科技日报记者 管晶晶
记者近日获悉，北京脑科学与类脑研究所资深研究员、智冉医疗创始人方英领衔的科研团队成功研制出一款兼具高通量信号采集与生物力学顺应性的可拉伸柔性电极，该技术解决了脑机接口技术中传统柔性电极在应对大脑动态运动时易移位、易脱出的瓶颈问题，为侵入式脑机接口技术的长期稳定性提供了底层解决方案。该成果于2月5日发表在国际学术期刊《自然·电子学》（Nature Electronics）上。
侵入式脑机接口技术被业界认为是高带宽人机交互的终极方向。马斯克创办的Neuralink公司于2024年年初完成首例人体植入后不久，高达85%的柔性电极丝从该患者的脑组织中脱出。电极脱出不仅会直接降低脑电信号采集的数量与精度，还可能引起脑组织炎症反应。而这也是侵入式脑机接口的共性难题——面对大脑的动态运动，传统的线性电极无法实时地顺应脑组织的变化，容易发生电极移位，甚至从脑组织中脱出。
为解决这一困扰行业的难题，方英团队提出一种新型的高通量“可拉伸”电极架构，其不仅可动态跟随大脑运动，且其拉伸所需力度仅为Neuralink线性电极的1/100，这意味着可拉伸柔性电极对脑组织的机械损伤更低，可极大程度减少传统线性电极引发的免疫反应和胶质斑痕。
可拉伸柔性电极植入大脑后的动态运动效果
以猕猴为试验对象开展的研究结果表明，可拉伸柔性电极能够实现猕猴大脑中的长期稳定记录；在植入256通道该电极后，团队成功采集到257个单神经元信号，并实现了对大脑运动意图的高精度解码。在植入1024通道该电极后，团队捕获到大规模、高质量的神经元信号。
“这项工作攻克了生物电子器件在脑内植入的一系列核心问题，有效解决了由于脑组织在颅内的大幅运动引起的电极移位及炎症反应，最大程度降低了对脑组织的植入损伤，并显著缩短了手术操作时间。”杂志审稿人认为，“这种新型的超柔性神经电极阵列技术，为应对大规模、长期神经接口的挑战提供了新的解决方案，充分展现了其在提升脑机接口性能方面的巨大潜力。”
该研究成果有望为我国侵入式脑机接口技术从实验室走向大规模临床应用解决关键障碍。随着技术迭代与临床落地稳步推进，我国有望在侵入式脑机接口全球竞争中抢占核心话语权，以技术优势引领行业发展，以前沿科技赋能人民健康。
（图片和视频均由受访者提供）
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