柔性侵入式脑机接口器件植入研究取得进展

文章导读

你是否想过，一种能像“神经触手”一样自由变硬变软的脑机接口，正在破解植入损伤与长期信号失稳的百年难题？传统柔性电极因太软难植入，刚性电极又损伤脑组织，而中国科学家首创的刚柔可调探针，通过微型液压系统实现植入时变硬、入脑后变软，无需辅助工具即可精准穿刺。实验证明，其急性损伤降低74%，慢性免疫反应减少40%，长期信号质量远超传统电极。这项发表于《先进科学》的研究，或将彻底改写脑机接口的发展路径。

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柔性神经电极凭借优异的生物相容性与机械匹配性，被学界认为是实现长期稳定采集神经信号的理想选择。相较于传统刚性电极，柔性探针能有效减少脑组织损伤、抑制炎症反应、延长在体寿命。然而，由于自身刚度较低，这类探针在缺乏额外支撑的情况下难以穿透脑组织。因此，植入难题成为制约柔性电极推广应用的关键瓶颈。

针对上述问题，中国科学院半导体研究所研究员裴为华团队联合心理研究所研究员梁璟团队，研发出刚柔可调的“神经触手”式神经探针。该探针通过微型液压系统调控内部压力，能在插入阶段变得刚硬，并精准穿刺脑组织，且植入完成后可恢复柔软状态，以适应脑组织微环境。这一方案在无需借助硬质导入工具的情况下，实现了低损伤植入与长期高质量神经信号记录的双重目标。实验证实，相较于传统方法，该技术可显著降低急性损伤超74%、减轻慢性免疫反应约40%，且在小鼠长期在体记录中始终保持优异的神经元信号质量与信噪比，信号通道的功能性和单位数量均显著优于对照组。

该研究为柔性电极实用化应用迈出了关键一步，并为下一代微创神经接口技术提供了新的解决方案。

近日，相关研究成果以Stiffness-tunable Neurotentacles for Minimally Invasive Implantation and Long-Term Neural Activity Recordings为题，发表在《先进科学》（Advanced Science）上。

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