunaydin, L. M. Frank, K. Deisseroth, Nat. Neurosci. 2012, 15, 163.
16. B. Rubehn, S. B. Wolff, P. Tovote, A. Luthi, T. Stieglitz, Lab Chip 2013, 13, 579.
17. T. I. Kim, J. G. McCall, Y. H. Jung, X. Huang, E. R. Siuda, Y. Li, J. Song, Y. M. Song, H. A. Pao, R. H. Kim, C. Lu, S. D. Lee, I. S. Song, G. Shin, R. Al-Hasani, S. Kim, M. P. Tan, Y. Huang, F. G. Omenetto, J. A. Rogers, M. R. Bruchas, Science 2013, 340, 211.
18. M. R. Warden, A. Selimbeyoglu, J. J. Mirzabekov, M. Lo, K. R. Thompson, S. Y. Kim, A. Adhikari, K. M. Tye, L. M. Frank, K. Deisseroth, Nature 2012, 492, 428.
19. A. V. Kravitz, B. S. Freeze, P. R. Parker, K. Kay, M. T. Thwin, K. Deisseroth, A. C. Kreitzer, Nature 2010, 466, 622.
20. J. J. Letzkus, S. B. Wolff, E. M. Meyer, P. Tovote, J. Courtin, C. Herry, A. Lüthi, Nature 2011, 480, 331.
21. M. Hagglund, L. Borgius, K. J. Dougherty, O. Kiehn, Nat. Neurosci. 2010, 13, 246.
22. M. Hagglund, K. J. Dougherty, L. Borgius, S. Itohara, T. Iwasato, O. Kiehn, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 11589.
23. C. Wyart, F. Del Bene, E. Warp, E. K. Scott, D. Trauner, H. Baier, E. Y. Isacoff, Nature 2009, 461, 407.
24. W. J. Alilain, X. Li, K. P. Horn, R. Dhingra, T. E. Dick, S. Herlitze, J. Silver, J. Neurosci. 2008, 28, 11862.
25. R. J. Fiford, L. E. Bilston, J. Biomech. 2005, 38, 1509.
26. S. Cheng, E. C. Clarke, L. E. Bilston, Med. Eng. Phys. 2008, 30, 1318.
27. H. Wark, R. Sharma, K. Mathews, E. Fernandez, J. Yoo, B. Christensen, P. Tresco, L. Rieth, F. Solzbacher, R. Normann, J. Neural Eng. 2013, 10, 045003.
28. D. R. Sparta, A. M. Stamatakis, J. L. Phillips, N. Hovelso, R. van Zessen, G. D. Stuber, Nat. Protoc. 2012, 7, 12.
29. N. G. Hatsopoulos, J. P. Donoghue, Annu. Rev. Neurosci. 2009, 32, 249.
30. A. Prasad, J. C. Sanchez, J. Neural Eng. 2012, 9, 026028.
31. A. F. Abouraddy, M. Bayindir, G. Benoit, S. D. Hart, K. Kuriki, N. Orf, O. Shapira, F. Sorin, B. Temelkuran, Y. Fink, Nat. Mater. 2007, 6, 336.
32. S. Danto, Z. Ruff, Z. Wang, J. D. Joannopoulos, Y. Fink, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1095.
33. A. Yildirim, M. Yunusa, F. E. Ozturk, M. Kanik, M. Bayindir, Adv. Funct. Mater. 2014.
34. T. Izawa, S. Sudo, T. Izawa, 1987.
35. M. Aden, A. Roesner, A. Olowinsky, J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2010, 48, 451.
36. P. M. van Midwoud, A. Janse, M. T. Merema, G. M. Groothuis, E. Verpoorte, Anal. Chem. 2012, 84, 3938.
37. G. Khanarian, Opt. Eng. 2001, 40, 1024.
38. B. Bilenberg, T. Nielsen, B. Clausen, A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 2004, 14, 814.
39. K. Watanabe, T. Watanabe, H. Watanabe, H. Ando, T. Ishikawa, K. Kobayashi, IEEE Trans. Biomed. Eng. 2005, 52, 2100.
40. J. C. Williams, J. A. Hippensteel, J. Dilgen, W. Shain, D. R. Kipke, J. Neural Eng. 2007, 4, 410.
41. B. R. Arenkiel, J. Peca, I. G. Davison, C. Feliciano, K. Deisseroth, G. J., Augustine, M. D. Ehlers, G. Feng, Neuron 2007, 54, 205.
42. H. Liske, X. Qian, P. Anikeeva, K. Deisseroth, S. Delp, Sci. Rep. 2013, 3.
43. J. A. Cardin, M. Carlen, K. Meletis, U. Knoblich, F. Zhang, K. Deisseroth, L. H. Tsai, C. I. Moore, Nat. Protoc. 2010, 5, 247.
44. M. E. Llewellyn, K. R. Thompson, K. Deisseroth, S. L. Delp, Nat. Med. 2010, 16, 1161.