植入式神經電極陣列器件與材料的研究進展

都展宏，魯藝，蔚鵬飛，鄧春山，李驍健

廣東省腦連接圖譜重點實驗室，中國科學院腦聯結解析與調控重點實驗室，腦認知與腦疾病研究所，中國科學院深圳先進技術研究院，深港腦科學創新研究院，廣東 深圳 518055

1 引言

人類大腦中的大約1000億個神經元之間通過復雜的動作電位傳遞信息1，而這些電活動參與了感知覺產生、運動編碼和高等認知等腦功能產生過程。神經工程學集合了神經科學、控制科學、電子工程、材料學、應用數學和物理學等眾多學科的科學家和工程師，試圖理解意識和行為產生的電活動機制，并利用調控手段和假體等實現對神經缺損功能的修復和腦認知能力的提升。迄今，神經工程學已經通過技術進步造福了大量患者，例如人工耳蝸修復聽力缺損已經造福了超過30萬患者2，深部腦刺激已經幫助超過10萬的帕金森、肌張力障礙、特發性障礙，甚至Tourette綜合征和強迫癥患者3，人工視網膜也已經幫助數百位視覺損傷患者重見光明4，而腦機接口控制的機械手幫助高位截癱患者重獲運動和外界交互的能力的案例在中外均已有所報道5。近期，利用神經工程方法，科學家甚至可以讓患阿爾茲海默癥的小鼠恢復部分記憶6，這項技術未來可能造福大量患者，甚至幫助人們實現超快速學習。

由于腦技術的重要性，奧巴馬執政美國期間，國立健康研究院(NIH，National Institutes of Health)提出了腦計劃(BRAIN Initiative，Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies)，全稱為基于創新性神經科技發展的腦研究計劃7。此后美國國防部高級研究計劃局(DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency)推出了神經工程系列研究項目，歐洲推出了人腦研究計劃，日本也推出了腦圖譜研究計劃8。……