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剛?cè)岵?jì)的“神經(jīng)觸手”探針成功研發(fā)

  在腦機(jī)接口與神經(jīng)科學(xué)飛速發(fā)展的今天,柔性神經(jīng)電極憑借優(yōu)異的生物相容性與機(jī)械匹配性,被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定神經(jīng)信號(hào)采集的理想選擇。相較于傳統(tǒng)剛性電極,柔性探針可有效減少腦組織損傷、炎癥反應(yīng)并延長在體壽命,展現(xiàn)出應(yīng)用前景。然而,由于自身剛度較低,這類探針在缺乏額外支撐的情況下難以穿透腦組織,植入難題成為制約柔性電極推廣應(yīng)用的瓶頸。

  針對(duì)這一挑戰(zhàn),中國科學(xué)院心理研究所梁璟研究組與半導(dǎo)體研究所裴為華研究組合作,研發(fā)出剛?cè)峥烧{(diào)的“神經(jīng)觸手”式神經(jīng)探針(Neurotentacle)。該探針通過微型液壓系統(tǒng)調(diào)控內(nèi)部壓力,在插入階段可變得剛硬,精準(zhǔn)穿刺腦組織;植入完成后恢復(fù)柔軟狀態(tài),適應(yīng)腦組織微環(huán)境。這一方案無需借助任何硬質(zhì)導(dǎo)入工具,實(shí)現(xiàn)了低損傷植入與長期高質(zhì)量神經(jīng)信號(hào)記錄的雙重目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)證實(shí),該技術(shù)可減少急性損傷(相較傳統(tǒng)方法降低超過74%)、減輕慢性免疫反應(yīng)(降低約40%),在小鼠長期在體記錄中保持優(yōu)異的神經(jīng)元信號(hào)質(zhì)量與信噪比,且信號(hào)通道的功能性和單位數(shù)量均優(yōu)于對(duì)照組。

  “神經(jīng)觸手”探針技術(shù)提出了微創(chuàng)植入解決方案,能夠?qū)崿F(xiàn)柔性神經(jīng)電極的長期神經(jīng)記錄,為腦區(qū)和神經(jīng)環(huán)路功能研究提供了新工具。同時(shí),這一成果為柔性電極的實(shí)用化應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步,也為下一代微創(chuàng)神經(jīng)接口技術(shù)提供了新的解決方案。

  相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金的支持。

  可變剛度的“神經(jīng)觸手”式神經(jīng)探針

 

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