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記者近日獲悉，北京腦科學(xué)與類腦研究所資深研究員、智冉醫(yī)療創(chuàng)始人方英領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)成功研制出一款兼具高通量信號采集與生物力學(xué)順應(yīng)性的可拉伸柔性電極，該技術(shù)解決了腦機(jī)接口技術(shù)中傳統(tǒng)柔性電極在應(yīng)對大腦動態(tài)運(yùn)動時易移位、易脫出的瓶頸問題，為侵入式腦機(jī)接口技術(shù)的長期穩(wěn)定性提供了底層解決方案。該成果于2月5日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·電子學(xué)》（Nature Electronics）上。

侵入式腦機(jī)接口技術(shù)被業(yè)界認(rèn)為是高帶寬人機(jī)交互的終極方向。馬斯克創(chuàng)辦的Neuralink公司于2024年年初完成首例人體植入后不久，高達(dá)85%的柔性電極絲從該患者的腦組織中脫出。電極脫出不僅會直接降低腦電信號采集的數(shù)量與精度，還可能引起腦組織炎癥反應(yīng)。而這也是侵入式腦機(jī)接口的共性難題——面對大腦的動態(tài)運(yùn)動，傳統(tǒng)的線性電極無法實(shí)時地順應(yīng)腦組織的變化，容易發(fā)生電極移位，甚至從腦組織中脫出。

為解決這一困擾行業(yè)的難題，方英團(tuán)隊(duì)提出一種新型的高通量“可拉伸”電極架構(gòu)，其不僅可動態(tài)跟隨大腦運(yùn)動，且其拉伸所需力度僅為Neuralink線性電極的1/100，這意味著可拉伸柔性電極對腦組織的機(jī)械損傷更低，可極大程度減少傳統(tǒng)線性電極引發(fā)的免疫反應(yīng)和膠質(zhì)斑痕。

以獼猴為試驗(yàn)對象開展的研究結(jié)果表明，可拉伸柔性電極能夠?qū)崿F(xiàn)獼猴大腦中的長期穩(wěn)定記錄；在植入256通道該電極后，團(tuán)隊(duì)成功采集到257個單神經(jīng)元信號，并實(shí)現(xiàn)了對大腦運(yùn)動意圖的高精度解碼。在植入1024通道該電極后，團(tuán)隊(duì)捕獲到大規(guī)模、高質(zhì)量的神經(jīng)元信號。

“這項(xiàng)工作攻克了生物電子器件在腦內(nèi)植入的一系列核心問題，有效解決了由于腦組織在顱內(nèi)的大幅運(yùn)動引起的電極移位及炎癥反應(yīng)，最大程度降低了對腦組織的植入損傷，并顯著縮短了手術(shù)操作時間?！彪s志審稿人認(rèn)為，“這種新型的超柔性神經(jīng)電極陣列技術(shù)，為應(yīng)對大規(guī)模、長期神經(jīng)接口的挑戰(zhàn)提供了新的解決方案，充分展現(xiàn)了其在提升腦機(jī)接口性能方面的巨大潛力。”

該研究成果有望為我國侵入式腦機(jī)接口技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模臨床應(yīng)用解決關(guān)鍵障礙。隨著技術(shù)迭代與臨床落地穩(wěn)步推進(jìn)，我國有望在侵入式腦機(jī)接口全球競爭中搶占核心話語權(quán)，以技術(shù)優(yōu)勢引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，以前沿科技賦能人民健康。