中國神經外科國際合作研究柔性高密度微陣列電極助力腦機接口首次“登頂”Science期刊

近日，北京天壇醫院神經外科聯合斯坦福大學化學工程系鮑哲南院士、天津大學化學系胡文平教授的團隊，提出緊密貼合在腦干等不規則區域的柔性可拉伸高密度微陣列電極。這是目前世界上精度最高的柔性可拉伸微陣列電極，該技術在精準識別腦干等部位重要神經核團、神經傳導束和腫瘤功能學邊界方面具有重要的臨床轉化價值。

現代神經外科以精準作為終極目標，需要多種高科技技術的不斷助力，神經電生理監測即是其中的一種。實時且高精度地可視化腦內術腔神經傳導束或腦干等重要部位的神經核團，是提高手術精準度、保護神經功能的關鍵技術。首都醫科大學附屬北京天壇醫院神經外科賈旺教授團隊基于目前的臨床實踐，提出臨床問題和“卡脖子”技術瓶頸，目前應用手持式探針對可疑核團區域直接電刺激、醫生靠想象構建核團位置的技術體系無法滿足臨床需求，病人致殘率高。為此，北京天壇醫院神經外科聯合斯坦福大學化學工程系鮑哲南院士、天津大學化學系胡文平教授的團隊，提出緊密貼合在腦干等不規則區域的柔性可拉伸高密度微陣列電極，有望解決以上臨床問題。

合作團隊創新性地采用導電聚合物的分子設計新策略研發出本征可拉伸電極材料，在加工到2微米尺度下仍能保持可拉伸性和高導電性的特征，實現了可拉伸有機電子器件領域的重大突破。基于柔性的優勢，該電極能適形于腦干或神經外科術腔等多種不規則且組織易損傷的場景；基于可拉伸的特性，術中器械牽拉扭轉等操作不會損傷纖薄的電極；基于高導電性和高密度的特征，應用該電極能精準定位到單個神經元的精度，以“熱圖”的形式快速且準確地勾勒腦干神經核團。

這一研究成果3月25日在線發表于《科學》期刊（Science，影響因子47.728），實現了中國神經外科領域以第一或通訊（含共同）作者在Science頂級刊物上發表論文零的突破。斯坦福大學鮑哲南院士、天津大學王以軒副教授作為共同通訊作者，斯坦福大學蔣圓聞博士、張智濤博士、王以軒副教授和北京天壇醫院神經外科李德嶺副教授作為共同第一作者。賈旺教授團隊在提出生物醫學問題、開展動物實驗、調試電極參數、分析數據和撰寫論文等步驟發揮重要作用。

柔性電極和柔性電子器件不僅能助力神經外科手術更加精準，而且可以作為腦機接口中記錄神經界面電信號、實施精準刺激的核心技術，在未來的腦科學研究與臨床轉化中將發揮重要作用。北京天壇醫院神經外科將依托國家神經疾病醫學中心、國家神經系統疾病臨床醫學研究中心等平臺，繼續深入開展顱底重要神經功能監測新技術、神經損傷修復新模式和肢體癱瘓病人閉環智能修復新策略等基礎和臨床轉化研究，從神經外科的角度助力腦科學發展，最終惠及病人。