打破传统!科学家首次提出脑机接口“动态电极”。 在脑机接口等神经接口系统中,电极是连接电子设备和生物神经系统的核心界面传感器,是脑机接口中接口的核心所在。然而,当前植入式电极均是静态的,植入后只能固定位置、局限采集,还在免疫反应中被动挨打乃至传导失效,严重制约了脑机接口的应用和未来发展。
9月17日23时,由中国科学院深圳先进技术研究院刘志远、韩飞团队联合徐天添团队,以及东华大学严威团队,历经5年多协同攻关的研究成果在《自然》发表。研究团队成功研发出了如头发丝般纤细、柔软可拉伸、可自由驱动的神经纤维电极——NeuroWorm(神经蠕虫)。该研究首次提出了脑机接口动态电极的新范式,打破了植入式电极的静态传统,为脑机接口电极的研究与应用开辟了新方向。深圳先进院为该研究第一单位。
放大镜视野下的60通道神经纤维电极。研究团队供图
研究团队(共同通讯作者刘志远(右一)、徐天添(左一)、韩飞(右二),共同第一作者谢瑞杰(左三)、韩飞、余潜衡远(右三)、李冬(左二))
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此前,刘志远团队基于柔软可拉伸导电材料的技术积累,率先实现了柔软可拉伸电极阵列的工程化量产,并通过了相关的二类医疗器械注检,应用在体表高密度肌电监测与刺激等场景中,尝试取代传统的硬质不可拉伸电极阵列,并已实现对包括欧洲客户在内的电生理公司供货。
尽管我们取得了一些应用突破,又新提出了‘神经蠕虫’的理念,但电极植入后仍面临免疫排异和长期稳定工作等挑战。如何实现电极与人体组织的更好融合,提高信号读取的精准度和稳定性,是未来的重要研究方向。论文共同通讯作者、深圳先进院研究员刘志远表示,未来植入式电极还需在驱动方式、速度控制、材料优化、功能集成、长期相容性等方面开展研究,需要全球科学家的共同努力。
徐天添介绍,研究团队首次将磁控驱动技术运用在植入式电极中,也为磁控微纳机器人领域带来宝贵的经验和数据,有望应用于早期的植入式医疗设备中,为动态监测生理信号提供新的解决方案。
据了解,该研究有望为纤维器件的制备提供新思路,也为脑科学研究、神经调控、脑机接口、人机协同等领域提供新的工具。未来,研究团队还将继续在动态柔性电极和活性主动响应型柔性电极领域进行深入研究,推动脑机接口技术的发展进程。(来源:中国科学报 刁雯蕙)
相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-025-09344-w
作者:刘志远等 来源:《自然》

