中国科学院科学家提出脑机接口“动态电极”新方案,助力神经信号精准捕捉
中国科学院深圳先进技术研究院联合团队近日成功研发出一种革命性的神经接口电极——NeuroWorm(神经蠕虫),首次提出脑机接口“动态电极”新范式,相关成果于9月17日发表在《自然》(Nature)杂志上。该技术突破了传统植入式电极“静态固定、无法调节”的局限,为脑机接口的发展开辟了全新路径。 传统脑机接口电极多为刚性或半刚性结构,植入后位置固定,难以适应脑组织的微小运动,且易引发免疫反应,导致信号衰减甚至失效。而NeuroWorm是一种直径仅196微米、如头发丝般纤细、柔软且可拉伸的神经纤维电极,沿其长度方向分布着60个独立信号通道,具备高度灵活性与高密度采集能力。 研究团队创新性地在电极前端集成微型磁控单元,并结合高精度磁场控制系统与实时影像追踪技术,使NeuroWorm可在生物体内自主移动、灵活转向,实现对目标神经区域的主动定位与动态监测。实验中,该电极成功在兔子颅内“游走”,根据需要切换监测区域,完成对不同脑区电信号的精准采集。 更令人瞩目的是,NeuroWorm在大鼠腿部肌肉中实现了长达43周的稳定植入与信号记录,长期性能优异。植入13个月后,电极周围形成的纤维包裹层平均厚度不足23微米,组织细胞凋亡率与正常组织无显著差异,展现出卓越的生物相容性与长期稳定性。 这一突破标志着植入式电极从“被动固定”迈向“主动响应、智能协同”的新阶段。NeuroWorm为外骨骼控制、神经康复辅助、人机协同等应用场景提供了全新可能。未来,研究团队将继续探索动态柔性电极及“活性”响应型电极的深层机制,推动脑机接口技术向更智能、更安全、更持久的方向发展。
