中国研发成功“缝纫机”式脑机接口植入机器人，大幅提升柔性微电极植入效率和安全性

近日，中国科学院自动化研究所脑图谱与类脑智能实验室脑机接口与融合智能团队成功研发了一款名为CyberSense的柔性微电极植入机器人。该机器人通过了深圳市“脑解析与脑模拟”重大科技基础设施预验收，能够将类似头发丝般细软的柔性微电极精确植入实验动物的大脑皮层，极大地推动了脑机接口与脑科学研究的进展。 CyberSense的特点是自动化程度高、可植入电极数量多、定位精确、时间效率高以及使用便捷。这种“缝纫机”式设计能够在智能感知系统的引导下，以微米级别的精度将厚度不超过10微米、宽度不超过100微米的微丝状柔性电极植入大脑皮层，避开脑血管，减少对脑组织的损伤。植入过程中，CyberSense采用硬质针穿刺和上下穿梭的方式操作柔软的微丝电极，实现了精准植入。 植入后的柔性微电极能够将大脑的神经电信号传输到微型芯片，微型芯片再对这些信号进行处理和通信。通过解析大脑的神经活动并控制外部设备，研究人员可以更好地理解大脑信息处理的机制，甚至实现意念控制、语音合成和视觉重建等功能。此外，微型芯片还可以通过微电流刺激电极周围的神经细胞，调节脑活动。 CyberSense目前已经成功应用于不同类型和规格的柔性微电极植入试验中，包括对中国科学院半导体研究所和微灵脑机等机构研制的电极。这不仅展示了其强大的兼容性，也为脑机接口和神经电生理研究提供了有力的支持。 植入式脑机接口是一个高度交叉的技术领域，涉及电极设计、芯片技术、植入方法、通信技术、脑外科手术、人工智能和神经信号解码等多个学科。随着新材料和微纳加工技术的发展，柔性电极因其更低的植入创伤和排异反应而逐渐成为主流。然而，这也带来了更高的植入难度，传统的手工植入方法已经无法满足需求，因此高度自动化的植入机器人成为了研究的关键工具。 柔性脑皮层微电极相比其他类型的柔性电极（如薄膜电极和静脉介入支架电极）有显著优势。它们可以直接接触到神经元，采集高精度的神经元脉冲，这对于深入研究大脑的工作机制和开发高性能的脑机接口至关重要。如何采集大量的高质量神经信号，同时尽可能降低植入过程的安全风险，仍然是当前研究面临的重要挑战。 业内专家对CyberSense的高度评价认为，这款机器人不仅在技术上达到了国际领先水平，而且在实际应用中展现了巨大的潜力，能够显著提高脑科学研究的效率和精度。中国科学院自动化研究所在脑机接口和人机交互技术领域一直处于领先地位，CyberSense的成功研发进一步巩固了其在这一领域的地位。