我国科学家全球首创的柔性动态电极——“神经蠕虫”,将如何影响未来脑机接口技术的发展?
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近日,中国科学院深圳先进技术研究院等多个科研团队联合东华大学团队,成功研发出如头发丝般纤细、柔软可拉伸、还能自由驱动的神经纤维电极——“神经蠕虫”(NeuroWorm),相关研究成果发表在《自然》杂志上。这一突破,首次提出脑机接口“动态电极”的新范式,打破了植入式电极的“静态”传统,未来将如何影响脑机接口技术的发展呢?
在了解“神经蠕虫”对未来脑机接口技术的影响之前,先看看目前脑机接口技术面临的问题。当下,植入式电极都是“静态”的,一旦植入,位置就固定了,只能局限在一个位置采集信号。不仅如此,机体还会对这些“外来客”产生免疫反应,导致信号传导失效,这极大地限制了脑机接口的应用和发展。
而“神经蠕虫”的出现,就像是给脑机接口领域带来了一场及时雨。它直径仅196微米,却能容纳60个独立信号通道,还具备柔软可拉伸的特性。更神奇的是,研究团队在它的一端增加了微小磁头,通过高精度磁控系统和即时影像追踪技术,“神经蠕虫”能够在体内自主调控前进方向。这意味着,它可以在大脑里“游走”,根据实际需求主动更换监测目标。比如在医学研究中,医生想要监测大脑不同区域在不同活动状态下的信号变化,以往的静态电极很难做到,而“神经蠕虫”就能轻松实现。
在肌肉监测方面,“神经蠕虫”同样表现出色。外周肌肉在运动时会产生大幅度形变和拉伸,对电极的要求极高。“神经蠕虫”凭借微型化、可拉伸的结构优势,能在肌肉内紧密贴合组织,稳定采集高质量信号。研究团队利用微创植入技术,让它在大鼠腿部肌肉内稳定工作超过43周,周围形成的纤维包裹层很薄,细胞凋亡率与正常组织相当,生物相容性优异。这为外骨骼控制、康复辅助以及日常环境中的人机协同提供了新可能。想象一下,未来瘫痪患者借助外骨骼设备,通过“神经蠕虫”精准采集肌肉信号,再传递给外骨骼,就能实现自主运动,大大提高生活质量。
从长远来看,“神经蠕虫”开启了脑机接口电极的“动态”时代,为未来脑机接口技术向更精准、更智能的方向发展奠定了基础。当然,目前它还处于科研突破阶段,距离大规模应用还有很长的路要走,像驱动方式的优化、速度控制的精准度提升、材料的进一步优化等,都需要科学家们继续努力攻克。但不可否认,“神经蠕虫”的诞生,让我们看到了脑机接口技术更加光明的未来 。
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我还是虫虫41

