科技日報記者 羅云鵬

記者18日從中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉，該院多個科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合東華大學(xué)團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)如頭發(fā)絲般纖細(xì)、柔軟可拉伸、可自由驅(qū)動的神經(jīng)纖維電極——“神經(jīng)蠕蟲”（NeuroWorm）。該研究首次提出腦機(jī)接口“動態(tài)電極”的新范式，打破植入式電極的“靜態(tài)”傳統(tǒng)，為腦機(jī)接口電極的研究與應(yīng)用開辟新方向。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》上。

在腦機(jī)接口等神經(jīng)接口系統(tǒng)中，電極是連接電子設(shè)備和生物神經(jīng)系統(tǒng)的核心界面?zhèn)鞲衅?。然而，?dāng)前植入式電極均為“靜態(tài)”，且植入后只能“固定位置、局限采集”，制約著腦機(jī)接口的應(yīng)用和發(fā)展。

科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過五年攻關(guān)，通過超薄柔性薄膜的制備、導(dǎo)電圖案設(shè)計、薄膜電極的卷曲、軟硬接口設(shè)計和制造等多個精細(xì)步驟，開發(fā)出直徑僅196微米，柔軟可拉伸，且能容納60個獨(dú)立信號通道的神經(jīng)纖維電極。

為讓該神經(jīng)纖維電極“動起來”，科研團(tuán)隊(duì)通過結(jié)合高精度磁控系統(tǒng)和即時影像追蹤技術(shù)，使其能夠在兔子大腦內(nèi)自主調(diào)控前進(jìn)方向，并能穩(wěn)定記錄高質(zhì)量生物電信號。

科研團(tuán)隊(duì)利用微創(chuàng)植入技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)神經(jīng)纖維電極在大鼠腿部肌肉內(nèi)穩(wěn)定工作超過43周。植入13個月后，其周圍形成的纖維包裹層厚度平均不足23微米，周圍組織的細(xì)胞凋亡率與正常組織相當(dāng)。相比之下，傳統(tǒng)不銹鋼絲電極在相同條件下包裹層厚度超過451微米，且伴隨有顯著的細(xì)胞凋亡反應(yīng)。

不僅如此，在外部磁場的操控下，神經(jīng)纖維電極不僅能在肌肉表面實(shí)現(xiàn)游走，而且還可在植入后的一周內(nèi)，每天變換位置進(jìn)行監(jiān)測。

（科研團(tuán)隊(duì)供圖）