可與腦組織相容的大腦記錄裝置問世

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)4月19日（北京時間）報道，美國國立衛(wèi)生研究院科學(xué)家成功研發(fā)出可與大腦溝回等腦組織相容的薄膜狀柔性大腦記錄裝置，這將為癲癇監(jiān)控設(shè)備的研制以及開發(fā)越過脊髓受損部位，從大腦向身體傳輸信號的技術(shù)鋪平道路。相關(guān)研究發(fā)表在近期出版的《自然·材料》雜志上。 最簡單的大腦記錄設(shè)備是針狀電極，而“微電極陣列”較針狀電極又進了一步。但“微電極陣列”通常由多個半彈性的電極絲構(gòu)成，且被固定于硅制網(wǎng)格上，很難與大腦形狀相符合。新型裝置大部分由絲織物和聚酰亞胺材料混合制成，輕薄且柔度極高，可在特定時間點分解并融入腦組織，比普通電子植入設(shè)備更能“忠實”地記錄大腦的活動。

新型裝置可由頭蓋骨上的小孔進入，附著于大腦表面豐富的溝回之上，顯著提升腦活動記錄的穩(wěn)定度和準確度。而柔性的設(shè)計則可像“收縮膜”般保護腦組織的安全。此外，柔性材料的延展性也為記錄大規(guī)模的腦細胞活動提供了可能，而絲質(zhì)材料的耐用性也使其成為了不二的基底材料。在實驗中，科學(xué)家已成功將30個厚度為500微米的神經(jīng)電極列按5×6的規(guī)格附著于大腦模型之上。

對于癲癇患者，新型裝置的電極陣列可探測到首次痙攣的發(fā)生，并迅即傳遞脈沖迫使痙攣終止。而對于脊髓損傷病患，這一裝置有望讀懂大腦指揮行動的復(fù)雜信號，并將信號傳送至正常的肌肉或是義肢。

美國國立衛(wèi)生研究院下屬國立神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所（NINDS）副主任沃爾特·科若舍茲表示：“這一裝置能最大程度上使電極和腦組織聯(lián)系起來，并將記錄設(shè)備對大腦的損害降至最低。”

研究人員目前已在大腦模型和麻醉后的活體動物身上進行了測試，其通過記錄大腦視覺中心發(fā)出的、回應(yīng)視覺刺激的信號發(fā)現(xiàn)，絲質(zhì)和聚酰亞胺混合材料薄膜能比一般的植入設(shè)備捕捉到更強烈的信號。研究團隊下一步將測試新型裝置對于動物大腦活動的記錄情況，并致力于設(shè)計出與電極陣列結(jié)合更緊密的植入裝置，以便達到更高的記錄準確度。