神经元尺度全凝胶电极阵列实现长期脑电信息记录
文章导读
你是否在为植入式神经接口的免疫排斥、信号衰减而苦恼？大多数硬质电极只能硬碰硬，长期会诱发胶质增生，记录质量急速下降。最新研究打造的全水凝胶电极阵列，直径匹配神经元尺寸，随组织形变共形贴合，六个月无免疫干扰、数万次循环仍保持高导电性。它兼具超高电荷存储与安全调控，或许能颠覆你对长期脑电记录的认知。想知道这种仿生“软”接口究竟如何实现真正的无创长期监测吗？
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植入式神经接口是脑科学研究的核心变革技术，如何解决免疫排斥诱发的生物适配失效问题是该领域的研究重点。
近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究设计出与神经元细胞尺寸、力学、含水及三维拓扑高度匹配的全水凝胶电极体系，并成功将PEDOT:PSS水凝胶纤维直径精准调控至神经元尺度。
研究证实，该水凝胶电极能够随组织形变实现共形贴合，几乎不产生剪切损伤，展现出优异的动态软组织适配能力，在生理环境中可长期保持高导电稳定性。其拥有超高的电荷存储容量与电荷注入容量，在数万次电化学循环后性能衰减微弱，可同时胜任高质量神经信号记录与安全神经调控的双重功能。
该全水凝胶电极阵列植入小鼠运动皮层16周后，小鼠未引发明显的胶质增生与免疫炎症反应，周围神经元分布正常，展现出极致的生物相容性。在连续6个月的单神经元追踪中，电极成功实现了无免疫干扰、高保真、超长期的慢性神经活动记录，为下一代植入式神经界面提供了全新范式。
该工作聚焦高生物相容性水凝胶神经界面的开发与优化，为突破水凝胶电极器件在微纳加工、电学性能及体内长期稳定性方面的技术瓶颈，提供了创新思路与可行方案。
相关研究成果发表在《物质》（Matter）上。研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、江苏省自然科学基金的支持。
水凝胶电极阵列的设计思路与多维仿生特性
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