洛桑联邦理工研发植入式神经芯片实时解码脑区交互

瑞士洛桑联邦理工学院的舒兰教授团队近日推出植入式神经芯片LogSync，旨在实时监测大脑不同区域之间的通信活动，为深部脑刺激等神经调控疗法提供更智能、更精准的闭环控制方案。深部脑刺激已被用于帕金森病等运动障碍，目前也正被探索应用于重度抑郁症、创伤后应激障碍和强迫症等精神疾病。然而，现有系统多依赖预设参数刺激，或仅采集单一脑区信号，难以适应精神疾病中广泛分布的脑网络异常。 针对这一限制，LogSync可在极低功耗下记录脑电活动，并提取反映脑波强度和区域间同步性的生物标志物。随后，机器学习算法据此区分认知与情绪状态，并在识别到特定状态时触发刺激。团队利用人类精神科实验中的脑记录数据，验证了芯片对认知参与和情绪唤醒状态的分类能力，并在明尼苏达大学的大鼠实验中实现了对脑振荡相位与刺激触发的跟踪。 该芯片尺寸约4毫米乘2毫米，通过软硬件协同设计和对数运算，在单芯片上完成网络级信号处理与解码，功耗控制在200微瓦以内。相关成果发表于IEEE固态电路杂志，并获得美国国家心理健康研究所660万瑞士法郎资助，研究目标是为重度精神疾病开发可测量并调控振荡脑网络的植入系统。除精神疾病外，LogSync的实时脑网络解码能力也可服务于运动障碍、闭环非侵入式刺激及聚焦超声等下一代神经技术。