柔性神經(jīng)電極憑借優(yōu)異的生物相容性與機械匹配性，被學(xué)界認為是實現(xiàn)長期穩(wěn)定采集神經(jīng)信號的理想選擇。相較于傳統(tǒng)剛性電極，柔性探針能有效減少腦組織損傷、抑制炎癥反應(yīng)、延長在體壽命。然而，由于自身剛度較低，這類探針在缺乏額外支撐的情況下難以穿透腦組織。因此，植入難題成為制約柔性電極推廣應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。

針對上述問題，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員裴為華團隊聯(lián)合心理研究所研究員梁璟團隊，研發(fā)出剛?cè)峥烧{(diào)的“神經(jīng)觸手”式神經(jīng)探針。該探針通過微型液壓系統(tǒng)調(diào)控內(nèi)部壓力，能在插入階段變得剛硬，并精準穿刺腦組織，且植入完成后可恢復(fù)柔軟狀態(tài)，以適應(yīng)腦組織微環(huán)境。這一方案在無需借助硬質(zhì)導(dǎo)入工具的情況下，實現(xiàn)了低損傷植入與長期高質(zhì)量神經(jīng)信號記錄的雙重目標。實驗證實，相較于傳統(tǒng)方法，該技術(shù)可顯著降低急性損傷超74%、減輕慢性免疫反應(yīng)約40%，且在小鼠長期在體記錄中始終保持優(yōu)異的神經(jīng)元信號質(zhì)量與信噪比，信號通道的功能性和單位數(shù)量均顯著優(yōu)于對照組。

該研究為柔性電極實用化應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步，并為下一代微創(chuàng)神經(jīng)接口技術(shù)提供了新的解決方案。

近日，相關(guān)研究成果以Stiffness-tunable Neurotentacles for Minimally Invasive Implantation and Long-Term Neural Activity Recordings為題，發(fā)表在《先進科學(xué)》（Advanced?Science）上。

可變剛度的神經(jīng)觸手式神經(jīng)探針

神經(jīng)觸手探針的超低急性損傷和慢性免疫反應(yīng)

神經(jīng)觸手探針記錄到的高質(zhì)量神經(jīng)活動信號