新型“神經觸手”探針剛柔可調
陸成寬
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記者9月8日從中國科學院半導體研究所獲悉，該所聯(lián)合其他單位科研人員，在柔性侵入式腦機接口器件植入研究方面取得重要進展，成功研發(fā)出一種剛柔可調的“神經觸手”探針，將植入損傷降低超74%。相關論文在線發(fā)表于《先進科學》。
在腦機接口和神經科學快速發(fā)展的當下，柔性神經電極因其出色的生物相容性以及與腦組織的良好機械匹配度，被視為實現長期穩(wěn)定神經信號采集的理想技術路徑。相比傳統(tǒng)剛性電極，這種柔軟的探針能顯著減少植入過程對腦組織的物理損傷，有效抑制植入后的炎癥反應，并延長其在生物體內穩(wěn)定工作的時間，展現出巨大應用潛力。
“然而，由于材質過于柔軟，柔性神經電極在缺乏外部剛性支撐的情況下，難以穿透致密的腦組織并到達目標區(qū)域。這一棘手的植入難題，成為阻礙柔性電極走向實際應用的核心瓶頸。”論文共同通訊作者、中國科學院半導體研究所研究員裴為華說。
為了解決這個“植入難”問題，科研人員研發(fā)出一種名為“神經觸手”的新型探針。這種探針里藏著一個微小的液壓系統(tǒng)，在植入階段，它會像氣球充氣般變得足夠剛硬，能精準穿刺腦組織；植入到位后，它則恢復柔軟狀態(tài)，適應腦組織微環(huán)境?！斑@個巧妙的設計實現了兩個關鍵目標：一是植入時對大腦的傷害很小，二是能長期穩(wěn)定地記錄高質量神經信號。”論文共同第一作者、中國科學院半導體研究所博士王陽說。
實驗證明，與傳統(tǒng)微針導入植入方法相比，“神經觸手”探針將植入造成的損傷降低了74%以上，使后續(xù)慢性炎癥減輕了約40%。此外，在長期的小鼠實驗中，這種新型探針記錄到的神經信號始終清晰穩(wěn)定，捕捉到的有效神經元信號數量和質量都強于普通柔性電極。
